Etude de la croissance du silicium polycristallin par dépôt rhéotaxique sur substrats amorphes en vue d'application aux cellules solaires PDF Download

Author: Alfredo Boselli
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Pages : 164

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Author: Pascal Pernet
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Pages : 181

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Author: STEPHANE.. BOURDAIS
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Languages : fr
Pages : 290

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APRES UN ETAT DE L'ART SUR LES CELLULES PHOTOVOLTAIQUES A BASE DE SILICIUM EN COUCHE MINCE (EPAISSEUR ENTRE 5 ET 50 M), NOUS DECRIVONS L'ELABORATION DU MATERIAU SILICIUM POLYCRISTALLIN (PC-SI) SUR CERAMIQUE MULLITE (3AL 2O 3*2SIO 2) PAR DEPOT CHIMIQUE EN PHASE GAZEUSE ASSISTE PAR LAMPES HALOGENES (RT-CVD) DANS UN REACTEUR A PAROIS FROIDES, A PRESSION ATMOSPHERIQUE. L'ATOUT MAJEUR DE LA MULLITE EST SON COEFFICIENT D'EXPANSION THERMIQUE PROCHE DE CELUI DU SILICIUM. LES PARAMETRES DE DEPOT ONT ETE LA TEMPERATURE (900-1250\C), LA CONCENTRATION DE GAZ PRECURSEUR SIHCL 3 DILUE DANS H 2 (5-25%) OU L'AJOUT DE GAZ DOPANT BCL 3. LA COUCHE PC-SI, OBTENUE A DES VITESSES DE DEPOT ENTRE 1 ET 6 M/MIN ET SUR DE GRANDES SURFACES (6 6 CM 2), EST CARACTERISEE PAR UNE TAILLE DE GRAIN QUI AUGMENTE DE 0,5 A 20 M AVEC LA TEMPERATURE. LA STRUCTURE CRISTALLOGRAPHIQUE EST COLONNAIRE (GRAINS ET JOINTS DE GRAINS VERTICAUX) ET PREFERENTIELLEMENT ORIENTEE (220). LES ANALYSES SPECTROMETRIQUES S'AVERENT TROP PEU SENSIBLES POUR EVALUER LES IMPURETES ISSUES DU SUBSTRAT. UNE ANALYSE DLTS INDIRECTE A ALORS REVELE UNE CONTAMINATION NOTAMMENT EN FER. LES PROPRIETES DE TRANSPORT SONT ALTEREES PAR LES ETATS D'INTERFACE AUX JOINTS DE GRAINS (BIEN QUE SENSIBLES A UN TRAITEMENT PAR HYDROGENATION) ET LA DUREE DE VIE EST SOUS LE SEUIL DE DETECTION (

Author: ALLAOUA.. CHIBANI
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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

Author: SOUMANA.. HAMMA
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Pages : 178

