Croissance de couches minces de silicium par épitaxie en phase liquide à basse température pour applications photovoltaïques

par Fatima Abdo

Thèse de doctorat en Matière condensée, surface et interface

Sous la direction de Mustapha Lemiti.

Soutenue en 2007

à Villeurbanne, INSA .


  • Résumé

    Dans le cadre de cette thèse, nous présentons une voie économique, propre et innovante de réalisation de substrat de silicium en couche mince pour applications photovoltaïques. Elle est basée sur la croissance de couche par épitaxie en phase liquide à basse température sur substrats de silicium fragilisé par implantation ionique pour le détachement et le report sur substrats bas coûts. L’objectif de ce travail est de trouver les conditions expérimentales pour baisser la température d’épitaxie (<800°C au lieu de 1050°C) tout en conservant une vitesse de croissance relativement élevée. Nous avons mis au point une méthode innovante qui consiste à utiliser deux bains différents : le premier contenant Al-Sn-Si permet de désoxyder la surface du substrat de silicium sans utiliser l’hydrogène et le second contenant Sn-Si permet la croissance d’une couche épaisse de silicium. Des couches uniformes de 15µm d’épaisseurs ont été obtenues après 3 heures de croissance. Des études thermodynamiques exploitant les diagrammes de phase de mélanges ternaires ou quaternaires ont été réalisées pour atteindre des vitesse de croissance élevées. Des alliages à base d’étain et de cuivre ont été sélectionnés, l’étain pour abaisser la température et le cuivre pour augmenter la solubilité du silicium. Des couches de 30µm ont été obtenues après 2 heures de croissance. Nous avons également montré que cette étape d’épitaxie pourrait être compatible avec la technologie de fragilisation par implantation ionique.


  • Pas de résumé disponible.

  • Titre traduit

    Silicon thin film grown by low temperature liquid phase epitaxy for photovoltaic applications


  • Résumé

    In this thesis, we present an economic way for realization of silicon photovoltaic cells, based on the growth of the layers by low temperature liquid phase epitaxy on weakened silicon substrate (ion implanted layer) for detachment and transfer on economic substrate like ceramic. The objective of this work is to optimize this technology to low temperature of melts (800°C instead 1050°C) and by using a growth method with two different melts: one with Al-Si-Sn to remove native oxide and second one with pure Sn to grow the active layer. Uniform layers with 15µm of thickness were obtained after 3 hours of growth. Strategy to achieve two objectives cleaning without (H2) and thickness (30µm) consists to study thermodynamic properties of composition melts (ternary or quaternary systems). Alloys containing tin and copper were selected. Tin to decrease the temperature and copper to increase Si solubility. Layers with 30µm of thickness were obtained after 2 hours of growth. We also showed that this epitaxy could be compatible with weakened technology (ion implanted layer).

Consulter en bibliothèque

La version de soutenance existe sous forme papier

Informations

  • Détails : 1 vol. (152 p.)
  • Annexes : Bibliogr. à la fin de chaque chapitre. Publications de l'auteur p. 152

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Institut national des sciences appliquées (Villeurbanne, Rhône). Service Commun de la Documentation Doc'INSA.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : C.83(3183)
Voir dans le Sudoc, catalogue collectif des bibliothèques de l'enseignement supérieur et de la recherche.