LASES-FST 1
Université Cheikh Anta Diop
Faculté des Sciences et TechniquesLaboratoire des Semi-conducteurs
et d’Énergie Solaire(LASES)
Étude en modélisation d’une photopile bifaciale en régime statique sous
éclairement multispectral constant et sous l’effet d’un champ
magnétique:contribution de l’émetteur.
Mémoire de DEA présenté par:
BABOGUEL ALAYE Koumakoy
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Présentation de la photopile bifaciale
Conclusion et Perspectives
Étude en modélisation
Plan
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Figure1: La photopile bifaciale au silicium sous éclairement et sous l’action du champ magnétique
Présentation de la photopile
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Équation de continuité
3
1
))(exp()exp()(i
iii xHbxbanxG
Mode d’éclairement
Face avant 1 1 0
Face arrière 2 0 1
Simultané 3 1 1
(2)
Densité des porteurs minoritaires
D
xG
L
x
x
x )()()(22
2
(1)
3
1i))xH(ibexp()xibexp(p)
pLx(shB)
pLx(chA)x(p
3
1i))xH(ibexp()xibexp(n)
nLx(sh'B)
nLx(ch'A)x(n
(3)
(4)
Solution générale
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Condition aux limites Pour les trous
Pour les électrons
0x 0x)x(pSav
0xx
)x(ppD
dx dx)x(pSfe
dxx
)x(ppD
(5)
dx
(6)
dx)x(nSf
dxx
)x(nnD
(7)
Hx Hx)x(nSb
Hxx
)x(nnD
(8)
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Figure 2: Densité des trous en fonction de la profondeur dans l’émetteur : Face avant,ps, d=1m,Sfe1=3.103cm.s-1
Sav1=2.102cm.s-1
Figure 3: Densité des trous en fonction de la profondeur dans l’émetteur : Face arrière, d=1m,ps,
Sfe2=3.103cm.s-1 Sav2=2.102cm.s-1
Profils des densités des porteurs
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Figure 4: Densité des trous en fonction de la profondeur dans l’émetteur : éclairement simultané des deux faces, ps,
d=1m, Sfe3=3.103cm.s-1 Sav3=2.102cm.s-1
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Des électrons
Figure 5: Densité des électrons en fonction de la profondeur dans la base : Face avant, n=10-5s,
H0=300m Sf1=3.103cm.s-1 Sb1=2.102cm.s-1
Figure 6: Densité des électrons en fonction de la profondeur dans la base : Face arrière, n=10-5s, H0=300m Sf2=3.103cm.s-1
Sb2=2.102cm.s-1
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Figure 7: Densité des électrons en fonction de la profondeur dans la base : éclairement simultané des deux faces,n=10-5s, H0=300m
Sf3=3.103cm.s-1 Sb3=2.102cm.s-1
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dxx
xDqJ
)(
(9)
Forme générale:
Densité de courant
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Des trous
Figure 8:Densité de photocourant des trous en fonction de la vitesse de recombinaison à la jonction, ps,
Sav1,2,3=2.102cm.s-1
Figure 9:Densité de photocourant des trous en fonction en fonction de la vitesse de recombinaison à la jonction, ps,
Sav1,2,3=2.102cm.s-1
Profils des densités de photocourant
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Figure 10:Densité de photocourant des trous en fonction de la vitesse de recombinaison à la face avant, ps, Sfe1,2,3=2.102cm.s-1
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Des électrons
Figure 11:Densité de photocourant des électrons
en fonction de la vitesse de recombinaison à la jonction, n=10-5s, Sb1,2,3=2.102cm.s-1
Figure 12:Densité de photocourant des électrons en fonction de la vitesse de recombinaison à la jonction, n=10-5s,
Sb1,2,3=2.102cm.s-1
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Figure13: Densité de photocourant des électrons en fonction de la vitesse de recombinaison à la face arrière, n=10-5s, Sf1,2,3=2.102cm.s-
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Des trous
Figure14:Vitesses de recombinaisonintrinsèques des trous à la jonction en fonction du
champ magnétique, ps
Figure15:Vitesses de recombinaisondes trous à la face avant de l’émetteur en
fonction du champ magnétique, ps
(10) (11)0=410αSavαSav
αJp
≥∂
∂ 0=410αSfeαSfe
αJp
≥∂
∂
Vitesses de recombinaison
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Des électrons
Figure16: Vitesse de recombinaison intrinsèque des électrons à la jonction en fonction du champ magnétique, n=10-5s
Figure17: Vitesse de recombinaison intrinsèque des électrons en fonction
du champ magnétique, n=10-5s
(12) (13)0=410αSbαSb
αJn
≥∂
∂0=
410αSfαSfαJn
≥∂
∂
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Figure18:Vitesses de recombinaison des électrons à la face arrière en fonction du champ magnétique, ps,
H0=300m
Figure19:Vitesse de recombinaison des électrons à la face arrière en fonction du
champ magnétique, n=10-5s,
H0=300m
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Figure 20:Phototension dans l’émetteur en fonction du champ magnétique,
ps , d=1m
Figure21:Phototension dans la base en fonction du champ magnétique,n=10-5s
H0=300m
)dx(2in
N1lnTVV (14)
Phototension
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LES RESISTANCES
Figure22:Caractéristique courant-tension de l’émetteur.
Figure23:Caractéristique courant-tension de la base.
Résistance Série
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Figure24:Modèle électrique équivalent de l’émetteur ou la base
en circuit ouvert
)Sf(Jph
)Sf(V,coVRs
(15)
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Figure25:Caractéristique courant-tension de l’émetteur
Figure26:Caractéristique courant-tension de la base.
Résistance Shunt
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)Sf(Jph, ccJ
)Sf(VRsh
(16)
Figure27:Modèle électrique équivalent de l’émetteur et la base en court-circuit
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Profil de la résistance shunt:
Figure 28:Résistance shunt dans l’émetteur en fonction du champ
magnétique,éclairement face avant
et simultané, ps, d=1m
Figure 29:Résistance shunt dans l’émetteur en fonction du champ
magnétique,éclairement face arrière, ps, d=1m
Émetteur
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Base
Figure 30:Résistance shunt dans la base en fonction du champ magnétique,n=10-5s, H0=300m
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Profil de la résistance sérieÉmetteur
Figure 31:Résistance série dans l’émetteur en fonction du champ magnétique,d=1m,ps
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Base
Figure 32:Résistance série dans la base en fonction du champ
magnétique,éclairement face avant et simultané, n=10-5s, H0=300m
Figure 33:Résistance série dans la base en fonction du champ
magnétique,éclairement face arrière, n=10-5s, H0=300m
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Effet du champ magnétique.
Contribution de l’émetteur.
Paramètres électriques de la photopile sous influence du champ magnétique et électrique-en régime dynamique transitoire et fréquentiel.
Photopile bifaciale sous l’effet des agents chimiques ou électrochimiques.
Conclusion et Perspectives
410αpJαnJ
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Merci de votre
aimable attention!!