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Developpement Et Mise Au Point Dun Procede Innovant De Diffusion Des Dopants N Et P Pour La Fabrication De Cellules Photovoltaiques Silicium
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Book Synopsis Développement et mise au point d’un procédé innovant de diffusion des dopants N et P pour la fabrication de cellules photovoltaïques silicium by : Barbara Bazer-Bachi
Download or read book Développement et mise au point d’un procédé innovant de diffusion des dopants N et P pour la fabrication de cellules photovoltaïques silicium written by Barbara Bazer-Bachi and published by . This book was released on 2010 with total page 183 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Ce travail de thèse propose un nouveau procédé de fabrication, compatible avec de faibles épaisseurs de substrat. En effet, à mesure que l’épaisseur diminue, la métallisation aluminium sur la face arrière engendre la courbure des cellules, limitant la fabrication des panneaux. L’usage d’un dopage au bore pour remplacer l’aluminium permet d’éviter la courbure. Il implique l’ajout d’une étape de diffusion, considéré comme coûteux. Le travail de cette thèse consiste donc en la diffusion des dopants N et P en une seule étape, par co-diffusion. La formation de l’émetteur, par dopage N, a été effectuée par diffusion dans un four à basse pression (Lydop). La réduction des recombinaisons dans l’émetteur, dues aux précipités SiP, est étudiée. La variation des paramètres de diffusion permet de constater leur influence sur la qualité passivante de l’émetteur. De plus, une étude du recuit du nitrure de silicium hydrogéné montre que l’hydrogène permet la passivation de l’émetteur. Le dopage P a été obtenu par la diffusion à partir d’un oxyde dopé au bore déposé par PECVD. La compréhension des mécanismes de diffusion à partir de l’oxyde dopé souligne l’importance de l’adaptation des débits de gaz précurseurs afin d’obtenir un dopage maximal, à une température modérée (850°C). Une fois les deux techniques maîtrisées, des cellules solaires ont été réalisées au laboratoire et chez Photowatt. L’amélioration de la qualité de l’émetteur permet d’obtenir un gain en rendement de la cellule. La co-diffusion du bore et du phosphore, est également appliquée. Elle permet de réaliser des structures avec des contacts arrière localisés et de constater sa faisabilité sur une cellule industrielle
Book Synopsis Étude de la purification des poudres de silicium destinées à la fabrication de substrats frittés pour des applications photovoltaïques by : Alioune Sow
Download or read book Étude de la purification des poudres de silicium destinées à la fabrication de substrats frittés pour des applications photovoltaïques written by Alioune Sow and published by . This book was released on 2011 with total page 227 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Le défi majeur auquel est confrontée l'industrie du photovoltaïque est de trouver des solutions pour produire des cellules solaires présentant un rendement de conversion élevé et un faible coût de production. La fabrication de substrats de silicium pour des applications photovoltaïques par frittage de poudres de silicium est une des solutions prometteuses pour relever ce challenge. Ces substrats frittés peuvent être utilisés directement après une étape de recristallisation comme couche active de la cellule solaire. Préparés à partir de poudres de silicium de qualité métallurgique (Si-MG), ils peuvent servir également de substrats pour des cellules solaires en couche mince de silicium cristallin déposé par épitaxie. Cependant les impuretés métalliques présentes dans le substrat peuvent diffuser vers la couche active lors des différentes étapes thermiques intervenant lors de la fabrication de la cellule et dégrader ainsi le rendement. De plus des quantités importantes d'oxygène peuvent fragiliser le substrat fritté et limiter sa conductivité électrique. L'objectif principal de ces travaux de thèse est la mise au point et l'optimisation d'un procédé de purification des poudres et frittés de silicium et d'en comprendre les processus physiques et chimiques qui contrôlent la réaction. Durant ces travaux, des conditions optimales d'élaboration et de traitements minimisant l'oxydation des poudres ont pu être trouvées afin d'obtenir une bonne tenue mécanique des frittés et ainsi de mettre en œuvre les réactions de purification dont l'oxydation constitue un obstacle majeur. La mise au point d'une technique de purification des poudres Si-MG à l'état solide en présence d'un gaz chloré a permis de réduire de plus de 90 % les impuretés métalliques initialement présentes dans la poudre. Certaines impuretés telles que le Ti et le Mn sont réduites drastiquement déjà à 900 °C tandis que la réduction des concentrations en Fe par exemple est plus efficace à partir de 1100°C. Le développement d'un modèle d'exo-diffusion a permis de prédire l'évolution de la teneur en impuretés dans les poudres et de bien comprendre les mécanismes d'élimination de ces impuretés. La mise au point de protocoles expérimentaux visant à minimiser les sources de contamination durant le procédé de frittage ont mené à une réduction de la concentration d'éléments légers (C, O) dans le matériau fritté de 95%. Nous savons également qu'un traitement de recristallisation passant par la fusion du matériau fritté permettait de réduire drastiquement les teneurs en impuretés présentes dans le substrat ; ce traitement thermique utilisé pour améliorer la qualité cristalline permet en particulier de réduire les teneurs en oxygène et en impuretés métalliques. Par contre le carbone et les dopants (B, P) n'évoluent pas après recristallisation. Enfin en réalisant des cellules solaires sur des substrats frittés utilisant les protocoles de préparation des poudres et les traitements de recristallisation, nous avons montré que les substrats frittés permettaient d'obtenir des cellules solaires fonctionnelles.
