Author: Yrébégnan Moussa Soro
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Languages : fr
Pages : 186
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Book Description
Le silicium polymorphe hydrogéné (pm-Si:H) présente de meilleures propriétés électriques et moins de défauts métastables comparé au silicium amorphe standard (a-Si:H). C'est un matériau amorphe nanostructuré qui peut être obtenu dans les conditions proches de la formation de poudres. Toutefois, les études menées jusque-là sur ce matériau ont été limitées à des couches déposées à faibles vitesses (environ 1 Å/s). Le travail présenté dans ce mémoire est motivé par l'augmentation de la vitesse de dépôt du pm-Si:H. Plusieurs séries d'échantillons ont été déposées par la technique rf-PECVD à des vitesses comprises entre 5 et 10 Å/s. Des techniques complémentaires ont été utilisées pour caractériser les propriétés structurales, électroniques et de transport des différentes couches. Les propriétés du pm-Si:H déposé à grande vitesse ont été comparé à celles du a-Si:H standard. Nous avons mis en évidence la possibilité d'obtenir du pm-Si:H de bonne qualité avec notamment des valeurs de longueur de diffusion ambipolaire pouvant atteindre 290 nm en pratiquant des vitesses de dépôt jusqu'à 10 fois plus grandes. Afin de corréler la qualité du matériau avec les performances photovoltaïques, des modules de 10x10 cm2 composés de cellules p-i-n dont la couche intrinsèque (i) est faite avec du pm-Si:H déposé à grande vitesse ont été fabriqués et caractérisés. Les meilleurs modules ont donné des densités de courant de court-circuit pouvant atteindre 15,8 mA/cm2 et une tension de circuit ouvert de 940 mV par cellule. Ces relatives bonnes performances sont consécutives à une bonne collecte des porteurs de charge dans la couche i.
Author: Ouafa Saadane
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Category :
Languages : en
Pages : 166
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The work presented in this thesis is devoted to the study of the metastability in the hydrogenated polymorphous silicon (pm-Si:H). The pm-Si:H films deposited in a plasma regime close to the powder formation, which promoted the incorporation of nanocrystallites and/or clusters in amorphous matrix of the layers. Previous results have shown the promising potentiality of the pm-Si:H for photovoltaic conversion. The aim of this study is to bring a better comprehension between the structural and optoelectronic properties of pm-Si:H films prepared under different deposition conditions. We used various methods of characterizations, and in particular some electrical techniques of characterizations: measurements of conductivity and photoconductivity (constant photocourant method, modulated photocurrent, steady state photocarrier gratings)), which we coupled with methods of structural characterizations (Fourier transform infrared spectroscopy and hydrogen effusion experiments). We particularly studied the metastability of the pm-Si:H. After a systematic study of a large number of pm-Si:H films, we highlighted the deposition conditions which lead to films with good properties transport (high deposition rate, high and excellent stability of the ambipolar diffusion length of the minority carriers, better efficiency of the solar cells). A link between hydrogen bonding and transport properties is made that shows that to exhibit good transport properties the material has to present a peculiar microstructure revealed by the hydrogen bonding. However, the hydrogen bonding and/or content in this structure has to be adjusted via the deposition conditions to reach an optimum hydrogen incorporation leading to the best layers and the best solar cell devices.
