Structuration du silicium par laser femtoseconde : application au photovoltaïque

par Rémi Torres

Thèse de doctorat en Sciences des matériaux, physique, chimie et nanosciences

Sous la direction de Thierry Sarnet.

Le président du jury était Hervé Dallaporta.

Le jury était composé de Thierry Sarnet, Hervé Dallaporta, Marcel Pasquinelli, Malek Tabbal, Etienne Hasnaa, Fabrice Coustier, Marc Sentis.

Les rapporteurs étaient Marcel Pasquinelli, Malek Tabbal.


  • Résumé

    Il a été montré récemment (Mazur et al, Harvard University) qu'un moyen simple d'améliorer le rendement des cellules solaires photovoltaïques actuelles pouvait être obtenu en irradiant la structure du silicium avec des impulsions laser femtoseconde en présence d'un gaz sulfuré (SF6). Cette irradiation entraîne la formation de micro-structures érigées (spikes) sur la surface. Celle ci devient ainsi fortement absorbante au rayonnement solaire (black silicon). Le travail effectué durant cette thèse a porté sur plusieurs points. Dans un premier temps une étude complète a été menée sur les différents paramètres expérimentaux permettant la création de ces micro-structures à la surface du silicium. Parallèlement, des séries d'expériences ont été menées pour permettre la compréhension des mécanismes physiques entraînant leur formation. Par la suite, les surfaces de silicium micro-structurées ont été caractérisées optiquement. Les résultats obtenus permettent d'avoir une absorption de 96 % du silicium dans les spectre UV et visible. Des cellules solaires complètes ont été réalisées afin d'en caractériser électriquement les performances.


  • Résumé

    It was shown recently (Mazur et al, Harvard University) a simple way to improve the performance of photovoltaic solar cells could be obtained by irradiating the surface of silicon with femtosecond laser pulses in a sulfide gas atmoshere (SF6). This irradiation causes the formation of micro-structures (spikes) on the surface becomes highly absorbent to solar radiation (black silicon). The work done during this thesis focused on several points. Initially a comprehensive study has been conducted on different experimental setting allowing the creation of these micro-structure on the surface of silicon. Parallel series of experiments were conducted to help understand the physical mechanism leading to their formation. Subsequently, the surfaces of silicon micro-structured were characterized optically. The results obtained allow to have an absorption of 96% silicon in the UV and visible. Complete solar cells were made in order to electrically characterized perform.


Le texte intégral de cette thèse n'est pas accessible en ligne.
Il est disponible au sein de la bibliothèque de l'établissement de soutenance.

Consulter en bibliothèque

La version de soutenance existe

Informations

  • Détails : 1 vol. (III-114 p.)

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Aix-Marseille (Marseille. Luminy). Service commun de la documentation. Bibliothèque de sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Bibliothèque : Université d'Aix-Marseille II. Service commun de la documentation. Bibliothèque électronique.
Voir dans le Sudoc, catalogue collectif des bibliothèques de l'enseignement supérieur et de la recherche.