Book Synopsis Étude, réalisation et caractérisation de dopages par implantation ionique pour une application aux cellules solaires en silicium by : Adeline Lanterne
Download or read book Étude, réalisation et caractérisation de dopages par implantation ionique pour une application aux cellules solaires en silicium written by Adeline Lanterne and published by . This book was released on 2014 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Cette thèse a pour but d'étudier le dopage par implantation ionique pour la réalisation des différentes zones dopées des cellules solaires en silicium cristallin (émetteur, champ arrière...). L'avantage de l'implantation ionique, par rapport à la diffusion gazeuse, est de pouvoir contrôler le profil des dopants implantés ainsi que de simplifier les procédés de fabrication des cellules. Deux techniques d'implantation ionique ont été utilisées dans ces travaux, l'implantation classique par faisceau d'ions et l'implantation par immersion plasma. Des dopages au phosphore, au bore et à l'arsenic ont été réalisés par cette technique d'implantation avec une activation par recuit thermique. L'importance de la température de recuit, des doses d'implantation et des couches de passivation sur la qualité électrique des jonctions formées a été mise en évidence. Des jonctions à faible courant de saturation ont pu être obtenues pour les différentes sources dopantes. Ces dopages par implantation ont ensuite été appliqués à la réalisation de cellules solaires en silicium sur substrat de type p (avec un émetteur dopé au phosphore) et sur substrat de type n (avec un émetteur dopé au bore et un champ arrière dopé au phosphore). L'utilisation de l'implantation ionique a permis d'atteindre un rendement de 19,1 % sur les cellules de type p soit un gain de 0,6 %abs par rapport au dopage par diffusion gazeuse, ainsi qu'un rendement de 20,2 % sur les cellules de type n.
Book Synopsis Développement de procédés d'implantation ionique par immersion plasma pour le photovoltaïque by : Thomas Michel
Download or read book Développement de procédés d'implantation ionique par immersion plasma pour le photovoltaïque written by Thomas Michel and published by . This book was released on 2013 with total page 138 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Le dopage du silicium par implantation ionique pour le photovoltaïque est une application relativement récente dont l'essor se heurte encore aujourd'hui aux coûts élevés d'intégration au sein des lignes de fabrication des cellules solaires. L'implantation ionique par immersion plasma promet de répondre aux futures exigences du secteur en termes de coûts et de productivité.Ces travaux de thèse ont permis le développement de procédés d'implantation ionique par immersion plasma de l'équipement PULSION®, conçu par IBS, dédiés à la fabrication de cellules solaires en silicium monocristallin. Dans un premier temps, nous montrons qu'il permet la réalisation de profils de dopage d'émetteur de type n variés, répondant aux exigences des cellules solaires à haut rendement. Les émetteurs fabriqués sont caractérisés de manière chimique, physique et électrique afin de démontrer leur excellente qualité. L'intégration de l'implantation ionique des émetteurs au sein d'un processus de fabrication industriel et peu coûteux, développé par l'INES sur silicium monocristallin de type p, permet d'atteindre des rendements de conversion supérieurs à 19,3%, soit un gain de plus de 0,5% par rapport aux rendements obtenus avec des cellules usuelles à émetteurs dopés par diffusion POCl3.La réalisation d'émetteurs de type p est également étudiée dans ce mémoire afin de préparer la transition technologique vers les cellules solaires sur silicium monocristallin de type n. Confirmant les atouts et le potentiel de la technologie d'implantation ionique par immersion plasma, les travaux menés au cours de cette thèse débouchent sur la conception d'un prototype industriel PULSION® dédié au photovoltaïque.
