Ingénierie de matériaux IV-IV (SiGe, silicium poreux) pour applications aux photopiles silicium à couches minces PDF Download
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Author: Anis Daami
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Languages : fr
Pages : 190
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Book Description
Cette étude porte sur la faisabilité d'application de l'alliage SiGe et du silicium poreux (SP) et de leur intégration dans les photopiles silicium à couches minces. L'intérêt de cette étude est d'augmenter le rendement des cellules solaires silicium. Le SiGe permet d'accroître le photo-courant grâce à une plus grande absorption dans l'IR. Le SP sert de couche antireflet et de passivation de l'émetteur de la cellule. Nous avons montré par spectroscopie de photoluminescence (PL), que la passivation par nitruration de la surface du silicium poreux, améliore son intensité de luminescence et augmente sa stabilité dans le temps. Ce résultat a été exploité pour améliorer la qualité de passivation au niveau de la photopile. Ensuite, nous avons caractérisé par PL l'alliage SiGe afin de contribuer à une amélioration de sa croissance et diminuer la densité de défauts dans le matériau. Cet alliage est par la suite intégré dans la base active de la photopile. Nous mettons en évidence une très bonne qualité des couches réalisées par CVD et LPE. En effet, nous observons une très faible activité des dislocations que nous corrélons avec des longueurs de diffusion, de porteurs minoritaires, supérieures aux épaisseurs des couches étudiées. Enfin, par des mesures de DL TS sur des photopiles de petites surfaces, nous montrons que les défauts présents dans l'alliage SiGe ne sont pas en concentration suffisante, pour diminuer le rendement d'une cellule solaire. Par cette étude nous avons activement participé à élaborer et conceptualiser la structure d'une photopile SiGe à couches minces. Cette dernière, sans optimisation, présente un rendement comparable à une cellule solaire tout silicium (12.3%). Ceci nous permet d'espérer encore un gain plus important après perfectionnement de la photopile (2% en absolu par rapport au Si).
Author: Anis Daami
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Languages : fr
Pages : 190
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Cette étude porte sur la faisabilité d'application de l'alliage SiGe et du silicium poreux (SP) et de leur intégration dans les photopiles silicium à couches minces. L'intérêt de cette étude est d'augmenter le rendement des cellules solaires silicium. Le SiGe permet d'accroître le photo-courant grâce à une plus grande absorption dans l'IR. Le SP sert de couche antireflet et de passivation de l'émetteur de la cellule. Nous avons montré par spectroscopie de photoluminescence (PL), que la passivation par nitruration de la surface du silicium poreux, améliore son intensité de luminescence et augmente sa stabilité dans le temps. Ce résultat a été exploité pour améliorer la qualité de passivation au niveau de la photopile. Ensuite, nous avons caractérisé par PL l'alliage SiGe afin de contribuer à une amélioration de sa croissance et diminuer la densité de défauts dans le matériau. Cet alliage est par la suite intégré dans la base active de la photopile. Nous mettons en évidence une très bonne qualité des couches réalisées par CVD et LPE. En effet, nous observons une très faible activité des dislocations que nous corrélons avec des longueurs de diffusion, de porteurs minoritaires, supérieures aux épaisseurs des couches étudiées. Enfin, par des mesures de DL TS sur des photopiles de petites surfaces, nous montrons que les défauts présents dans l'alliage SiGe ne sont pas en concentration suffisante, pour diminuer le rendement d'une cellule solaire. Par cette étude nous avons activement participé à élaborer et conceptualiser la structure d'une photopile SiGe à couches minces. Cette dernière, sans optimisation, présente un rendement comparable à une cellule solaire tout silicium (12.3%). Ceci nous permet d'espérer encore un gain plus important après perfectionnement de la photopile (2% en absolu par rapport au Si).
