Depots et caracterisations de silicium polycristallin sur substrats etrangers par le procede cvd assiste par lampes halogenes (rtcvd). Applications au photovoltaique

par DETLEF ANGERMEIER

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de ABDELLIAH SLAOUI.

Soutenue en 1998

à Strasbourg 1 .

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  • Résumé

    Des depots de silicium polycristallin ont ete realises sur differents substrats etrangers tel que le graphite, l'alumine, la mullite, et la silice dans un reacteur de depot chimique en phase vapeur (cvd) assiste par des lampes halogenes (rtcvd). Ceux-ci sont obtenus par reduction du gaz precurseur trichlorosilane (tcs) dans l'hydrogene et en utilisant le dopant trichlorure de bore (bcl#3). Les substrats sont portes a des temperature variant de 900c a 1250c a pression atmospherique. En outre, les premieres etapes de la germination de silicium sur l'alumine et la silice ainsi que la coalescence des agregats ont ete etudiees afin de determiner leur influence sur la taille de grains. Dans un premier temps, l'hydrodynamique et le depot dans deux differentes configurations de reacteur ont ete simules numeriquement afin de determiner les meilleures conditions operationnelles et l'influence des geometries. La caracterisation des mecanismes de la germination, la structure et aussi la morphologie des films minces ont ete realisees par microscopie nomarski, microscopie electronique a balayage (meb) et a transmission (met). La diffraction de rayons x a permis de determiner la structure cristalline et l'orientation preferentielle des grains. Les proprietes electriques tel que la mobilite des porteur majoritaires et la duree de vie des porteurs minoritaires ont ete respectivement mesurees par la methode d'effet hall et de la decroissance de la photoconductivite (pcd). Des vitesses de depot de l'ordre de 2 a 4 m min##1 ont ete atteintes ainsi que des tailles de grains variant de 3-20 m a une temperature de 1250c sur differents substrats. Une texture orientee (220), caracterisant une structure colonnaire est obtenue lorsque la temperature est autour de 1000-1100c. De plus, des valeurs de longueur de diffusion effective de 10 m on pu etre determinees pour des concentration de porteur superieurs a 10#1#7 cm##3. Enfin, des premieres cellules photovoltaiques en couches minces avec des rendements de 8% ont ete realises.


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Informations

  • Détails : 210 P.
  • Annexes : 365 REF.

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  • Bibliothèque : Université de Strasbourg. Service commun de la documentation. Bibliothèque Blaise Pascal.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : Th.Strbg.Sc.1998;3077
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