Étude des défauts liés à l'oxygène dans le silicium Czochralski destiné aux cellules solaires photovoltaïques – Influence des impuretés isovalentes PDF Download
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Book Description
Ce travail a pour but de comprendre les effets de deux principaux défauts liés à l’oxygène, les complexes bore-oxygène et les donneurs thermiques, sur les propriétés électriques et photovoltaïques du silicium. Plus particulièrement, les interactions des impuretés isovalentes, connues pour modifier la distribution spatiale de l’oxygène, avec ces défauts ont été étudiées. Deux protocoles expérimentaux ont d’abord été développés pour évaluer la dégradation de la durée de vie des porteurs de charge sous éclairement dans le silicium riche en fer. Ensuite, il a été mis en évidence que l’introduction de germanium et d’étain en très grande quantité dans le silicium n’influence pas de façon significative le rendement de conversion des cellules. Cependant, contrairement à ce qui a été récemment avancé dans la littérature, aucune limitation due au co-dopage au germanium ou à l’étain de la dégradation sous éclairement des performances photovoltaïques n’a été observée. Par contre, il a été montré que le carbone entraîne un ralentissement de la dégradation due aux complexes bore-oxygène. Egalement, contrairement à l’étain qui n’influence pas la génération des donneurs thermiques, le germanium conduit à un ralentissement de la formation de ces défauts. Une expression empirique a été proposée pour rendre compte de cet effet, et ce pour une large gamme de teneurs en germanium. Enfin, dans le silicium très dopé et très compensé, la génération des donneurs thermiques est identique au cas du silicium standard. Ceci constitue un résultat marquant puisqu’il permet de valider par l’expérience le fait que la formation des donneurs thermiques est limitée par la teneur en électrons.
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Ce travail a pour but de comprendre les effets de deux principaux défauts liés à l’oxygène, les complexes bore-oxygène et les donneurs thermiques, sur les propriétés électriques et photovoltaïques du silicium. Plus particulièrement, les interactions des impuretés isovalentes, connues pour modifier la distribution spatiale de l’oxygène, avec ces défauts ont été étudiées. Deux protocoles expérimentaux ont d’abord été développés pour évaluer la dégradation de la durée de vie des porteurs de charge sous éclairement dans le silicium riche en fer. Ensuite, il a été mis en évidence que l’introduction de germanium et d’étain en très grande quantité dans le silicium n’influence pas de façon significative le rendement de conversion des cellules. Cependant, contrairement à ce qui a été récemment avancé dans la littérature, aucune limitation due au co-dopage au germanium ou à l’étain de la dégradation sous éclairement des performances photovoltaïques n’a été observée. Par contre, il a été montré que le carbone entraîne un ralentissement de la dégradation due aux complexes bore-oxygène. Egalement, contrairement à l’étain qui n’influence pas la génération des donneurs thermiques, le germanium conduit à un ralentissement de la formation de ces défauts. Une expression empirique a été proposée pour rendre compte de cet effet, et ce pour une large gamme de teneurs en germanium. Enfin, dans le silicium très dopé et très compensé, la génération des donneurs thermiques est identique au cas du silicium standard. Ceci constitue un résultat marquant puisqu’il permet de valider par l’expérience le fait que la formation des donneurs thermiques est limitée par la teneur en électrons.
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ETUDE DE L'EVOLUTION DE L'OXYGENE INTERSTITIEL PENDANT UN TRAITEMENT THERMIQUE ET CARACTERISATION PAR TOPOGRAPHIE RX ET MICROSCOPIE ELECTRONIQUE DES DEFAUTS CRISTALLINS DUS A L'OXYGENE.
Author: Virginie Mong-The Yen Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 0
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La dégradation induite par éclairement (Light Induced Degradation : LID), s'exprimant par la perte de qualités électriques, est devenu un problème récurrent dans les modules photovoltaïques de silicium de qualité métallurgique (compensé en dopants). Compte tenu des nombreuses impuretés présentes dans ce matériau, la compréhension des mécanismes mis en jeu est très complexe et reste incomplète. Pour cette raison, les seuls mécanismes identifiés à ce jour sont liées à l'action de complexes BO2i. Les travaux réalisés durant cette thèse sur différentes qualités de plaquettes de silicium de type p, ont mis en évidence la participation d'une autre réaction, activée thermiquement à 0.68 eV. D'après nos résultats cette réaction, associée aux complexes CiOi, n'est pas systématique. Elle semble agir si les échantillons ont une concentration en carbone substitutionnel supérieure ou égale à celle du dopage net et s'ils sont soumis à des températures T ≥ 50°C. Cette réaction, intervenant dans la LID, est donc indépendante du degré de compensation du matériau. Nous avons également mis en évidence un phénomène de dégradation à l'obscurité (DID : Degradation In Dark), conduisant à des pertes électriques analogues à celles obtenues par la LID. Cette DID, apparaissant uniquement par chauffe, semble faire intervenir des réactions similaires à celles de la LID. Son étude permet de supposer que des impuretés primaires (lacunes, auto-interstitiel) participent également à ces phénomènes.
Author: Philippe Vendange (auteur en microélectronique).) Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 0
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Mise en evidence d'un nouvel ensemble de raies dans le spectre de photoluminescence du silicium recuit a 600**(o)c pendant une centaine d'heures. Observation d'energie de localisation faible et d'une raie a zero phonon. Proposition d'un modele prenant en compte les variations de potentiel aux interfaces entre les precipites d'oxygene generes par le recuit et le substrat
Author: Philippe Vendange Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 220
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MISE EN EVIDENCE D'UN NOUVEL ENSEMBLE DE RAIES DANS LE SPECTRE DE PHOTOLUMINESCENCE DU SILICIUM RECUIT A 600**(O)C PENDANT UNE CENTAINE D'HEURES. OBSERVATION D'ENERGIE DE LOCALISATION FAIBLE ET D'UNE RAIE A ZERO PHONON. PROPOSITION D'UN MODELE PRENANT EN COMPTE LES VARIATIONS DE POTENTIEL AUX INTERFACES ENTRE LES PRECIPITES D'OXYGENE GENERES PAR LE RECUIT ET LE SUBSTRAT
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LE RENDEMENT DE RECUL DE L'OXYGENE EST DE L'ORDRE DE 1 POUR DES IMPLANTATIONS DE DOPANTS CLASSIQUES. L'INTRODUCTION D'OXYGENE SE TRADUIT DURANT LE RECUIT THERMIQUE PAR UN PHENOMENE DE PRECIPITATION ENTRAINANT UNE STABILITE THERMIQUE ACCRUE DES DEFAUTS RESIDUELS ET UN PIEGEAGE DES ATOMES DE DOPANTS. L'INTRODUCTION D'OXYGENE INDUIT AUSSI DES MODIFICATIONS DES PROPRIETES ELECTRIQUES DES COUCHES IMPLANTEES. L'INFLUENCE DU RECUL DE L'OXYGENE DEVRAIT SE MONTRER PARTICULIEREMENT CRITIQUE DANS L'AVENIR AVEC L'EVOLUTION VERS LA HAUTE INTEGRATION DES CIRCUITS
Author: Florent Tanay
Author: Florent Tanay
Author: Jean-Pierre Brevignon
Author: Virginie Mong-The Yen
Author: Philippe Vendange (auteur en microélectronique).)
Author: Philippe Vendange
Author: Béatrice Biasse