ETUDE DES PARAMETRES ELECTRIQUES DE LA PHOTOPILE

ETUDE DES PARAMETRES ELECTRIQUES DE LA PHOTOPILE

Dans cette dernière partie de notre travail, nous allons déterminer les paramètres électriques de la photopile en utilisant la caractéristique courant-tension (I-V). Nous simulerons le schéma équivalent électrique d’une photopile fonctionnant en situation de circuit-ouvert et le schéma équivalent électrique de la photopile fonctionnant en situation de court-circuit. Enfin, nous tracerons le profil de la capacité de la zone de charge et d’espace pour différentes valeurs du champ magnétique et du champ électrique. 

Caractéristique courant‐tension 

Puisque le module de la phototension et le module de la densité de photocourant sont tous fonctions de la vitesse de recombinaison à la jonction Sf donc nous pouvons représenter ces deux grandeurs, l’une en fonction de l’autre. Nous obtenons la caractéristique I-V de la cellule solaire. E E=2,97×10⁷ V/m B=9,9×10⁻²T E=2,7×10⁷ V/m B=9×10⁻²T E=2,07×10⁷V/m B=6,89×10⁻²T E=1,14×10⁷ V/m B=3,8×10⁻²T Figure 3.1: Profil du module de la caractéristique courant-tension pour différentes valeurs du champ électromagnétique Pr=10W ;Zo=120πΩ ;x=0,003cm ;L୬=0,02cm; μ୬=1500cm².v⁻¹.s⁻¹;D୬=26cm².s⁻¹ ;ω=10⁵Hz Lorsque le champ électromagnétique augmente, le photocourant du court-circuit augmente. Sur la figure, le module de la densité de photocourant est maximal aux faibles valeurs de la phototension il correspond à la densité de photocourant de court-circuit puis, il diminue avec l’augmentation du module de la phototension au voisinage de la phototension de circuit ouvert. Nous constatons que, lorsque le champ électromagnétique augmente, le module de la densité de photocourant de court-circuit augmente. En effet la présence d’un champ magnétique dans la base de la photopile augmente la production en photocourant.

Etude de la résistance série

Détermination de la résistance série

Figure 3.2:Schéma équivalent électrique de la photopile fonctionnant en situation de circuit ouvert  Vco est la tension du circuit ouvert,  Rs est la résistance série,  Vph est la phototension,  Jph est la densité du photocourant  Rch est la résistance de charge. En appliquant la loi des mailles au circuit: Rs ൌ Vୡ୭ିV୮୦ሺS୤ሻ J୮୦ሺS୤ሻ (3.2.1) Avec Sf est la vitesse de recombinaison à la jonction. 

Influence du champ électromagnétique sur le module de la résistance série 

E=3,33×10⁷V /m B=11,1×10⁻²T E=2,94×10⁷V /m B=9,8×10⁻²T E=2,25×10⁷V /m B=7,5×10⁻²T E=1,23×10⁷V /m B=4,1×10⁻²T Figure 3.3:Module de la résistance série en fonction de la vitesse de recombinaison Sfሺbሻ ൌ b. 10ୠcm/s à la jonction pour différentes valeurs du champ électrique et du champ magnétique Pr=10W ;Zo=120πΩ ;x=0,0002 cm ;L୬=0,02cm;μ୬=1500cm².v⁻¹.s⁻¹;D୬=26cm².s⁻¹ On observe sur la figure que le module de la résistance série aussi augmente très légèrement avec l’augmentation de la vitesse de recombinaison à la jonction mais diminue avec le champ électromagnétique. Le champ électromagnétique diminue le module de la résistance série. Ceci est causé par le stockage (augmentation de la phototension) des porteurs minoritaires de charges au voisinage de la jonction.