Author: Christine Robert-Pierrisnard
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Languages : fr
Pages : 202
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DURANT CES DERNIERES ANNEES, LE DEVELOPPEMENT DES COMPOSES III-V TELS QUE L'ARSENIURE DE GALLIUM OU LE PHOSPHURE D'INDIUM FUT SPECTACULAIRE. CES COMPOSES SONT TRES INTERESSANTS POUR LES APPLICATIONS MICRO-ELECTRONIQUES ET OPTOELECTRONIQUES. OR LES CARACTERISTIQUES DE CES MATERIAUX ET DES COMPOSANTS REALISES SONT TRES SENSIBLES A LEUR ETAT DE SURFACE ET D'INTERFACE. IL EST DEVENU ESSENTIEL DE COMPRENDRE LES MECANISMES DE FORMATIONS DES STRUCTURES POUR MAITRISER AU MIEUX LA TECHNOLOGIE DES COMPOSANTS REALISES. PLUS RECEMMENT, UN NOUVEAU MATERIAU LE SILICIUM POREUX EST APPARU COMME ETANT TRES PROMETTEUR DANS LE DOMAINE DE L'OPTOELECTRONIQUE. CELUI-CI A FAIT RECEMMENT L'OBJET DE NOMBREUSES RECHERCHES COMPTE TENU DE SES PROPRIETES LUMINESCENTES DONT L'ORIGINE EST ENCORE DISCUTEE. CES PROPRIETES SEMBLENT DEPENDRE BEAUCOUP DES ETATS DE SURFACE ET D'INTERFACE. LA PREMIERE PARTIE DE CE MEMOIRE EST CONSACRE A LA CARACTERISATION DE LA SURFACE ET DE LA CONCENTRATION EN HYDROGENE D'UN SUBSTRAT DE SILICIUM POREUX. LA SPECTROSCOPIE DES ELECTRONS RETRODIFFUSES ELASTIQUEMENT (EPES) S'EST AVEREE TRES PERFORMANTE. CETTE METHODE NOUS A PERMIS DE CALCULER LE COEFFICIENT DE REFLEXION ELASTIQUE POUR DIFFERENTES POROSITES. NOUS AVONS PU METTRE EN EVIDENCE UN CHANGEMENT DE MORPHOLOGIE DES COUCHES POREUSES LORS DE L'AUGMENTATION DE LA POROSITE. LA DEUXIEME PARTIE DE CE TRAVAIL ENTRE DANS LE CADRE DES ETUDES CONSACREES A LA REALISATION DE STRUCTURES MIS (METAL/ISOLANT/SEMI-CONDUCTEUR). NOUS NOUS SOMMES ATTACHEES PLUS PARTICULIEREMENT A L'ETUDE DE L'INTERFACE ISOLANT/SEMI-CONDUCTEUR. AFIN DE REALISER DE TELLES STRUCTURES, NOUS AVONS PROCEDE DANS UN PREMIER TEMPS A LA REALISATION DE COUCHES MINCES D'ALUMINE SUR DES SUBSTRATS DE SILICIUM (100). EN EFFET, UNE BONNE REPRODUCTIBILITE ET UN CONTROLE DES PARAMETRES D'ELABORATION DE L'ISOLANT SONT EXIGES POUR ABOUTIR A L'AMELIORATION PROGRESSIVE DE LA QUALITE DES COMPOSANTS REALISES. DANS UN SECOND TEMPS DES DEPOTS D'ALUMINE ONT ETE REALISES SUR DES SUBSTRATS DE PHOSPHURE D'INDIUM (100). EN NOUS APPUYANT SUR DES TRAVAUX ANTERIEURS FAITS AU LABORATOIRE LASMEA SUR LA STABILISATION DES SURFACES D'INP(100) PAR DES ATOMES D'ANTIMOINE, NOUS AVONS EFFECTUE DES ETUDES PHYSICO-CHIMIQUES ET ELECTRIQUES DES STRUCTURES DU TYPE HG/AL#2O#3/INP ET HG/AL#2O#3/INSB/INP. NOUS AVONS MIS EN EVIDENCE, L'AMELIORATION SENSIBLE DE LA QUALITE DE L'ISOLANT LORS D'UNE RESTRUCTURATION DE LA SURFACE D'INP PAR DES ATOMES D'ANTIMOINE, UNE REDUCTION DE LA MIGRATION DES ELEMENTS DU SEMI-CONDUCTEUR ETANT OBSERVEE. NOUS AVONS PU CORRELER L'HISTORIQUE DE LA FORMATION DES STRUCTURES A LA MESURE ELECTRIQUE FINALE, CE QUI EST PARTICULIEREMENT IMPORTANT DANS LA COMPREHENSION DES PHENOMENES SE PRODUISANT AUX INTERFACES
