Mémoires de Fin d’Etudes
Etablissement
Université de Annaba - Badji Mokhtar
Affiliation
Département de Physique
Auteur
SANA, Yousfi.
Directeur de thèse
Allaoua CHIBANI (Professeur)
Filière
Physique
Diplôme
Doctorat
Titre
Croissance et analyse de silicium polycristallin destiné à la fabrication des photopiles solaires
Mots clés
silicium polycristallin, résistivité électrique, traitement thermique, cellules solaires.
Résumé
Ce travail entre dans le cadre du développement de la filière photovoltaique au niveau du laboratoire des semiconducteurs. Il a été mis au point une méthode d’élaboration des lingots de silicium polycristallin destinés à la fabrication des cellules solaires. Les paramètres d’élaboration ont été optimisés. Des échantillons de bonnes qualités cristallines ont été obtenus. Avec des valeurs de résistivité qui s’adaptent parfaitement à la qualité solaire. Dans l’objectif d’orienter l’élaboration par un germe monocristallin d’orientation favorable au rendement photovoltaique. L’étude des orientations cristallographiques des grains à la surface des lingots a été faite. Les résultats montrent que les orientations sont dispersées avec aucune orientation qui apparait comme privilégiée. Néanmoins, on note que les orientations (111), (220), (331) et (400) dominent les autres orientations étudiées avec un avantage pour les orientations (220) et (111). Une élaboration à partir d’un germe monocristallin d’orientation (111) à été amorcée. Les résultats montrent qu’en début de cristallisation cette orientation se développe préférentiellement puis, elle disparait au profil des autres orientations. Dans la perspective d’utiliser ces lingots dans la fabrication des cellules solaires. Nous nous sommes intéressés aux effets des traitements thermiques sur les variations de la résistivité dans des échantillons de silicium polycristallin dopés Bore et Arsenic. Les résultats montrent que, les traitements thermiques réduisent le nombre de porteurs piégés et la quantité d’atomes de dopant aux joints de grains ; d’autre part, ils font diminuer la résistivité. Par ailleurs, pour une même concentration de dopant, les échantillons dopés Arsenic sont plus résistifs et contiennent moins de porteurs libres que les échantillons dopés Bore. Le traitement thermique à 1150°C permet le réarrangement des atomes du réseau des joints et la croissance des grains et par conséquent, il conduit à la réduction de la densité des états pièges et les sites de ségrégation. Enfin, le développement majeur de la méthode réside dans le nouveau mode d’élaboration qui consiste à réaliser les échantillons en deux étapes. Les grains de la première étape se servent comme germes d’élaboration pour la deuxième étape. Cela permettrait de diminuer le nombre des joints de grains qui agissent comme centre de recombinaison des porteurs minoritaires. Ceci conduit à l’amélioration de la qualité cristalline des échantillons élaborés. Ce qui se traduit par l’augmentation du rendement photovoltaïque des cellules fabriquées par ces échantillons.
Date de soutenance
2013.
Cote
530 YOU.
Pagination
75 f.
Illusatration
fig.
Format
30 cm.
Statut
Soutenue