ETUDE DE LA CROISSANCE CRISTALLINE DU SILICIUM POLYCRISTALLIN EN RUBAN DESTINE A LA FABRICATION DES PHOTOPILES PDF Download
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CE TRAVAIL EST RELATIF PLUS PARTICULIEREMENT A L'ETUDE CRISTALLOGRAPHIQUE DES RUBANS DE SILICIUM POLYCRISTALLIN ELABORES PAR LA METHODE EPR (ELECTRON POUDRE RUBAN). LES CONDITIONS DE CROISSANCE DE CES RUBANS CONDUISENT A DES STRUCTURES DE GRAINS ET DE JOINTS DE GRAINS PRESENTANT UN TAUX DE DEFAUTS PLUS OU MOINS ELEVE; LES DEFAUTS INTRAGRANULAIRES SONT CONSTITUES DE DISLOCATIONS ET DE MICROMACLES: LA DENSITE DE DISLOCATIONS VARIE DE 10#+#4 A 10#+#7/CM#2. LES DEFAUTS INTERGRANULAIRES SONT, LE PLUS SOUVENT, DES DISLOCATIONS ET DES DEFAUTS D'EMPILEMENT. L'ETUDE DE TEXTURE FAITE PAR DIFFRACTION X MONTRE QUE LA METHODE DE TIRAGE INDUIT UNE CRISTALLISATION NON ISOTROPE DES LE PREMIER PASSAGE DE LA ZONE FONDUE. SUR LES PRERUBANS, LES ORIENTATIONS (110) ET (331) APPARAISSENT MAJORITAIRES, CE QUI SE CONFIRME APRES LE SECOND PASSAGE DE LA ZONE FONDUE. CETTE ANALYSE COMPLETEE PAR UNE ETUDE ECP SUR LES GRAINS DE PLUS GRANDES DIMENSIONS MONTRE, POUR CES DERNIERS, UNE DOMINANTE D'ORIENTATION (111). L'UTILISATION D'UN GERME INITIAL DE CROISSANCE DE TAILLE (111) FAVORISE LE GROSSISSEMENT DE GRAINS POSSEDANT CETTE ORIENTATION TOUT EN AUGMENTANT LEUR NOMBRE. LES CARACTERISATIONS CRISTALLOGRAPHIQUE ET ELECTRIQUE RESPECTIVEMENT PAR M.E.T. ET EBIC-LBIC MONTRENT QUE LES JOINTS DE GRAINS SONT EN POSITION DE MACLES; LES UNS, AU CENTRE, CONSTITUES PAR DES INTERFACES A INDICES DE COINCIDENCE EXACTS CONDUISENT A UNE DIMINUTION DE 25% DU PHOTOCOURANT A LEUR NIVEAU, LES AUTRES, SUR LE BORD A INDICES CRISTALLOGRAPHIQUES NON DEFINIS, SONT PLUS ACTIFS PROVOQUANT UNE DIMINUTION DE 62% DU PHOTOCOURANT AVEC UNE VITESSE DE RECOMBINAISON A LEUR NIVEAU DE L'ORDRE DE 10#+#4 CM/S. LA LONGUEUR DE DIFFUSION RESTE COMPRISE ENTRE 18 ET 35 M. ENFIN, L'ANALYSE SIMS INDIQUE DES CONCENTRATIONS ELEVEES DE CARBONE ET D'OXYGENE REPARTIES DE 10#1#7 ET 10#1#8/CM#3 EN VOLUME
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CE TRAVAIL EST RELATIF PLUS PARTICULIEREMENT A L'ETUDE CRISTALLOGRAPHIQUE DES RUBANS DE SILICIUM POLYCRISTALLIN ELABORES PAR LA METHODE EPR (ELECTRON POUDRE RUBAN). LES CONDITIONS DE CROISSANCE DE CES RUBANS CONDUISENT A DES STRUCTURES DE GRAINS ET DE JOINTS DE GRAINS PRESENTANT UN TAUX DE DEFAUTS PLUS OU MOINS ELEVE; LES DEFAUTS INTRAGRANULAIRES SONT CONSTITUES DE DISLOCATIONS ET DE MICROMACLES: LA DENSITE DE DISLOCATIONS VARIE DE 10#+#4 A 10#+#7/CM#2. LES DEFAUTS INTERGRANULAIRES SONT, LE PLUS SOUVENT, DES DISLOCATIONS ET DES DEFAUTS D'EMPILEMENT. L'ETUDE DE TEXTURE FAITE PAR DIFFRACTION X MONTRE QUE LA METHODE DE TIRAGE INDUIT UNE CRISTALLISATION NON ISOTROPE DES LE PREMIER PASSAGE DE LA ZONE FONDUE. SUR LES PRERUBANS, LES ORIENTATIONS (110) ET (331) APPARAISSENT MAJORITAIRES, CE QUI SE CONFIRME APRES LE SECOND PASSAGE DE LA ZONE FONDUE. CETTE ANALYSE COMPLETEE PAR UNE ETUDE ECP SUR LES GRAINS DE PLUS GRANDES DIMENSIONS MONTRE, POUR CES DERNIERS, UNE DOMINANTE D'ORIENTATION (111). L'UTILISATION D'UN GERME INITIAL DE CROISSANCE DE TAILLE (111) FAVORISE