Author: Marie-Estelle Gueunier
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Languages : en
Pages : 171
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Fabrication of high-efficiency stable multijunction solar cells requires low optical band gap materials. Thus, hydrogenated amorphous silicon-germanium alloys (a-SiGe:H) are of great interest for photovoltaic applications since the band gap can be decreased by increasing the germanium content. However, on one band, the addition of germanium in the silicon network was shown in the past to lead to a drastic deterioration of the electronic properties. On the other hand, improved electronic properties and stability had been observed on a new material, called hydrogenated polymorphous silicon (pm-Si:H). This material was deposited by PECVD in high pressure and high hydrogen dilution conditions. The aim of this thesis was to explore similar conditions of high pressure and high hydrogen dilution for the fabrication of SiGe alloys, with the hope that the improved properties observed on pm-Si:H could be extended to these alloys. The optical, structural, defect-related and transport properties of different series of alloys have been studied by a set of complementary techniques. The modulated photocurrent technique was particularly studied and some new developments were brought to this technique. We find that these new SiGe alloys exhibit some specific properties attributed to the peculiar hydrogen microstructure, which justifies that these alloys have been designed as hydrogenated polymorphous silicon-germanium alloys (pm-SiGe:H). First results of p-i-n diodes for which pm-SiGe:H alloys were incorporated in the intrinsic layer are also presented here. The efficiency of such devices is comparable to that of amorphous alloys (around 7%) and does not reveal the improved properties of the polymorphous material. We have identified that this is due to problems at the p/i interface. Solving these problems should greatly increase the performance of the devices.
Author: Ahmed Belasri
Publisher: Springer Nature
ISBN: 9811554447
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 659
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This book highlights peer reviewed articles from the 1st International Conference on Renewable Energy and Energy Conversion, ICREEC 2019, held at Oran in Algeria. It presents recent advances, brings together researchers and professionals in the area and presents a platform to exchange ideas and establish opportunities for a sustainable future. Topics covered in this proceedings, but not limited to, are photovoltaic systems, bioenergy, laser and plasma technology, fluid and flow for energy, software for energy and impact of energy on the environment.
Author: YAHYA.. LAGHLA
Publisher:
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Languages : fr
Pages : 177
