Caractérisation électronique de couches minces de silicium polymorphe (pm-Si:H) déposées à grande vitesse

par Yrébégnan Moussa Soro

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Jean-Paul Kleider.


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  • Titre traduit

    Electronic characterization of polymorphous silicon (pm-Si:H) thin films deposited at high rate for photovoltaic applications


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  • Résumé

    Le silicium polymorphe hydrogéné (pm-Si:H) présente de meilleures propriétés électriques et moins de défauts métastables comparé au silicium amorphe standard (a-Si:H). C'est un matériau amorphe nanostructuré qui peut être obtenu dans les conditions proches de la formation de poudres. Toutefois, les études menées jusque-là sur ce matériau ont été limitées à des couches déposées à faibles vitesses (environ 1 Å/s). Le travail présenté dans ce mémoire est motivé par l'augmentation de la vitesse de dépôt du pm-Si:H. Plusieurs séries d'échantillons ont été déposées par la technique rf-PECVD à des vitesses comprises entre 5 et 10 Å/s. Des techniques complémentaires ont été utilisées pour caractériser les propriétés structurales, électroniques et de transport des différentes couches. Les propriétés du pm-Si:H déposé à grande vitesse ont été comparé à celles du a-Si:H standard. Nous avons mis en évidence la possibilité d'obtenir du pm-Si:H de bonne qualité avec notamment des valeurs de longueur de diffusion ambipolaire pouvant atteindre 290 nm en pratiquant des vitesses de dépôt jusqu'à 10 fois plus grandes. Afin de corréler la qualité du matériau avec les performances photovoltaïques, des modules de 10x10 cm2 composés de cellules p-i-n dont la couche intrinsèque (i) est faite avec du pm-Si:H déposé à grande vitesse ont été fabriqués et caractérisés. Les meilleurs modules ont donné des densités de courant de court-circuit pouvant atteindre 15,8 mA/cm2 et une tension de circuit ouvert de 940 mV par cellule. Ces relatives bonnes performances sont consécutives à une bonne collecte des porteurs de charge dans la couche i.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (186 p.)
  • Annexes : Notes bibliogr. en fin de chapitres

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  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 0g ORSAY(2010)270
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