{"id":41299,"date":"2024-07-22T10:03:49","date_gmt":"2024-07-22T08:03:49","guid":{"rendered":"https:\/\/www.linseis.com\/caracterisation-des-materiaux-photovoltaiques-par-la-mesure-de-la-tension-de-hall\/"},"modified":"2025-08-06T14:30:22","modified_gmt":"2025-08-06T12:30:22","slug":"caracterisation-des-materiaux-photovoltaiques-par-la-mesure-de-la-tension-de-hall","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.linseis.com\/fr\/connaissance\/caracterisation-des-materiaux-photovoltaiques-par-la-mesure-de-la-tension-de-hall\/","title":{"rendered":"Caract\u00e9risation des mat\u00e9riaux photovolta\u00efques par la mesure de la tension de Hall"},"content":{"rendered":"\t\t
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La mobilit\u00e9 des porteurs de charge dans les mat\u00e9riaux semi-conducteurs est un param\u00e8tre important pour l’utilisation des cellules solaires.\nLa lumi\u00e8re qui tombe sur une cellule solaire g\u00e9n\u00e8re des porteurs de charge libres qui produisent une tension \u00e9lectrique sur les \u00e9lectrodes.\nLa mobilit\u00e9 des porteurs de charge dans le mat\u00e9riau d\u00e9termine le flux de courant dans la cellule et influence donc son rendement utilisable. <\/p>\n

Les semi-conducteurs utilis\u00e9s dans les syst\u00e8mes photovolta\u00efques pr\u00e9sentent naturellement une faible mobilit\u00e9 ; pour le silicium polycristallin des cellules solaires, elle est de 1 000 \u00e0 10 000 fois inf\u00e9rieure \u00e0 celle du silicium de haute puret\u00e9, n\u00e9cessaire \u00e0 la fabrication des composants.<\/p>\n

La mobilit\u00e9 des porteurs de charge dans les semi-conducteurs peut \u00eatre mesur\u00e9e \u00e0 l’aide de l’effet Hall, conform\u00e9ment \u00e0 la norme ASTM F76-08.\nLe type (\u00e9lectrons ou trous) et la densit\u00e9 des porteurs de charge ainsi que leur mobilit\u00e9 dans le mat\u00e9riau peuvent \u00eatre d\u00e9termin\u00e9s par une mesure de la r\u00e9sistance.\nBien que la mesure dans un champ magn\u00e9tique constant (DC) soit tr\u00e8s r\u00e9pandue, elle n’est pas adapt\u00e9e \u00e0 la mesure pr\u00e9cise des mat\u00e9riaux \u00e0 faible mobilit\u00e9, tels que ceux utilis\u00e9s dans la technologie des cellules solaires, la thermo\u00e9lectricit\u00e9 ou l’\u00e9lectronique organique. <\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Effet Hall et mesures<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Edwin Herbert Hall a d\u00e9couvert l’effet Hall, qui porte son nom, en 1879.\nIl a observ\u00e9 que le courant dans un conducteur peut \u00eatre influenc\u00e9 par un champ magn\u00e9tique externe. <\/p>\n

Si un conducteur (semi) porteur de courant est travers\u00e9 perpendiculairement par un champ magn\u00e9tique, la force de Lorentz provoque une composante de force qui agit perpendiculairement \u00e0 la direction du mouvement de la charge, de sorte que les porteurs de charge sont d\u00e9vi\u00e9s sur une trajectoire circulaire.\nCela cr\u00e9e un gradient de concentration des porteurs de charge \u00e0 l’int\u00e9rieur du conducteur dans le sens du courant.\nIl y a un manque d’\u00e9lectrons d’un c\u00f4t\u00e9 du conducteur et une accumulation de porteurs de charge du c\u00f4t\u00e9 oppos\u00e9.\nLa tension qui en r\u00e9sulte est appel\u00e9e tension de Hall UH.\nElle d\u00e9pend de l’intensit\u00e9 du courant I, de la densit\u00e9 du flux magn\u00e9tique B, de l’\u00e9paisseur de l’\u00e9chantillon d et d’une constante du mat\u00e9riau, le coefficient de Hall AH. <\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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\u00c9quation 1 :<\/span><\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Si le coefficient de Hall a une valeur positive, il s’agit d’un \u00ab\u00a0conducteur \u00e0 trous\u00a0\u00bb (type p) ; dans la plupart des cas, une valeur n\u00e9gative signifie un conducteur \u00e0 \u00e9lectrons (type n).<\/p>\n