Book Synopsis Développement de cellules photovoltaïques à hétérojonction de silicium et contacts interdigités en face arrière by : Sylvain De Vecchi
Download or read book Développement de cellules photovoltaïques à hétérojonction de silicium et contacts interdigités en face arrière written by Sylvain De Vecchi and published by . This book was released on 2014 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Cette thèse est axée sur la fabrication et l'optimisation d'une nouvelle structure permettant théoriquement d'améliorer les performances des cellules à base de silicium cristallin. Cette nouvelle architecture de cellule utilise la technologie des hétérojonctions de silicium a-Si:H/ c-Si (Si-HJ) appliquée sur des structures à contacts interdigités en face arrière (IBC). Le potentiel de rendement des cellules IBC Si-HJ est supérieur à 25%, mais leur fabrication nécessite une localisation des couches de a-Si:H de dopage différent et de leurs métallisations. L'intégration de ces étapes dans un procédé simplifié utilisant des techniques industrielles (PECVD, pulvérisation, sérigraphie et laser) a été étudiée. De plus, une structure obtenue sans séparation entre le BSF et l'émetteur est présentée, permettant de réduire le nombre d'étapes de fabrication. Les avantages ainsi que les limites liés à cette architecture simplifiée ont été illustrés du point de vue expérimental et par simulation. Dans le cadre de ces travaux, le rendement maximum atteint sur les dispositifs IBC Si-HJ simplifiés de 25cm2 est de 19% (substrats de type n), ce qui constitue le 3e meilleur résultat au niveau mondial. Les performances des cellules restent encore limitées par l'absorption des couches de a-Si:H utilisées pour la passivation de la face avant, et par la conductivité des couches dopées en face arrière. De nombreuses pistes d'amélioration sont explorées dans cette étude. Un procédé de métallisation innovant a également été élaboré pour le passage sur des substrats de grande taille (150cm2). Il permet de limiter les pertes résistives tout en offrant de la flexibilité au niveau de la géométrie des contacts. La mise en module de cellules ayant ce design de métallisation a ensuite été étudiée, et un module de 4 cellules IBC Si-HJ a pu être fabriqué.
Book Synopsis Cellules solaires silicium ultra-minces nanostructurées by : Romain Champory
Download or read book Cellules solaires silicium ultra-minces nanostructurées written by Romain Champory and published by . This book was released on 2016 with total page 165 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Les cellules photovoltaïques en couches minces de silicium cristallin sont des candidates prometteuses pour les développements futurs de l'industrie photovoltaïque, au travers des réductions de coûts attendues et des applications dans les modules souples. Pour devenir compétitive, la filière des couches minces de silicium monocristallin doit se différencier des filières classiques. Elle est donc généralement basée sur l'épitaxie de couches de haute qualité puis sur le transfert de ces couches vers un support mécanique pour terminer la fabrication de la cellule et réutiliser le premier substrat de croissance. Le but de cette thèse est de trouver les associations technologiques qui permettent de réaliser des cellules photovoltaïques en couches minces et ultra-minces de silicium monocristallin à haut-rendement. Les travaux présentés s'articulent selon deux axes principaux : le développement et la maîtrise de procédés technologiques pour la fabrication de cellules solaires en couches minces et l'optimisation des architectures de cellules minces haut-rendement.Dans ce cadre de travail, les développements des techniques de fabrication ont d'abord concerné la mise au point de procédés de transfert de couches minces : une technologie basse température de soudage laser et un soudage par recuit rapide haute température. Afin d'augmenter le rendement de conversion, nous avons développé des structurations de surface utilisant les concepts de la nano-photonique pour améliorer le pouvoir absorbant des couches minces. Avec une lithographie interférentielle à 266 nm et des gravures sèches par RIE et humides par TMAH (Tetramethylammonium Hydroxide), nous pouvons réaliser des cristaux photoniques performants sur des couches épitaxiées de silicium. Finalement, nous avons pu concevoir des architectures optimisées de cellules solaires minces à homo-jonction de silicium et à hétéro-jonction silicium amorphe / silicium cristallin plus performantes électriquement, grâce aux outils de simulation électro-optique. Notre approche théorique nous a aussi conduits à expliciter les phénomènes électriques propres aux couches minces, et à démontrer tout le potentiel des cellules photovoltaïques minces en silicium monocristallin.