LE GROSSISSEMENT DE GRAINS POSSEDANT CETTE ORIENTATION TOUT EN AUGMENTANT LEUR NOMBRE. LES CARACTERISATIONS CRISTALLOGRAPHIQUE ET ELECTRIQUE RESPECTIVEMENT PAR M.E.T. ET EBIC-LBIC MONTRENT QUE LES JOINTS DE GRAINS SONT EN POSITION DE MACLES; LES UNS, AU CENTRE, CONSTITUES PAR DES INTERFACES A INDICES DE COINCIDENCE EXACTS CONDUISENT A UNE DIMINUTION DE 25% DU PHOTOCOURANT A LEUR NIVEAU, LES AUTRES, SUR LE BORD A INDICES CRISTALLOGRAPHIQUES NON DEFINIS, SONT PLUS ACTIFS PROVOQUANT UNE DIMINUTION DE 62% DU PHOTOCOURANT AVEC UNE VITESSE DE RECOMBINAISON A LEUR NIVEAU DE L'ORDRE DE 10#+#4 CM/S. LA LONGUEUR DE DIFFUSION RESTE COMPRISE ENTRE 18 ET 35 M. ENFIN, L'ANALYSE SIMS INDIQUE DES CONCENTRATIONS ELEVEES DE CARBONE ET D'OXYGENE REPARTIES DE 10#1#7 ET 10#1#8/CM#3 EN VOLUME
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ETUDE DES EFFETS DES SOUS-JOINTS PRESENTS DANS LES CELLULES SOLAIRES A SILICIUM POLYCRISTALLIN PAR ETUDE DES CARACTERISTIQUES COURANT-TENSION DE MINI-CELLULES CONTENANT CE TYPE DE DEFAUTS ET PAR UNE ETUDE PAR MET ET EBIC POUR CORRELER L'ACTIVITE ELECTRIQUE ET CRISTALLOGRAPHIE DES SOUS -JOINTS
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PREPARATION DE RUBANS DE SILICIUM POLYCRISTALLIN PAR LA METHODE EPR. MODELISATION, CONFRONTEE AUX RESULTATS D'ANALYSE SIMS, DES PURIFICATIONS INTERVENANT LORS DU TIRAGE. ANALYSE DE LA GENERATION DES CONTRAINTES RESIDUELLES CREEES LORS DU REFROIDISSEMENT DES RUBANS. MESURES DE TEMPERATURE AU PYROMETRE ET MODELICATION DES ECHANGES DE CHALEUR CONDUISANT A RESOUDRE LES EQUATIONS DE LA THERMOELASTICITE. REALISATION D'UN DISPOSITIF DE MESURE ET DE VISUALISATION DE CES CONTRAINTES PAR PHOTOELASTICIMETRIE INFRAROUGE ASSISTEE PAR ORDINATEUR
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EN INJECTANT DE LA POUDRE DE SILICIUM DANS UN JET DE PLASMA ARGON-HYDROGENE ET EN PROJETANT LES GOUTTELETTES AINSI FORMEES SUR UN SUPPORT ON A PU FABRIQUER DE FACON REGULIERE, DES RUBANS DE SILICIUM DE SURFACE ATTEIGNANT 25 CM#2, DECOLLABLES DE LEURS SUPPORTS. LE DOPAGE EST CONTROLE PAR ADDITION D'OXYDE DE BORE. L'INTERACTION PLASMA-PARTICULES A ETE MODELISEE. LES EQUATIONS DECRIVANT LES ECHANGES DE CHALEUR ET DE QUANTITE DE MOUVEMENT ONT ETE RESOLUES PAR UNE METHODE NUMERIQUE DE RUNGE-KUTTA. UN BON ACCORD A ETE OBTENU AVEC DES DETERMINATIONS EXPERIMENTALES DE LA VITESSE ET DE LA TEMPERATURE DES PARTICULES EN VOL. LES RUBANS PLAST OBTENUS SONT MICROCRISTALLINS ET POREUX ET ASSEZ SOUVENT FISSURES. ILS CONTIENNENT UNE TENEUR ELEVEE EN IMPURETES DE TRANSITION. LA QUALITE DES RUBANS BRUTS A ETE AMELIOREE PAR RECRISTALLISATION PAR BOMBARDEMENT ELECTRONIQUE. LES RUBANS RECUITS ONT DES GRAINS DE TAILLE MILLIMETRIQUE ET SONT PARTIELLEMENT PURIFIES. LA QUALITE PHOTOELECTRIQUE DES RUBANS EST CARACTERISEE PAR LA LONGUEUR DE DIFFUSION LN, MESUREE PAR METHODE LBIC. LES VALEURS DE LN SONT DE 17 A 32 MICRONS DANS LES RUBANS BRUTS ET JUSQU'A 70 MICRONS APRES RECUIT. CETTE VALEUR ELEVEE DE LN PERMET EN PRINCIPE DE CONSTRUIRE DES PHOTOPILES SOLAIRES DE BON RENDEMENT A BASE DE NOTRE RUBAN PLAST, MOYENNANT UN DEVELOPPEMENT INDUSTRIEL DU PROCEDE