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COMME L'UTILISATIONS DE L'ENERGIE SOLAIRE EST NOUVELLE PAR RAPPORT AUX ENERGIES TRADITIONNELLES (SURTOUT LES COMBUSTIBLES FOSSILES), SA RECHERCHE ET SON DEVELOPPEMENT SONT GUIDES A LA FOIS PAR LES POSSIBILITES PHYSIQUES ET PAR LES ASPECTS ECONOMIQUES, POLITIQUES ET SOCIAUX. LE DEVELOPPEMENT EST UNE RENCONTRE D'UN PRODUIT ET D'UN MARCHE. NOTRE TRAVAIL EST AINSI SEPARE EN 3 PARTIES : UNE PARTIE DITE DE RECHERCHE HORIZONTALE CONCERNANT L'ETUDE PHYSIQUE DU MATERIAU TELLES LES CARACTERISTIQUES OPTIQUES, DONT NOUS AVONS ETUDIE LES PRINCIPALES METHODES DE DETERMINATION DES CONSTANTES OPTIQUES. DANS CETTE PARTIE, NOUS AVONS DETAILLE LES DEUX METHODES D'OBTENTION DE L'EPAISSEUR, DE L'INDICE DE REFRACTION ET DU COEFFICIENT D'ABSORPTION EN FONCTION DES LONGUEURS D'ONDES A PARTIR DU SPECTRE DE TRANSMISSION SEUL METHODE DE FRANGE D'INTERFERENCE ; OU A PARTIR DE LA COMBINAISON DES SPECTRES DE TRANSMISSION ET DE REFLEXION METHODE DITE OCS. APRES LA COMPARAISON DES AVANTAGES ET DES INCONVENIENTS DES DEUX METHODES, NOUS AVONS ABOUTI A UNE NOUVELLE METHODE QUI CONSISTE A COMBINER LES DEUX METHODES EN MEME TEMPS AFIN D'AUGMENTER LA PRECISION SUR LES CONSTANTES OPTIQUES. LA DEUXIEME PARTIE EST DEDIEE A L'APPLICATION DE LA METHODE DITE DE MINIMISATION, AFIN DE CALCULER LES PROPRIETES OPTIQUES DES COUCHES MINCES DE SILICIUM AMORPHE OBTENU PAR DECOMPOSITION EN PHASE VAPEUR A BASSE PRESSION (LPCVD), DE DISILANE, DEPOSEE DANS UN NOUVEAU TYPE DE REACTEUR, APPELE REACTEUR PUIS COMPAREES AU SILICIUM POLYCRISTALLIN OBTENU PAR RECUIT DE CE PREMIER ET AU SILICIUM POLYCRISTALLIN DEPOSE DIRECTEMENT PAR DECOMPOSITION DU SILANE PAR LPCVD. CES ETUDES OPTIQUES DE CES DIFFERENTS MATERIAUX NOUS ONT CONDUIT A OPTER POUR LA FILIERE GAZEUSE SILANE ET AU CONDITION DE DEPOT DE CE MATERIAU (T = 660 C, P = 0,3TORR), POUR LA REALISATION DES DIODES PHOTOVOLTAIQUE, ET D'OPTIMISER LES EPAISSEURS CONVENABLE POUR QUE 90% DE LA LUMIERE INCIDENTE SOIT ABSORBEE. DANS UNE DEUXIEME ETAPE DE NOTRE RECHERCHE NOUS AVONS ETUDIE LA CINETIQUE DE DEPOT, LES PROPRIETES OPTIQUES, ELECTRIQUES, ET STRUCTURALES DES DIFFERENTES COUCHES CONTRIBUANT A LA FABRICATION DES DIODES PHOTOVOLTAIQUE, A SAVOIR LES COUCHES DE SILICIUM POLYCRISTALLIN NON DOPES, DOPEE BORE OU PHOSPHORE. AFIN DE MIEUX COMPRENDRE LES QUALITES DE CES COUCHES, NOUS AVONS ESSAYE DE FAIRE UN LIEN ENTRE LES DIFFERENTES VARIATIONS DES PARAMETRES OPTIQUES ET ELECTRIQUES OBSERVES ET LEUR VARIATION DE STRUCTURE EN FONCTION DE LEURS EPAISSEURS. POUR COMPLETER CES ETUDES, EN DERNIER PARTIE, NOUS SOMMES PASSE A LA PHASE DITE VERTICALE CONSISTANT A LA REALISATION TECHNOLOGIQUE DE CES DIODES AVEC UN MINIMUM D'ETAPES TECHNOLOGIQUES. NOUS AVONS PU OBTENIR DES DIODES A BASE DE SILICIUM POLYCRISTALLIN AVEC UN COURANT DE FUITE MINIMAL ET UNE TRES BONNE TENUE AU COURANT INVERSE JUSQU'A 100V SANS OBSERVER LE CLAQUAGE DE LA JONCTION.
