| dc.description.abstract | Nous avons présenté dans ce travail une étude théorique à trois dimensions d'une photopile
monofaciale au silicium polycristallin en régime statique, sous éclairement polychromatique.
Dans cette étude de la photopile, nous avons d’abord cherché l’effet du taux de dopage de la
base, et de la taille des grains sur quelques paramètres tels que le coefficient de diffusion
effective (Dkj), la longueur de diffusion effective et de la durée de vie des porteurs minoritaires.
L’étude révèle que le coefficient de diffusion effective, la longueur de diffusion et la durée de
vie des porteurs minoritaires diminuent avec l’augmentation du taux de dopage de la base.
L’augmentation de la taille des grains entraine diminution du coefficient de diffusion effective
et une augmentation la longueur de diffusion effective. L’exploitation des profils du coefficient
Dkj en fonction du taux de dopage de la base pour différentes tailles de grains a permis de
déterminer les maximas du Dkj pour différentes tailles de grains et d’établir une corrélation
avec la taille des grains. Après l’étude des effets du taux de dopage et de la taille des grains sur
ces paramètres, l’expression de la densité des porteurs minoritaires a été établie. Son profil est
représenté en fonction du taux de dopage de la base respectivement pour différentes tailles de
grain et épaisseurs de la base.
Nous avons montré que la densité de porteurs minoritaires augmente avec les faibles niveaux
de dopage de 1015 cm-3
à 1017 cm-3
. Au-delà de cet intervalle, la valeur de la densité de porteurs
minoritaires dans la base diminue considérablement avec le taux de dopage de la base.
Egalement la densité des porteurs minoritaires améliorée lors du dopage de la base atteint un
maximum qui correspond à un taux de dopage optimal de la base. Ce maximum augmente
lorsque la taille des grains et l’épaisseur de la base croient. Par contre le taux de dopage optimal
augmente légèrement avec la taille de grain alors qu’il diminue lorsque l’épaisseur de la base
est grande. Ensuite nous avons établi une corrélation entre le taux de dopage optimal et la taille
de grain d’une part et d’autre part entre le taux de dopage optimal et l’épaisseur de la base.
L’étude de la densité des porteurs minoritaires dans la base a permis de trouver les expressions
de la densité de photocourant et de la phototension dont les profils sont tracés en fonction de la
vitesse de recombinaison à la jonction. Nous avons observé que :
les grandeurs électriques telles que la densité de photocourant et le courant de court circuit diminuent lorsque le taux de dopage de la base augmente tandis qu’ils croient avec la
taille de grain et l’épaisseur de la base ;
quant aux grandeurs électriques phototension et tension en circuit ouvert, nous avons
noté qu’elles croient fortement avec le taux de dopage de la base, la taille de grain, mais très
faiblement avec l’épaisseur de la base. v
La caractéristique I-V nous a permis de déterminer quelques valeurs de la tension de circuit
ouvert et du courant de court-circuit pour différents valeurs du taux de dopage et ainsi de
confirmer les variations de ces grandeurs électriques avec ces derniers.
Nous avons aussi tracé les profils de la puissance en fonction de la vitesse de recombinaison à
la jonction et en fonction de la tension. L’étude de la puissance électrique de la photopile s’est
avérée très importante car elle a permis la détermination des valeurs des puissances maximales
Pmax et des vitesses de recombinaison à la jonction correspondantes aux points de puissances
maximales (Sfmax) pour différentes valeurs du taux de dopage de la base.
Nous nous sommes intéressés aussi au rendement de conversion photovoltaïque et au facteur
de forme. Les résultats obtenus montrent que les faibles taux de dopage donnent les meilleurs
facteurs de formes et rendements.
Nous avons également étudié l’effet du taux de dopage, de la taille de grain et de l’épaisseur de
la base sur les vitesses de recombinaison intrinsèques à la jonction et à la face arrière. Il ressort
de cette étude qu’un taux de dopage de la base faible (1015 cm-3 et 1017cm-3) s’avère bénéfique
lorsque les recombinaisons en surface limitant la base sont élevées. Ces dernières diminuent
pour des tailles de grains élevés. Quant à l’épaisseur de la base, elle devrait être contrôlée car
son augmentation entraine l’élévation des recombinaisons à la surface arrière.
La caractéristique I-V nous a permis d’établir les expressions des résistances série et shunt
suivant les deux modes de fonctionnement de la photopile (situation de circuit ouvert et de
court-circuit). Les profils de ces résistances ont été étudiés en fonction du taux de dopage, de
la taille de grain et de l’épaisseur de la base. Nous notons une augmentation des résistances
shunt et série avec le taux de dopage. Il ressort aussi que la résistance série diminue avec la
taille de grain et l’épaisseur de la base alors que la résistance shunt augmente avec ces dernières.
Quant à la capacité de la photopile, elle augmente avec la taille de grain, l’épaisseur de la base
et les faibles taux de dopage (de 1015 cm-3 à 1017cm-3). | en_US |
