Comparaison avec µ-PCD et QSSPC

Parmi les expériences sur la durée de vie des porteurs, la compréhension des résultats largement contradictoires obtenus par différentes méthodes expérimentales reste l'un des plus grands problèmes. Grâce à notre nouvel outil de simulation, il est possibl

Outre la méthode MDP, les deux principales méthodes de mesure sans contact de la durée de vie sont la QSSPC (photoconductivité en régime quasi-stationnaire) et la µ-PCD (décroissance photoconductrice détectée par micro-ondes). Actuellement, l'un des principaux problèmes de l'industrie photovoltaïque consiste à rendre comparables les résultats de mesure de la durée de vie, qui divergent selon les différentes méthodes. Grâce à notre nouvel outil de simulation, il est possible de simuler des mesures en régime permanent et en régime transitoire, ce qui permet d'effectuer une comparaison.

µ-PCD

La méthode µ-PCD fonctionne généralement avec des intensités d'injection très élevées et une impulsion lumineuse très courte, de seulement 200 ns. La durée de vie des porteurs minoritaires est déterminée par la décroissance de la photoconductivité, comme dans le cas de la MDP. La méthode µ-PCD détecte la photoconductivité en mesurant la réflexion d'une micro-onde sur l'échantillon, ce qui rend cette méthode moins sensible que la MDP.

QSSPC

Le QSSPC détecte les variations de perméabilité de l'échantillon et, par conséquent, de sa conductance, grâce au couplage de l'échantillon à un pont radiofréquence par l'intermédiaire d'une bobine. La lumière d'excitation est atténuée lentement, de sorte que l'échantillon se trouve toujours dans un état quasi stationnaire. Une autre différence par rapport au MDP réside dans l'utilisation d'une lumière flash à spectre complet, au lieu d'une lumière laser monochromatique comme source d'excitation.

La figure 1 présente les plages d'injection dans lesquelles les différentes méthodes de mesure de la durée de vie sont généralement utilisées. Il apparaît clairement que la méthode MDP surpasse les autres, car elle permet de mesurer sur plus de sept décades d'injection.

Si l'on compare les résultats de mesure de ces différentes méthodes, il faut tenir compte de l'injection, de la longueur d'onde d'excitation, de la profondeur de pénétration des micro-ondes, du profil de la porteuse et du comportement différent des pièges, qui dépend de la durée de l'impulsion lumineuse.

Pour plus de détails, voir :

[1] T. Hahn, Thèse, TU Bergakademie, 2009