Author: Sofia Gaiaschi
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Languages : en
Pages : 0
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Book Description
Despite continuous effort, thin-film silicon multi-junction solar cells are still limited by the light-induced degradation of amorphous materials that they employ - hydrogenated amorphous silicon layers (a-Si:H) or amorphous silicon-germanium (a-SiGe:H) layers. To survive, this technology must fully benefit from the ease with which it allows multi-band gap photovoltaic (PV) devices to be assembled. To this end, materials that are stable under light soaking and have an electronic band gap between that of hydrogenated microcrystalline silicon (μc-Si:H, 1.1 eV) and that of a-Si:H (1.7 eV) are needed. The goal of this PhD thesis was to develop a new class of materials satisfying all these requirements by alloying carbon and silicon. Indeed, hydrogenated microcrystalline silicon-carbon alloys (μc-Si1-xCx:H) are a promising candidate for expanding the toolbox of useful materials for thin-film photovoltaics. The interest in these alloys lies in the possibility of easily varying their effective band gap by changing the amount of carbon in their composition. In this thesis, the usefulness of such materials in thin-film PV devices was probed using a broad range of deposition and characterization techniques. Using thin-film growth techniques at low temperatures (175-300° C), the range in which such electronically useful materials can be grown has been explored. It was confirmed that even in the condition of small crystallites, no stable sub-stoichiometric Si-C crystalline phase exists (i.e. no parallel for silicon-rich c-SiGe has been observed). Under all deposition techniques utilized, these materials were composed of submicron-size silicon crystallites embedded in an amorphous silicon-carbon (a-Si1-xCx:H) matrix. However, while the presence of the crystallites assures a higher conductivity compared to a-Si1-xCx:H, the carbon incorporation leads to an effective energy gap larger than that of microcrystalline silicon, supporting our investigation of these materials as promising optoelectronic layers. In the first part of this work, different Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition strategies have been investigated to achieve the widest range of processing conditions and to learn the most about the growth conditions required to produce a high quality μc-Si1-xCx:H material. Material properties were extensively characterized both on the structural side and also from an electrical point of view, in order to establish a correlation between the deposition parameters and the microstructural, transport and defect-related properties. The extensive set of results has allowed the proposal of a coherent growth model for such μc-Si1-xCx:H thin films. Exploiting these results, PV devices using these alloys as active layers were made. Although the absolute levels of efficiency (around 3.5 %) are not as high as state-of-the-art microcrystalline silicon, this work showed that it is possible to obtain variations in the open circuit voltage by varying the amount of carbon incorporated in such μc-Si1-xCx:H alloys. This important result shows that a process parameter other than silane dilution can be used to control this aspect of device performance. PV performances are modest so far, which is expected as these are the first ever results concerning the application of such a new class of materials as the active layer in thin-film solar cells. However, with further advancements in such materials, their replacement of the less stable a-SiGe:H is not unforeseeable.
Author: Etienne Drahi
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Languages : fr
Pages : 0
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Book Description
Cette étude prend place dans le cadre du projet ANR Inxilicium visant à la réalisation de cellules solaires en couches minces de silicium par jet d'encre. Les nanoparticules de silicium sont des matériaux à fort potentiel pour la levée de verrous technologiques grâce à leurs propriétés spécifiques. Des encres de nanoparticules de Si issues de diverses méthodes de synthèse ont été imprimées par jet d'encre sur différents substrats : quartz, électrodes métalliques (aluminium, molybdène) et transparente conductrice (ZnO:Al). L'optimisation du procédé d'impression, de l'interaction encre/substrat (via la modulation de l'énergie de surface des substrats) et de l'étape de séchage a permis l'obtention de couches minces homogènes et continues (plusieurs centaines de nm à quelques μm d'épaisseur)A posteriori, une étape de recuit est nécessaire pour recouvrer des propriétés fonctionnelles. L'utilisation de nanoparticules à la physico-chimie de surface contrôlée fait décroître les températures de frittage de 1100 °C à environ 600 °C. En complément, des recuits sélectifs (micro-ondes et photonique) ont été évalués pour leur application sur des substrats flexibles et bas coûts.Les propriétés optiques et les interfaces électrode/silicium ont été examinées afin d'intégrer ces couches dans des dispositifs (cellule solaire...). La formation de transitions métallurgiques Al-Si et Mo-Si a été étudiées par DRX-in situ. L'ensemble de ces travaux a permis la réalisation d'une jonction PN montrant un comportement photovoltaïque à fort champ grâce aussi à la mise au point d'une méthode innovante de collage ouvrant la voie à une réduction du bilan thermique des procédés de fabrication.
