Régimes transitoires des photopiles : durée de vie des porteurs et vitesse de recombinaison

(Reçu le 23 avril 1992, révisé le 30 juin 1992, accepté le 7 septembre 1992)

Abstract
A detailed analysis of a new experimental practice of the open circuit voltage decay method and of the short circuit current decay method for determining the base minority carrier lifetime and the back surface recombination velocity in solar cells has been performed. The measurements have been made by using the monitoring of a single transient of an operating cell at any level of injection ; no power supply is required and a constant illumination level imposes the carrier injection level for normal operating conditions. The theory considers the complete continuity equation including generation and recombination rates of carriers. Precision and sensitivity of the method have been compared. The necessity of a precise knowledge of cell structural parameters have been shown to impose a limitation of the practical use of short-circuit current decay method, to low illumination levels.

Résumé
Cette étude développe une nouvelle méthode expérimentale pour mesurer la durée de vie des porteurs minoritaires dans la base d'une photopile ainsi que la vitesse de recombinaison à son interface arrière. Au cours de la mesure, la photopile est maintenue sous un éclairement constant qui impose le niveau d'injection souhaité. Cette méthode permet d'éliminer les effets néfastes à la mesure, provenant des impédances, propres au composant. Un régime transitoire, provoqué par une variation d'impédance, est étudié au cours de fonctionnements dans des conditions de court-circuit ou de circuit ouvert. L'étude théorique souligne la prise en compte de l'ensemble des phénomènes de recombinaison. L'obtention d'une bonne précision des mesures nécessite, avec une expérimentation rigoureuse, une connaissance précise des paramètres de structure de la photopile étudié. Pour la mesure de la durée de vie des porteurs, la plus grande sensibilité de la méthode en régime transitoire de court-circuit, comparée au régime de circuit ouvert, impose des mesures sous faible illumination.