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Ce travail s'inscrit dans le cadre de la réalisation de cellules solaires à faible coût et à usage terrestre. La méthode EPR (Electron-Poudre-Ruban) utilise la fusion de zone obtenue par déflexion magnétique du spot électronique. Au niveau de la ligne de fusion, le fort gradient de température est la cause de l'apparition des contraintes thermiques qui provoquent généralement des fissures. Nous avons donc, après une étude théorique d'élimination du taux de contraintes résiduelles, adapté les paramètres de tirage pour minimiser les contraintes. La facilité de la déflexion du spot électronique par champs magnétiques nous a conduit à utiliser deux bobines à champs perpendiculaires. Une carte de traitement thermique et un système électronique partiellement automatisé permettent de déplacer la ligne de fusion dans une zone portée à haute température (1200°C), ce qui élimine le phénomène de fissuration et assure l'obtention systématique de rubans de 300J.l.ffi d'épaisseur, de 2 cm de large et de 3 cm de long. Nous avons réalisé une série de 32 cellules de 2 cm2 de surface à partir de ces rubans. Le rendement de conversion atteint 6,5% sous éclairement AM1,5 sans couche antireflet ni traitement de passivation. Avec le nouveau mode de déflexion du spot électronique, l'échantillon est constamment soumis au bombardement électronique, ceci fait apparaître une couche fortement dopée sur les deux faces du ruban, ce qui assure une passivation en surface et permet d'établir de meilleurs contacts ohmiques sur la base de la cellule; des essais de passivation à l'hydrogène n'améliorent pas notablement les paramètres photovoltaïques des photopiles. Par ailleurs, différentes méthodes de caractérisations du matériau et de la cellule ont été utilisées : - Analyses des contraintes résiduelles par photoélasticimétrie infrarouge assistée par ordinateur. Cette méthode a permis de meure en évidence l'effet du traitement thermique et de la relaxation des rubans par chauffage approprié. Le taux de cisaillement maximum, initialement de l'ordre de 300MPa, passe à 50 MPa après adaptation du profil de température autour de la ligne de fusion et chute à 20 MPa après une relaxation à 1100°C pendant 30mn. - Analyses chimiques au SIMS: Mise en évidence des différents processus de purification qui accompagnent l'élaboration du matériau et de l'existence de la couche fortement dopée en surface. - Caractérisations électriques du matériau et des cellules par microscopie électronique à balayage en mode d'émission secondaire et en mode EBIC pour déterminer les défaillances des cellules et évaluer certains paramètres photovoltaïques. La méthode de la réponse spectrale d'une diode électrolytique utilisée pour mesurer la longueur de diffusion sur les rubans bruts de tirage, a permis de mettre en évidence l'effet du bombardement électronique sur la longueur de diffusion par irradiation à différentes températures. Les différentes caractérisations ont permis de cerner les causes de perte de puissance et nous envisageons d'améliorer encore le système de tirage pour augmenter les rendements de conversion des photopiles.