Book Synopsis Développement d’une technique innovante pour le dépôt en continu de couches minces pour cellules photovoltaïques by : Julien Vallade
Download or read book Développement d’une technique innovante pour le dépôt en continu de couches minces pour cellules photovoltaïques written by Julien Vallade and published by . This book was released on 2013 with total page 231 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: L’objectif de cette thèse est de proposer une rupture technologique pour augmenter la vitesse de production des cellules photovoltaïques en remplaçant les procédés plasma sous vide par des procédés à la pression atmosphérique adaptés pour un traitement, au défilé, des cellules solaires. Pour montrer la faisabilité de couches minces de qualité pour des applications solaires en continu par AP-PECVD, nous avons opté pour le dépôt de SiNx:H, antireflet et passivant des cellules photovoltaïques silicium de type P. Cette couche doit avoir une composition chimique bien définie pour ne pas absorber la lumière pour un indice de réfraction de 2,1, valeur requise pour la fonction antireflet tout en contenant suffisamment d’hydrogène pour passiver les défauts électroniques de surface et de volume du silicium suite au recuit des contacts. Le réacteur a tout d'abord dû être optimisé pour obtenir des couches denses. Il a été montré qu’il fallait éviter toutes les recirculations de gaz contenant des résidus de précurseurs dans la zone où passe le substrat pendant le dépôt pour éliminer toutes les nanoporosités. L’élargissement des électrodes a permis d’obtenir un indice moyen de 2,1 avec un coefficient d’extinction nul. Néanmoins, la composition chimique des couches n’étant pas homogène selon l’axe de croissance, une méthode de mesure de la composition chimique du plasma a été mise en place. La décroissance de la concentration en SiH4 a été mesurée par spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier avec une résolution spatiale de 2 mm. Ces résultats obtenus ont été corrélés à l’absorption IR des couches de SiNx:H.La comparaison des profils de composition chimique et de durée de vie des porteurs minoritaires a montré que dans l’état après le dépôt, la durée de vie est maximum dans les zones où la couche est riche en SiH. Le recuit des échantillons à 800°C augmente la durée de vie dont le profil se superpose à la quantité de liaisons SiN. La modulation de l’excitation électrique a permis d’obtenir (après recuit) des valeurs de durée de vie tout à fait remarquables (≈ 1 ms) sur des wafers de silicium cristallin de type N.
Book Synopsis Procédés innovants adaptés aux cellules photovoltaïques PERC en couches minces de silicium cristallin by : Félix Gérenton
Download or read book Procédés innovants adaptés aux cellules photovoltaïques PERC en couches minces de silicium cristallin written by Félix Gérenton and published by . This book was released on 2016 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Le coût de fabrication des modules photovoltaïques est un point critique pour implanter l'énergie solaire dans le mix énergétique. L'un des moyens d'abaisser ce coût est la réduction de l'épaisseur de silicium utilisé pour la fabrication des cellules photovoltaïques. Il est techniquement possible de produire des cellules photovoltaïques en silicium cristallin d'une épaisseur de quelques dizaines de micromètres d'épaisseur seulement, bien que cela représente un défi à la fois pour le procédé de fabrication de telles cellules et pour leur optimisation. Celle-ci est différente des cellules d'épaisseur conventionnelle notamment par le besoin d'un piégeage optique et d'une passivation de surface de haut niveau. Cet aspect sera étudié au travers de deux structures : un réflecteur en face arrière de la cellule, et un procédé de texturisation innovant pour limiter la gravure du silicium de la cellule, déjà mince. Enfin, l'implantation du réflecteur dans des cellules photovoltaïques sera traitée. L'optimisation du réflecteur considéré pour des cellules minces en silicium cristallin a montré de très bonnes propriétés réfléchissantes et de passivation de surface, ainsi qu'une compatibilité avec l'ensemble des étapes du procédé de fabrication. Ensuite, la texturisation avancée développée dans ce travail a montré un gain potentiel important en photogénération pour des cellules de faible épaisseur. La caractérisation de ces structures a montré des performances optiques et électriques comparables à l'état-de-l'art. Enfin, la fabrication de cellules photovoltaïques d'épaisseur standard utilisant le procédé développé pour les cellules minces a montré le gain du réflecteur développé pour la face arrière par rapport à une structure classique de cellule. De plus, la réalisation de ces cellules avec le procédé destiné aux cellules minces a permis d'établir que les étapes non-standard du procédé sont compatibles avec l'obtention de cellules photovoltaïques performantes.