Les \u00e9quations 2 et 3 montrent d’autres relations entre le coefficient de Hall AH<\/sub><\/em>, la r\u00e9sistance sp\u00e9cifique \u03c1<\/em>, la densit\u00e9 de porteurs de charge n<\/em> et la mobilit\u00e9 \u03bc<\/em>, o\u00f9 e<\/em> est la charge \u00e9l\u00e9mentaire.<\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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\u00c9quation 2 :<\/span><\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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\u00c9quation 3 :<\/span><\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Dans des conditions d’essai r\u00e9elles, la tension de Hall mesur\u00e9e UHm<\/sub> peut \u00eatre influenc\u00e9e par une composante de tension de d\u00e9calage UO<\/sub> et une composante de tension thermo\u00e9lectrique Uth<\/sub><\/em>.
Une m\u00e9thode sp\u00e9ciale a \u00e9t\u00e9 mise au point pour \u00e9liminer les effets perturbateurs des tensions UO<\/sub><\/em> et Uth<\/sub><\/em>.
La tension thermique peut \u00eatre \u00e9limin\u00e9e en changeant la direction du courant et en calculant la moyenne des valeurs absolues.
La tension de d\u00e9calage r\u00e9sulte de la g\u00e9om\u00e9trie de l’\u00e9chantillon ; elle peut \u00eatre compens\u00e9e en inversant le champ magn\u00e9tique, car elle ne d\u00e9pend pas de la direction du champ.<\/p>

\u00c9tant donn\u00e9 que la m\u00e9thode DC conduit souvent \u00e0 une d\u00e9termination incorrecte du type de porteur de charge et \u00e0 des r\u00e9sultats impr\u00e9cis pour la mobilit\u00e9 des mat\u00e9riaux \u00e0 faible mobilit\u00e9, un champ magn\u00e9tique alternatif ou un courant alternatif peut \u00eatre utilis\u00e9 \u00e0 la place.
En effet, alors que la tension de Hall devient une tension alternative, les composantes de tension continue UO<\/sub> et Uth<\/sub> peuvent \u00eatre supprim\u00e9es.
Les petites tensions de Hall peuvent \u00eatre mesur\u00e9es et les mat\u00e9riaux \u00e0 faible mobilit\u00e9 des porteurs de charge peuvent \u00eatre caract\u00e9ris\u00e9s, de sorte que les mat\u00e9riaux photovolta\u00efques, en particulier, peuvent \u00eatre \u00e9valu\u00e9s \u00e0 l’aide de la m\u00e9thode CA.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Caract\u00e9risation des mat\u00e9riaux photovolta\u00efques – La mobilit\u00e9 des porteurs de charge dans les mat\u00e9riaux semi-conducteurs est un param\u00e8tre important pour leur utilisation dans les cellules solaires.<\/p>\n","protected":false},"author":3,"featured_media":14951,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"inline_featured_image":false,"footnotes":""},"categories":[187],"tags":[],"class_list":["post-41299","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-connaissance"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.linseis.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/41299","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.linseis.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.linseis.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.linseis.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/users\/3"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.linseis.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=41299"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.linseis.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/41299\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.linseis.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/media\/14951"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.linseis.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=41299"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.linseis.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=41299"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.linseis.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=41299"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}