Author: SAID.. SOF Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages :
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LA TECHNIQUE EPR (ELECTRON POWDER RIBBON) PERMET L'ELABORATION DES RUBANS DE SILICIUM MULTICRISTALLIN DESTINES A LA FABRICATION DES CELLULES SOLAIRES EN UTILISANT UNE LIGNE DE FUSION OBTENUE PAR DEFLEXION MAGNETIQUE D'UN FAISCEAU ELECTRONIQUE. LES FORTS GRADIENTS DE TEMPERATURE SONT LA CAUSE PRINCIPALE DE L'APPARITION DES CONTRAINTES THERMIQUES. LEUR ELIMINATION NECESSITE UNE MEILLEURE CONNAISSANCE DES PROFILS DE TEMPERATURE. A CETTE FIN, NOUS AVONS PROCEDE A UNE MODELISATION EN 3 DIMENSIONS DES ECHANGES THERMIQUES; APRES LOCALISATION ET EVALUATION DES CONTRAINTES A PARTIR DES PROFILS DE TEMPERATURE OBTENUS, NOUS ADAPTONS LES PARAMETRES DE TIRAGE POUR QUE CES PROFILS SOIENT LINEAIRES. NOUS ANALYSONS EXPERIMENTALEMENT LES CONTRAINTES RESIDUELLES DANS LE RUBAN PAR PHOTOELASTICIMETRIE INFRAROUGE ASSISTEE PAR ORDINATEUR (PIRAO). ENFIN, NOUS PROPOSONS UN SYSTEME DE PILOTAGE DU FAISCEAU ELECTRONIQUE PAR ORDINATEUR ASSURANT LE DEPOT D'ENERGIE LE MIEUX ADAPTE AUX CONDITIONS THERMIQUES ENONCEES PRECEDEMMENT
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EXPOSE D'UNE METHODE DE CROISSANCE DE RUBANS AUTOSUPPORTES, SANS CREUSET NI FILIERE, OBTENUS PAR FUSION LOCALE D'UN CYLINDRE DE SILICIUM POLYCRISTALLIN. DU POINT DE VUE THEORIQUE, LA DOUBLE APPROCHE HYDROSTATIQUE ET THERMIQUE PERMET D'ABOUTIR A UNE MEILLEURE COMPREHENSION DE LA PHYSIQUE DE CE NOUVEAU PROCEDE DE CROISSANCE. DU POINT DE VUE EXPERIMENTAL, LES EXPERIENCES SUCCESSIVES ONT ETE REALISEES: EQUILIBRE DE ZONE FONDUE SUR UN CYLINDRE EN ROTATION, FORMATION DE ZONE FLOTTANTE, CROISSANCE DE RUBANS
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DESCRIPTION DU SILICIUM POLYCRISTALLIN UTILISE A L'HEURE ACTUELLE DANS LA FABRICATION DES PHOTOPILES ET EN PARTICULIER DU SILICIUM RAD (RIBBON AGAINST DROP). LA QUALITE DES PHOTOPILES FABRIQUEES A PARTIR DE CES CRISTAUX DEPEND A LA FOIS DES DEFAUTS PRESENTS DANS LE MATERIAU DE BASE ET DES DEFAUTS SUPPLEMENTAIRES CREES LORS DES TRAITEMENTS THERMIQUES ULTERIEURS A LA CROISSANCE. ETUDE PAR MICROSCOPIE ELECTRONIQUE EN TRANSMISSION DES DEFAUTS CREES DANS LE VOLUME LORS DE L'ETAPE DE BRULAGE DU SUPPORT DANS L'OXYGENE ET DES DEFAUTS INDUITS PAR LE PROCESSUS D'ELABORATION DE LA JONCTION N**(+)/P PAR DIFFUSION DU PHOSPHORE (SOURCE POCL::(3))
Author: Daniel Casenave Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 161
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MECANISME DE LA CONVERSION PHOTOVOLTAIQUE ET DETERMINATION DES PARAMETRES PHYSIQUES FONDAMENTAUX POUR L'OPTIMISATION DES RENDEMENTS EN APPLICATION SOLAIRE. BILAN DES PROCEDES ACTUELS D'ELABORATION DU SILICIUM SOLAIRE. EXPOSE DE LA METHODE DE CRISTALLISATION ET EVALUATION DES PARAMETRES D'IRRADIATION. QUALITE DES RUBANS DE SI POLYCRISTALLIN ET CONDITIONS EXPERIMENTALES REQUISES
Author: ALLAOUA.. CHIBANI
Author: ALLAOUA.. CHIBANI
Author: Jean-François Silvain
Author: Didier Chambonnet
Author: Mohamed Bachar Kayali
Author: Ridha M'Ghaieth
Author: SAID.. SOF
Author: PHILIPPE.. CASSAGNE
Author: TOUNES.. MOUDDA AZZEM
Author: Daniel Casenave
Author: Alfredo Boselli