Book Synopsis Développement de cellules photovoltaïques à hétérojonctions silicium et contacts en face arrière by : Thibaut Desrues
Download or read book Développement de cellules photovoltaïques à hétérojonctions silicium et contacts en face arrière written by Thibaut Desrues and published by . This book was released on 2009 with total page 188 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Cette thèse explore une nouvelle voie pour améliorer le rendement des cellules solaires à base de silicium cristallin. Cette nouvelle approche utilise la technologie des hétérojonctions a-Si:H / c-Si (Si-HJ) appliquée sur des structures à contacts en face arrière interdigités (IBC). Les dispositifs combinant ces deux technologies (Si-HJ IBC) peuvent théoriquement atteindre des rendements supérieurs à 25 % avec un procédé entièrement à basse température (≤ 200°C). Dans cette étude, les cellules solaires sont fabriquées sur des substrats c-Si de type n de 25 cm2. Les procédés de fabrication utilisés sont potentiellement adaptés à une industrialisation (PECVD, pulvérisation, sérigraphie, LASER, masques métalliques). Des couches a-Si:H ultra-minces (entre 5 et 30 nm) dopées sont utilisées pour réaliser les zones d’émetteur et de BSF en face arrière des cellules solaires. Des matériaux a-Si:H, a-SiNx:H, a-SiCx:H et ITO sont également étudiés pour des applications comme couches de passivation et / ou anti-reflet. Pour fabriquer les cellules Si-HJ IBC, différentes couches sont localisées à l’aide de masques métalliques structurés et alignés mécaniquement. Le plus haut rendement atteint par les dispositifs Si-HJ IBC réalisés atteint ici 12.7%. Il s’agit, à notre connaissance, du meilleur résultat obtenu au niveau mondial par ce genre de structures sur du c-Si de type n. Les performances des dispositifs expérimentaux restent principalement limitées par une faible valeur de FF. Des modélisations 2D des structures Si-HJ IBC montrent que la conception de l’émetteur et de son contact en face arrière peut entraîner des limitations à la fois sur ce FF mais également sur le Jcc. Ces phénomènes peuvent être attribués à une résistance série « distribuée » importante sur les cellules Si-HJ IBC. Différentes perspectives d’amélioration sont proposées, au niveau de la géométrie de la structure principalement. Ces optimisations devraient permettre à la fois une simplification des cellules Si-HJ IBC ainsi que l’augmentation de leur rendement.
