Mise au point et controle d'un procede d'elaboration de depot de silicium a finalite photovoltaique. Caracterisation spectroscopique et hydrodynamique du plasma inductif rf. Caracterisation physico-chimique du depot de silicium

par FADI KRAYEM

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de DANIEL MORVAN.

Soutenue en 2000

à Paris 6 .

    mots clés mots clés


  • Résumé

    L'objective de cette etude est l'elaboration d'un depot de silicium par projection de plasma thermique rf sur un substrat destine a l'application photovoltaique. Dans ce travail, nous avons correle le role joue par l'hydrogene inclus dans le materiau (passivation les liaisons pendantes et les points de recombinaisons electriques) et la production des etats excites de l'hydrogene par le plasma rf argon-hydrogene. Par la spectroscopie d'emission nous avons identifie la presence dans le plasma des etats excites eleves de l'hydrogene atomique (jusqu'a n = 8), leur distribution spatiale varie lors de l'ajout d'helium dans le gaz plasmagene. Ce phenomene permet de doubler la teneur en hydrogene dans le silicium massif traite par plasma ar+h 2+he (4,42. 10 1 5 at. Cm - 3) par rapport au plasma d'ar + h 2 (2,2. 10 1 5 at. Cm - 3). Cette teneur peut atteindre 10 1 9 at. Cm - 3 par l'injection axiale de la poudre de silicium dans le jet plasma. La mesure des temps de sejours de 10 msec a 30 msec des particules de silicium en vol a ete effectuee par la technique d'anemometrie laser doppler. Ainsi la vitesse des particules, et la distance de projection determinent le taux d'evaporation de silicium et la mesure des diametres des particules en vol valide le transfert de matiere. La croissance de depot est liee aux processus de transfert de chaleur et de matiere particule/substrat. Une faible conductivite thermique de substrat comme la mullite constitue une barriere thermique qui permet un refroidissement controle des particules projetees. La chaleur apportee par ces particules aboutit a la formation sur le substrat d'une goutte liquide dont la cristallisation directionnelle debute lors de l'arret de la projection des particules. La purification du depot mis en evidence par edx, a eu lieu par segregation des impuretes de la phase solide vers la phase liquide, la vitesse de depot atteignant 600-1500 m. H - 1 selon la taille des particules de silicium et la vitesse de projection.


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Informations

  • Détails : 300 p.
  • Annexes : 150 ref.

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  • Bibliothèque : Université Pierre et Marie Curie. Bibliothèque Universitaire Pierre et Marie Curie. Section Biologie-Chimie-Physique Recherche.
  • Disponible pour le PEB
  • Bibliothèque : Centre Technique du Livre de l'Enseignement supérieur (Marne-la-Vallée, Seine-et-Marne).
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : PMC RT P6 2000
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