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CETTE THESE PORTE SUR L'ETUDE IN SITU DE LA CROISSANCE ET DES PROPRIETES DU SILICIUM MICROCRISTALLIN C-SI : H) AINSI QUE DES INTERFACES INTERVENANT DANS LES DISPOSITIFS PHOTOVOLTAIQUES A BASE DE C-SI : H ET DE SILICIUM AMORPHE (A-SI:H). LA COMBINAISON DES MESURES IN SITU D'ELLIPSOMETRIE UV-VISIBLE AVEC DES MESURES DE CONDUCTIVITE ET DE SONDE DE KELVIN NOUS A PERMIS DE CORRELER LES PROPRIETES OPTOELECTRONIQUES ET STRUCTURALES DES COUCHES PENDANT LEUR CROISSANCE. CECI PERMET UNE MEILLEURE COMPREHENSION DES MECANISMES CARACTERISANT LA TRANSITION AMORPHE / MICROCRISTALLIN ET LA FORMATION DES INTERFACES DANS LES DISPOSITIFS. EN UTILISANT LA TECHNIQUE DE DEPOT PAR PLASMAS ALTERNES (DITE DE LAYER-BY-LAYER) NOUS AVONS MIS EN EVIDENCE QUATRE ETAPES PENDANT LA FORMATION DU C-SI:H SUR SUBSTRAT AMORPHE. L'HYDROGENE EST LE MOTEUR PRINCIPAL DE LA TRANSITION AMORPHE / MICROCRISTALLIN ET SON ROLE PARTICULIER AUX DIFFERENTES ETAPES DE LA CROISSANCE A ETE ANALYSE. LA ZONE (SURFACE OU VOLUME) OU SE DEROULE LA GERMINATION SEMBLE ETROITEMENT LIE A LA PRESENCE OU NON D'UN BOMBARDEMENT IONIQUE. LES PROPRIETES DU C-SI:H (CONDUCTIVITE, POTENTIEL DE CONTACT, STABILITE) SONT ETROITEMENT LIEES A LA FRACTION CRISTALLINE, LA FRACTION DE VIDE, LA TAILLE DES GRAINS ET L'EPAISSEUR DE LA COUCHE. CES QUANTITES DEPENDENT DE LA TEMPERATURE ET DE LA PRESSION DE DEPOT QUI CONSTITUENT PAR AILLEURS DES PARAMETRES ESSENTIELS POUR L'OPTIMISATION DE LA STRUCTURE ET DE LA VITESSE DE DEPOT DU C-SI : H. DES COUCHES MICROCRISTALLINES DOPEES N ET P TRES MINCES ( 10 NM) ONT ETE OBTENUES. L'APPLICATION DE CES COUCHES DANS LES PHOTOPILES NOUS A CONDUIT A ABORDER LE PROBLEME DE L'INTERFACE C-SI : H/A-SI : H. LE DEPOT DU C-SI : H SUR A-SI:H PEUT ENTRAINER DANS CERTAINES CONDITIONS (TEMPERATURE, DOPAGE, CHAMP ELECTRIQUE) LA FORMATION D'UNE COUCHE POREUSE D'INTERFACE AVEC LE A-SI:H. PAR AILLEURS, LES MESURES DE POTENTIEL DE CONTACT (SONDE DE KELVIN) NOUS ONT PERMIS DE DETERMINER LE GAP DE MOBILITE DU C-SI : H AINSI QUE LES DISCONTINUITES DE LA BANDE DE CONDUCTION ET DE LA BANDE VALENCE A L'INTERFACE C-SI : H/A-SI : H. L'ETUDE DES PROFILS DE POTENTIEL AUX INTERFACES P/I NOUS A PERMIS DE MONTRER QUE LA LONGUEUR D'ECRANTAGE DANS LE C-SI : H EST D'AU MOINS UN FACTEUR TROIS SUPERIEURE A CELLE MESUREE DANS LE A-SI:H ; CONFIRMANT AINSI LE GRAND INTERET DU C-SI : H DANS LES APPLICATIONS A BASE DE A-SI : H. AUSSI, NOUS AVONS DEMONTRE QU'UNE EXCELLENTE CARACTERISTIQUE I(V) PEUT ETRE OBTENUE MEME POUR DES CELLULES SOLAIRES MICROCRISTALLINES DEPOSEES A 100\C.

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Les buts de ce travail de thèse sont, tout d'abord, de comparer les efficacités stabilisées des cellules en a-Si:H déposées à différentes températures comprises entre 190°C et 325°C, deuxièmement, d'augmenter leur courant de court-circuit (Jsc) en utilisant des substrats rugueux réflecteurs et diffuseurs de lumière, et troisièmement, d'examiner différentes méthodes pour caractériser la couche intrinsèque et le substrat avant leur incorporation dans les cellules. Ainsi, des cellules solaires en couches minces de silicium amorphe (a-Si:H) ont été déposées dans la configuration n-i-p par la technique de dépôt chimique assisté d'un plasma haute fréquence (VHF?PECVD). L'épaisseur des cellules a été maintenue inférieure à un demi?micron et différentes catégories de substrats ont été utilisées pour cette étude. Dans un premier temps, deux paramètres de dépôt (température et rapport des flux des gaz précurseurs SiH4 sur H2) ont systématiquement été variés pendant la fabrication du matériau intrinsèque. Les couches déposées sur verre ont été caractérisées dans l'air et ensuite incorporées dans les cellules. Ce travail a montré que la largeur de la bande interdite (Egap) du a-Si:H augmente lorsque la température diminue. De plus, les cellules déposées à 275°C ont une efficacité stabilisée plus élevée que celle des cellules déposées à plus basse température. Les valeurs d'efficacité plus faibles à 190°C sont directement liées aux plus faibles courants Jsc photo-générés, ce dernier étant corrélé avec les variations de la largeur de la bande interdite du a?Si:H mentionné ci-dessus. Ensuite, des substrats réflecteurs et diffuseurs, réalisés à partir d'une couche métallique et d'une couche d'oxyde transparent conducteur avec différentes rugosités, ont été fabriqué sur verre et sur PolyEthyleneTerephtalate (PET). Différents procédés, c'est-à-dire différentes méthodes de traitement de surface et de dépôt, conduisant à quatre catégories de textures aléatoires et une texture périodiqu.