Book Synopsis Modélisation, élaboration et caractérisation de cellules photovoltaïques à base de silicium cristallin pour des applications sous concentration by : Benoit Guillo Lohan
Download or read book Modélisation, élaboration et caractérisation de cellules photovoltaïques à base de silicium cristallin pour des applications sous concentration written by Benoit Guillo Lohan and published by . This book was released on 2018 with total page 126 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Les performances électriques des cellules photovoltaïques à base de silicium sont fortement dégradées lorsque leur température augmente. Cette problématique, pourtant bien connue, n'est pas suffisamment prise en considération dans l'industrie du photovoltaïque. Pour parer à cette dégradation, deux voies d'améliorations peuvent être explorées : diminuer la température de fonctionnement des cellules ou réduire leurs coefficients de dégradation en température. Cette étude est d'autant plus importante pour les applications sous concentrations, un éclairement élevé favorisant l'échauffement des cellules. Pour les facteurs de concentration élevés, l'utilisation de systèmes de refroidissement actifs réduit drastiquement la température de fonctionnement. Pour les faibles éclairements, le refroidissement passif est préféré, bien moins coûteux en énergie. Ce travail de thèse est focalisé sur l'étude du comportement thermo-électrique des cellules sous faible concentration du rayonnement incident. Un banc de caractérisation innovant développé dans cette thèse a rendu possible la quantification des variations de la température de la cellule avec la tension de polarisation sous différents facteurs de concentration. Avec l'augmentation de la polarisation, une évolution du facteur d'émission thermique est observée du fait des variations de la concentration de porteurs de charge minoritaires. Le refroidissement radiatif est minimal au courant de court-circuit et est maximal à la tension de circuit ouvert : la température atteinte au point de court-circuit est supérieure à celle atteinte en circuit ouvert. Pour une cellule donnée, sous un éclairement de 3 soleils, un écart de température de 6.2 °C a pu être mesuré entre ces deux points. La fabrication de cellules avec des propriétés différentes nous a permis de confirmer l'importance du dopage de la base et de l'architecture sur l'augmentation du refroidissement radiatif avec la polarisation. De plus, la comparaison du comportement thermo-électrique des cellules de type de dopages différents a mis en avant de plus faibles coefficients de dégradation en température de la tension en circuit ouvert pour les cellules ayant un substrat de type n. Par exemple, pour une température de et sous un éclairement de 1 soleil, un coefficient de dégradation en température du Voc de -0.45% %·°C-1 a été mesuré sur une cellule de type n contre -0.49%·°C-1 pour une cellule de type p.
Book Synopsis Investigation du silicium de qualité solaire de type n pour la fabrication de cellules photovoltaïques by : Thomas Schutz-Kuchly
Download or read book Investigation du silicium de qualité solaire de type n pour la fabrication de cellules photovoltaïques written by Thomas Schutz-Kuchly and published by . This book was released on 2011 with total page 207 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Ce travail étudie le potentiel du silicium de type n purifié par voie métallurgique pour la fabrication de cellules photovoltaïques à bas coût. Les teneurs élevées en dopants conduisent à des gammes de résistivités larges et faibles, ainsi qu’à une diminution de la durée de vie des porteurs de charge.La fabrication de cellules photovoltaïques a permis d’obtenir des rendements de conversion variant de 13.7% à 15.0% sur 148.6cm2. Avec un procédé de fabrication amélioré, des rendements de 16.0% pourraient être obtenus. La résistivité des plaquettes a été identifiée comme facteur limitant les performances des cellules. Le co-dopage au gallium a été proposé pour augmenter la gamme de résistivité.Les cellules photovoltaïques réalisées montrent une excellente stabilité sous illumination et de faibles coefficients en température de la tension de circuit-ouvert. Ces travaux de thèse ont permis de définir le potentiel du silicium de type n purifié par voie métallurgique et de définir les spécifications nécessaires initiales au niveau de la charge à purifier pour permettre la fabrication de cellules photovoltaïques efficaces.
