Etude des caractéristiques i-v et détermination des paramètres électriques RSH et RS

ETUDE DES CARACTERISRIQUES I-V ET DETERMINATION DES PARAMETRES ELECTRIQUES Rsh et Rs

INTRODUCTION

Dans ce ch apitre, nous allons tracer les caractéristiques I-V correspondant aux trois modes d’éclairement pour ensuite passer à la détermination des paramètres électriques que sont la résistance shunt (Rsh) et la résistance série(Rs).

Etude des caractéristiques I-V

Les figures (20),(21),(22) correspondent aux courbes de variation de la densité de photocourant e n fonction de la phototension pour les trois modes d’éclairement et pour différentes valeurs du champ magnétiques.
Les figures (20),(21) ,(22) montrent que la densité de photocourant décroit avec la phototension car elle passe d’une valeur maximale correspondant au photocourant de courtcircuit à une valeur nulle traduisant le fonctionnement de la photopile en circuit-ouvert.
On note aussi que cette densité de photocourant décroit avec le champ magnétique pour certaines valeurs de la phototension.

Détermination des paramètres électriques : Rsh et Rs

Résistance shunt

A partir de la caractéristique courant-tension de la photopile, nous pouvons remarquer qu’au voisinage du court-circuit, la photopile se comporte comme un générateur de courant car le courant débité est pratiquement indépendant de la tension à ses bornes.
Pour une photopile idéale, cette partie de la caractéristique est parfaitement horizontale car le courant débité constant quelque soit la tension appliquée à ses bornes. En réalité pour une photopile non ideale, il existe un courant de fuite généralement faible qui cause une petite variation du courant débité par la photopile lorsque sa tension aux bornes varie, ce qui traduit la présence d’une charges interne au sein de la photopile,qu’on appelle résistance de fuite ou résistance shunt correspondant à une grande valeur de la vitesse de recombinaison à la jonction.
L’analyse des figures (24),(25),(26) nous permet de dire que la résistance shunt croit avec la vitesse de recombinaison à la jonction . On note aussi que cette résistance shunt croit avec le champ magnétique pour l’éclairement de la face avant et l’éclairement simultané des deux faces. Cependant, on a l’effet contraire pour un éclairement de la face arrière.

Resistance série

Comme pour la résistance shunt, nous partons de la caractéristique courant-tension de la photopile .On note qu’au voisinage du circuit- ouvert, la tension aux bornes de la photopile est pratiquement indépendante du courant débité. La photopile s e comporte alors comme un générateur de tension puisque sa caractéristique courant- tension n’est pas identique à une droite verticale. Ce qui explique la présence d’une résistance interne due à la résistivité du matériau polycristallin qui n’est rien d’autre que la résistance série de la photopile.Nous proposons alors à la figure (27) un circuit électrique équivalent de la photopile lorsque celle-ci fonctionne en circuit ouvert.
La formule (III.4) nous permet de tracer l’évolution de la résistance série en fonction de la vitesse de recombinaison à la jonction pour les trois modes d’éclairement et pour différentes valeurs du champ magnétique.
Les figures (28),(29),(30) montrent que la résistance série d iminuent avec la vitesse de recombinaison à la jonction . On note aussi que le champ magnétique a une faible influence sur cette résistance série.

CONCLUSION

Dans cette partie, nous avons présenté les caractéristiques courant-tension. Les paramètres électriques de la photopile que sont la résistance shunt et la résistance série ont été déterminés. C’est ainsi que la modélisation de la photopile soit en générateur de courant (fonctionnement en court-circuit), ou générateur de tension (fonctionnement en circuit-ouvert) a pu etre faite. Ce qui nous permet de conclure que les photopiles constituent une alternative aux problèmes énergétiques