Mesures opto-électroniques par transformée de Fourier
Nous avons développé un système de mesure simple adaptable à un spectromètre à transformée de Fourier (FTIR) afin de réaliser des mesures optoélectroniques sur des semi-conducteurs ou des dispositifs de conversion de l’énergie solaire. Ce système permet de réaliser des mesures de spectroscopie de photocourant par transformée de Fourier (Fourier Transform Photocurrent Spectroscopy, FTPS), de transmission-réflexion, ou encore des mesures de réponse spectrale sur des cellules solaires.
Les avantages d’un système basé sur l’acquisition de données et leur traitement par transformée de Fourier, par rapport aux systèmes ‘classiques‘ utilisant un monochromateur, sont la rapidité d’acquisition d’un spectre, quelques dizaines de secondes, et la résolution de l’acquisition, de l’ordre de, voire inférieure, au nanomètre. La rapidité des mesures permet ainsi de réalisé des cartographies de réponse spectrale sur des cellules solaires de grande surface.
La figure ci-dessous donne le schéma du système développé au GeePs [1]. Une double fibre optique est utilisée pour collecter sur une de ses branches la lumière provenant de l’interféromètre de Michelson. La lumière sortant de la fibre est envoyée sur l’échantillon à étudier qui peut ainsi est placé dans un cryostat sous vide. La deuxième branche de la fibre peut être utilisée pour réaliser des mesures de réflexion ou pour superposer un biais optique comme dans le cas de l’étude de la réponse spectrale de cellules à multi-jonctions. Dans tous les cas, le signal de réponse provenant de l’échantillon est ensuite amplifié et traité par le FTIR pour donner le spectre final.
L’addition de LED bleues et UV à la source lumineuse halogène à l’entrée de l’interféromètre de Michelson, couplée avec des détecteurs étalonnés en c-Si et c-Ge, nous permet de couvrir une gamme de longueur d’ondes allant de 350 à 1800 nm.
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| Schéma du système de mesure opto-électronique utilisant un FTIR. |
Références
[1] N. Puspitosari, C. Longeaud, Rev. Sci. Instrum. 88, 086112 (2017). http://dx.doi.org/10.1063/1.5000057
Ce système de mesure a été développé avec le support financier de l’Institut photovoltaïque d’Ile de France (IPVF, Palaiseau, France).
Contact : longeaud@geeps.centralesupelec.fr