Author: Stéphnie Périchon
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Languages : fr
Pages : 175
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Book Description
Le silicium meso-poreux, obtenu par attaque électrochimique du silicium monocristallin, présente une conductivité thermique proche de celle de l’oxyde de silicium. C’est donc un excellent candidat pour assurer l’isolation thermique des micro-capteurs sur silicium tout en garantissant la stabilité mécanique de la micro-structure. Une méthode d’anodisation pulsée, double face du silicium a été mise au point afin d’obtenir des couches de silicium poreux épaisses et homogènes en profondeur permettant même d’anodiser toute l’épaisseur du substrat. Leur caractérisation thermique a été réalisée par spectroscopie micro-Raman afin de déterminer les paramètres d’anodisation (densité de courant, durée) et les traitements d’oxydation post-anodisation conduisant à une conductivité thermique optimale, inférieure à 1 W/m.K. Les résultats expérimentaux corroborent notre modèle théorique du transport thermique dans ce matériau nano-structuré. L’optimisation technologique des couches de silicium poreux localisées à la surface du substrat est obtenue en terme de stabilisation physico-chimique par oxydation à basse température et d’encapsulation par un film diélectrique. La modélisation analytique et la simulation par éléments finis du support thermique du micro-capteur ont conduit à la définition de son architecture. Enfin, deux microsystèmes pour la mesure de la conductivité thermique tissulaire sont conçus et réalisés sur des caissons de silicium poreux oxydés de 100 μm d’épaisseur : une structure mini-invasive en forme d’aiguille et une structure de surface à symétrie cylindrique. Les éléments actifs du micro-capteur sont déposés et lithographiés à la surface du silicium poreux : deux thermistances en polysilicium implanté phosphore et une thermopile polysilicium N+/aluminium à 5 ou 11 jonctions. Les résultats expérimentaux ont montré l’efficacité de l’isolation thermique du silicium poreux oxydé et dégagé les perspectives d’optimisation pour diverses filières de micro-dispositifs thermiques.
Author: DENIS.. BUTTARD
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Languages : fr
Pages : 193
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Book Description
LA PREMIERE PARTIE DE CE TRAVAIL A ETE CONSACREE A L'ETUDE, PAR DIFFRACTION DES RAYONS X, DES DEFORMATIONS ENGENDREES PAR DES EFFETS DE SURFACE. NOUS AVONS NOTAMMENT MIS EN EVIDENCE, GRACE A DES MESURES IN SITU SOUS ULTRA VIDE, QUE LA DILATATION QUI EXISTE POUR UN ECHANTILLON FRAICHEMENT PREPARE EST DUE AUX LIAISONS SI-H#X PRESENTES A LA SURFACE DES CRISTALLITES DE SILICIUM. NOUS AVONS D'AUTRE PART ETUDIE LA PASSIVATION DU SILICIUM POREUX PAR OXYDATION DES CRISTALLITES DE SILICIUM QUI SE TRADUIT PAR UNE DILATATION SUPPLEMENTAIRE A LA DILATATION ORIGINELLE DU PARAMETRE DE MAILLE CRISTALLIN. LE REMPLISSAGE DES PORES PAR UN DEPOT DE GERMANIUM A ENFIN ETE ETUDIE, MONTRANT UNE EPITAXIE DU GERMANIUM JUSQU'AU FOND DES PORES. LA DEUXIEME PARTIE DE CE TRAVAIL DE THESE PRESENTE LES MESURES DE DIFFUSION DIFFUSE AUX PIEDS DES PICS DE BRAGG, ET LES INFORMATIONS STRUCTURALES QUI EN RESULTENT, POUR DES ECHANTILLONS FRAICHEMENT PREPARES. POURLES COUCHES DE TYPE P#-, LES CRISTALLITES SONT ISOTROPES AVEC UN DIAMETRE DE L'ORDRE DE 3 NM. LES COUCHES DE