Book Synopsis Contribution à la modélisation de la diffusion des dopants en fortes concentrations dans le silicium by : Eric Vandenbossche
Download or read book Contribution à la modélisation de la diffusion des dopants en fortes concentrations dans le silicium written by Eric Vandenbossche and published by . This book was released on 1994 with total page 196 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Les phenomenes de diffusion des dopants dans le silicium ont une importance grandissante dans les technologies actuelles et futures. En effet, les budgets thermiques diminuent avec les dimensions des dispositifs, et des phenomenes de diffusion transitoire apparaissent lors de la fabrication de jonctions ultra-courtes p#+/n et n#+/p. Ce memoire traite essentiellement des mecanismes de diffusion, bases sur les reactions entre dopants et defauts ponctuels, lesquels sont les interstitiels (atomes de silicium en site interstitiel) et les lacunes (site substitutionnel vacant). La sursaturation des defauts ponctuels, generee au cours des etapes technologiques (bombardements ioniques, oxydations, nitrurations), gouverne la diffusion transitoire des dopants. Un modele general de diffusion des dopants, incluant l'ensemble des mecanismes entre dopants et defauts ponctuels en non-equilibre, constitue la base de cette etude. Ce modele est presente en detail pour l'arsenic, le phosphore et le bore. Trois applications sur la diffusion du bore et du phosphore sont presentees montrant clairement la contribution des defauts ponctuels a la diffusion transitoire de ces dopants observee experimentalement. L'originalite de ce manuscrit consiste en l'etude des phenomenes de diffusion en fortes concentrations, plus precisement appliquee au bore et dans des conditions de preamorphisation. En effet, le bore presente des phenomenes de diffusion anormaux beaucoup plus marques par rapport aux autres dopants. Trois axes d'etudes constituent le traitement presente dans ce memoire: a) modelisation des conditions initiales pour la simulation en terme de concentrations des defauts ponctuels et activation du profil de dopage implante, b) modelisation des effets des boucles de dislocations generees par les etapes d'amorphisation, ces dislocations jouent le role de puit pour les interstitiels, et c) modelisation de la precipitation du bore, par le phenomene de nucleation derive pour la premiere fois dans un modele general de diffusion.
Book Synopsis Impression de silicium par procédé jet d'encre by : Etienne Drahi
Download or read book Impression de silicium par procédé jet d'encre written by Etienne Drahi and published by . This book was released on 2013 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: 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.
Book Synopsis Élaboration et caractérisation de solutions dopantes au bore innovantes par voie PECVD by : Thomas Blévin
Download or read book Élaboration et caractérisation de solutions dopantes au bore innovantes par voie PECVD written by Thomas Blévin and published by . This book was released on 2015 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Cette thèse explore deux voies alternatives d'élaboration de l'émetteur bore des cellules à base de silicium cristallin de type n, afin de simplifier leur procédé de fabrication, d'une part, et d'améliorer leur rendement de conversion, d'autre part. La première voie, orientée transfert industriel, propose l'utilisation d'une couche diélectrique dopante (SiOx:B) déposée par PECVD-LF, recuite par diffusion thermique. Des paramètres d'émetteur similaires à ceux obtenus dans le cas d'une diffusion gazeuse BCl3 sont recherchés. La seconde approche, plus amont, envisage quant à elle l'élaboration d'un hétéro-émetteur en silicium microcristallin dopé bore (μc-Si:B), obtenu par cristallisation thermique d'une couche de silicium amorphe dopée bore, déposée par PECVD-RF. La formation d'un hétéro-émetteur bore à haute température vise l'obtention de Vco plus élevées sur cellules n-PERT. L'élaboration et le suivi des propriétés des couches SiOx:B ont permis de mettre en évidence différents phénomènes ayant lieu lors de la diffusion. La qualification du dopage et de la passivation de l'émetteur bore a montré de bonnes performances. L'utilisation du SiOx:B lors d'une étape de codiffusion a permis de réaliser des cellules de type n-PERT (239 cm2) selon deux procédés simplifiés (3 étapes de moins) avec les rendements les plus hauts atteints à notre connaissance (20%) sur la structure considérée. D'autre part, les couches μc-Si:B ont été développées puis caractérisées. Le potentiel électrique des hétéro-émetteurs associés a été évalué sur structure symétrique indiquant que des iVco supérieures à 700mV peuvent être atteintes. L'évaluation de la prise de contact sur ce nouvel émetteur a été réalisée par sérigraphie. A ce jour, un phénomène de cloquage limite néanmoins l'intégration de cet émetteur en cellule complète.
