Réponse spectrale

Le système développé permet l’étude de la réponse spectrale et de l’efficacité quantique de dispositifs de conversion de l’énergie solaire. De plus, la seconde branche de la fibre optique permet de superposer un biais optique à l’éclairement en provenance du FTIR. Il est alors possible d’étudier des cellules multi-jonctions.

A titre d’exemple nous présentons sur la figure 1 les variations de l’efficacité quantique externe (EQE) en fonction de l’énergie des photons obtenues sur une cellule tandem composée d’une cellule de GaAs déposée sur une cellule de c-Si. Pour déterminer l’EQE de la cellule GaAs la cellule c-Si a été saturée à l’aide d’un biais optique à 905 nm, et pour mesurer l’EQE de la cellule c-Si la cellule GaAs a été saturée par un biais optique à 470 nm. On observe un bon accord des courants de court-circuit sous AM1.5G, Jcc, de chacune des cellules puisque l’on obtient Jcc = 11.8 mA/cm² pour la cellule GaAs et Jcc = 11.0 mA/cm² pour la cellule c-Si.

Figure 1 : Mesure des EQE en fonction de l’énergie des photons de chacune des cellules d’une cellule tandem GaAs/cSi fabriquée au CEA Liten (Grenoble, France)

Cartographie de réponse spectrale

La rapidité d’acquisition des spectres de réponse spectrale obtenue avec le système basé sur des mesures par transformée de Fourier rend possible la réalisation de cartographie de cellules solaires de grande surface.

La figure 2 montre une cartographie d’une cellule de silicium multi-cristallin. La zone cartographiée fait 2.5×2.5 cm2 et chaque cercle de 5 mm de diamètre correspond à une zone où la réponse spectrale complète a été mesurée de 390 nm à 1100 nm. Le temps d’acquisition de l’ensemble de ces réponses spectrales est de l’ordre de 5 minutes. Le graphe de gauche montre avec des dégradés de jaune qu’à la longueur d’onde de 950 nm la réponse spectrale varie entre 0.55 et 0.63 A/W (12% d’écart). Le graphe de droite montre que les positions où la réponse spectrale est la plus faible correspondent à des régions de la cellule contenant plusieurs macles. On peut donc supposer, comme attendu, que les joints de grains réduisent sensiblement la conversion de l’énergie solaire de ce dispositif.