Author: David Kohen
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L'objectif de cette thèse porte sur la fabrication et la caractérisation de cellules solaires à jonction radiale à base d'assemblée de nanofils de silicium cristallin. Une étude sur la croissance des nanofils à partir de deux catalyseurs métalliques (cuivre et aluminium) dans une machine de dépôt chimique en phase vapeur (CVD) à pression réduite est présentée. L'influence des conditions de croissance sur la morphologie, le dopage et la contamination des nanofils par le catalyseur est analysée par des mesures électriques, chimiques (SIMS, Auger) et structurales (SEM, TEM, Raman). Le cuivre est utilisé pour la fabrication d'une cellule solaire avec des nanofils de type p et une jonction radiale créée avec du silicium amorphe de type n. Les performances photovoltaïques de la cellule solaire sont ensuite mesurées et interprétées. Un rendement de conversion de 5% est mesuré sur une cellule avec des nanofils de hauteur 1,5μm.

Author: Ming Fang
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Languages : fr
Pages : 123

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CETTE THESE EST CONSACREE A L'ETUDE DES PROPRIETES OPTIQUES ET LA PHYSIQUE DE DEPOT PAR PLASMA DU SILICIUM AMORPHE (A-SI:H) ET MICROCRISTALLIN (C-SI) A L'UTILISATION DES TECHNIQUES OPTIQUES IN SITU ET SPECTROSCOPIQUES (DE PROCHE INFRAROUGE A ULTRAVIOLET). NOUS AVONS DEVELOPPE LA LOI DE DISPERSION DIELECTRIQUE EN TENANT COMPTE DE LA STRUCTURE DES BANDES AU LIEU DU MODELE A DEUX NIVEAUX (SEUL OSCILLATEUR) UTILISE HABITUELLEMENT. NOUS AVONS MONTRE QU'IL N'Y A PAS DE DEPENDANCE AVEC L'EPAISSEUR DE STRUCTURE DE BANDE DE COUCHE TRES MINCE DU A-SI:H (SI L'EPAISSEUR D>500A). L'ETUDE EN TEMPS REEL DE LA STRUCTURE DU C-SI MONTRE QUE LA CROISSANCE DE C-SI SE PASSE EN TROIS PERIODES: LA NUCLEATION, LA FORMATION DE RUGOSITE DE SURFACE ET LA CROISSANCE INHOMOGENE. LA GRANDE POROSITE TROUVEE DANS CE MATERIAU EXPLIQUE PLUSIEURS OBSERVATIONS NON EXPLIQUEE PRECEDEMMENT. LES RESULTATS OBTENUS SUR L'ETUDE DES INTERFACES DU C-SI AVEC DIVERS SUBSTRATS SONT DIRECTEMENT UTILISABLES POUR LES APPLICATIONS PRATIQUES. LA PHYSIQUE DE DEPOT PAR PLASMA DU SILICIUM EN COUCHE MINCE SOULEVE DES PROBLEMES FONDAMENTAUX COMPLEXES. DE PLUS IL Y A AUSSI DES IMPLICATIONS PRATIQUES IMPORTANTES POUR L'INDUSTRIE OPTOELECTRONIQUE. DEPUIS 10 ANS, ON PENSE QUE C-SI EST DEPOSE EN CONDITION D'EQUILIBRE CHIMIQUE PARTIEL. EN VUE DE CERTAINES DIFFICULTES, NOUS AVONS PRESENTE NOTRE MODELE GRAVURE PREFERENTIELLE DE PHASE AMORPHE ET L'AVONS PROUVE AVEC UNE SERIE D'EXPERIENCES CRUCIALES. CETTE CONNAISSANCE NOUS PERMET DE MIEUX COMPRENDRE L'ORIGINE DU DESORDRE ET DE LA FORMATION DE DEFAUTS