Etude en modélisation à trois dimensions d’une photopile au silicium en régime statique placée dans un champ magnétique et sous éclairement multispectral : détermination des résistances shunt Rsh et série Rs

Abstract

Le présent travail porte sur l’étude théorique à trois dimensions d’une photopile au silicium polycristallin, sous éclairement multispectral constant et sous l’effet d’un champ magnétique constant pour la détermination des paramètres électriques de la photopile. Une étude bibliographique sur l’impact du champ magnétique dans le système solaire et sur différentes méthodes de caractérisation d’une photopile au silicium polycristallin dans un modèle à trois dimensions en régime statique a été présentée. L’étude du coefficient, de la longueur de diffusion et une étude de la densité des porteurs minoritaires de charge en excès par la résolution de l’équation de continuité dans le modèle trois dimensions relative aux porteurs minoritaires de charge en excès dans la base de la photopile est proposée. La densité des porteurs minoritaires en excès en fonction de la profondeur de la base et répartition de la densité des porteurs minoritaires en excès à la jonction est étudiée pour différentes tailles de grain, pour différentes vitesses de recombinaison aux joints de grain et pour différentes valeurs champ magnétique sur la photopile. La densité photocourant et la phototension étudiées en fonction de la taille des grains, des vitesses de recombinaison et du champ magnétique. Des expressions de la vitesse de recombinaison à la jonction et la vitesse de recombinaison à la face arrière on été déduites. De la caractéristique Jph-Vph de la photopile sous champ magnétique ont été déterminé la résistance série, la résistance shunt à travers des modèles électriques équivalents où dans un premier cas, la photopile est une source de courant égale à celle du photocourant de court circuit en parallèle avec la résistance shunt. Dans le second cas, la photopile est modélisée par une source de tension en série avec la résistance série.