TYPE P#+ SE PRESENTENT DE MANIERE DIFFERENTE AVEC DES CRISTALLITES ANISOTROPES DE 10 NM DIAMETRE. UNE CONTRIBUTION ISOTROPE PEU INTENSE ANALOGUE AU P#- EST AUSSI PRESENTE, CE QUI SUGGERE LA PRESENCE DE PETITS OBJETS EGALEMENT DANS LE P#+. LA DERNIERE PARTIE DE CE TRAVAIL REGROUPE L'ETUDE DES COUCHES MINCES ET DES SUPER-RESEAUX DE SILICIUM POREUX, PAR DIFFRACTION ET REFLECTIVITE DES RAYONS X. UNE ANALYSE QUANTITATIVE DES DONNEES A ETE REALISEE SYSTEMATIQUEMENT PAR SIMULATION NUMERIQUE. LES COUCHES MINCES SONT DE BONNE QUALITE BIEN CRISTALLINES ET LA RUGOSITE DES INTERFACES RESTE FAIBLE. UN RESULTAT IMPORTANT EST L'EXISTENCE D'UNE COUCHE DE TRANSITION DE 10-20 NM A L'INTERFACE POREUX/MASSIF, AINSI QUE LA PRESENCE D'UN FILM DE SURFACE DE FAIBLE POROSITE DANS LE CAS DU MATERIAU DE TYPE P#+. L'ANALYSE DES SUPER-RESEAUX DEMONTRE LEUR BONNE QUALITE, QUI SE MANIFESTE PAR LA PRESENCE DE PICS SATELLITES TRES FINS ASSOCIE A LA SUPER-STRUCTURE. LE CHANGEMENT DE POROSITE ENTRE LES COUCHES S'ETALE ICI ENCORE SUR UNE ZONE DE TRANSITION DE L'ORDRE DE 14 NM.
Author: Stephen Giraud
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Languages : fr
Pages : 0
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Book Description
Une solution pour réduire la consommation de Si de haute pureté dans les cellules solaires à base de Si cristallin est de faire croître une couche active mince de haute qualité sur un substrat à faible coût. L'Epitaxie en Phase Liquide (EPL) est l'une des techniques les plus appropriées, car la croissance est réalisée dans des conditions proches de l'équilibre. On s'intéresse plus particulièrement au développement et l'optimisation d'une technique de croissance stationnaire et isotherme basée sur l'évaporation du solvant : l'Epitaxie en Phase Liquide par Evaporation d'un Solvant métallique (EPLES). Les principaux critères concernant le choix du solvant, de l'atmosphère de croissance et du creuset sont d'abord présentés et permettent de concevoir une première configuration d'étude. Un modèle analytique est ensuite développé pour comprendre les mécanismes mis en œuvre et étudier la cinétique d'évaporation du solvant et de croissance. Les différentes étapes du procédé de croissance dans le cas de l'EPLES de Si sont examinées et mettent en évidence un certain nombre de difficultés technologiques liées à cette technique : contrôle de la convection dans le bain, réactivité du bain Si-M avec le creuset, transport par différence de température et dépôt pendant la phase de refroidissement. Des solutions techniques sont proposées et mise en place pour contourner les difficultés rencontrées. Des couches épitaxiées de Si uniformes comprises entre 20 et 40 μm sont alors obtenues par EPLES avec des bains Sn-Si et In-Si sur substrat Si monocristallin entre 900 et 1200°C sous vide secondaire. Les vitesses de croissance expérimentales atteintes sont comprises entre 10 et 20 μm/h et sont conformes aux prédictions du modèle cinétique. La qualité structurale obtenue est comparable à celle des couches obtenues par EPL. Des couches de type P, avec un bain dopé In et In(Ga) sont obtenues avec une concentration en dopants proches de 1017 at.cm3 compatible avec une application PV. Enfin le potentiel de l'application de cette technique est évalué en basant la discussion sur la réalisation d'une couche de Si obtenue par EPLES sur substrat multicristallin avec un bain In-Si.