Book Synopsis Development, characterization and modeling of interfaces for high efficiency silicon heterojunction solar cells by : Renaud Varache
Download or read book Development, characterization and modeling of interfaces for high efficiency silicon heterojunction solar cells written by Renaud Varache and published by . This book was released on 2012 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: L'interface entre le silicium amorphe (a-Si:H) et le silicium cristallin (c-Si) est un constituent clés de cellules solaires à haut rendement reposant sur des procédés à basse température. Trois propriétés de l'interface déterminent le rendement des cellules solaires à hétérojonction de silicium: les décalages de bandes entre a-Si:H et c-Si, les défauts d'interface et la courbure de bande dans c-Si. Ces trois aspects sont traités dans ces travaux de thèse.Dans un premier un temps, un calcul analytique de la courbure de bande dans c-Si est développé. Il repose sur l'approximation d'une densité d'état (DE) constante dans la bande interdite de a-Si:H. L'influence des principaux paramètres de la structure sur la courbure de bande est étudiée : décalage de bande, densité d'état dans a-Si:H, défaut d'interface, etc. La présence d'un effet de confinement quantique est discutée. Grâce à une comparaison entre ces calculs et des mesures de conductance planaire en fonction de la température sur des structures (p)a-Si:H/(n)c-Si et (n)a-Si:H/(p)c-Si, les décalages de bande de valence et de conduction ont pu être estimés à 0.36 eV et 0.15 eV respectivement. En outre, il est montré que le décalage de la bande de valence est indépendant de la température, alors que le décalage de la bande de conduction suit les évolutions des bandes interdites de c-Si et a-Si:H. Ces mesures tendent à prouver que le 'branch point' dans a-Si:H est indépendant du dopage.Ensuite, les calculs analytiques sont approfondis pour prendre en compte différents aspects de la structure complète incorporée dans les cellules : contact avec un oxyde transparent conducteur, présence d'une couche de a-Si:H non-dopée à l'interface. A l'aide de simulations numériques et à la lumière de mesures de conductance planaire conjuguées à des mesures de la qualité de passivation de l'interface, des pistes pour optimiser les cellules à hétérojonction sont commentées. En particulier, il est montré qu'un optimum doit être trouvé entre une bonne passivation et une courbure de bande suffisante. Ceci peut être accompli par un réglage fin des propriétés de la couche tampon (épaisseur, dopage), du contact (travail de sortie élevé) et de l'émetteur (p)a-Si:H (densité de défauts et épaisseur). En particulier, un émetteur avec une DE importante conduit paradoxalement à de meilleures performances.Enfin, un nouveau type d'interface a été développé. La surface de c-Si a été oxydée volontairement dans de l'eau pure dé-ionisée à 80 °C avant le dépôt de (p)a-Si:H afin d'obtenir une structure (p)a-Si:H/SiO2/(n)c-Si. A l'aide d'un modèle de courant par effet tunnel implémenté dans le logiciel de simulation numérique AFORS-HET, l'effet d'une couche à grande bande interdite (comme c'est le cas pour SiO2) sur les performances de cellules est étudié : le facteur de forme et le courant de court-circuit sont extrêmement réduits. En revanche, une couche de SiO2 n'a que peu d'impact sur les propriétés optiques de la structure. Expérimentalement, les échantillons réalisés montrent une qualité de passivation à mi-chemin entre le cas sans couche tampon et le cas avec (i)a-Si:H : ceci est expliqué par la présence d'une charge fixe négative dans l'oxyde. La courbure de bande dans c-Si est moins affectée par la présence d'une couche d'oxyde que d'une couche de (i)a-Si:H. Les cellules solaires réalisées démontrent que le concept a le potentiel d'aboutir à de hauts rendements : sur des structures non-optimisées, une tension de court-circuit supérieure à 650 mV a été démontrée, alors que l'oxyde ne semble pas limiter le transport de charge.
Download or read book ICREEC 2019 written by Ahmed Belasri and published by Springer Nature. This book was released on 2020-06-10 with total page 659 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: 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.
Book Synopsis Engineering Textiles by : Alexandr A. Berlin
Download or read book Engineering Textiles written by Alexandr A. Berlin and published by CRC Press. This book was released on 2015-09-03 with total page 377 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: This volume provides the textile science community with a forum for critical, authoritative evaluations of advances in the discipline of textile engineering. Reporting on recent advances with significant applications in textile engineering, the chapters are written by internationally recognized researchers. This book covers a multitude of important concepts and advances in the field, including: Applications of nonwovens in textile engineering; Textile waste treatment for use in emulsion rubbers; Parameters of polyhydroxybutyrate nanofibers; Preparation of amines for use in textile engineering; Progress in photovoltaic textile; New applications in nanoengineering materials in the textile industry
