Analyse multiélémentaire des impuretés du silicium par LIBS : cas particulier du bore dans le silicium de qualité métallurgique et photovoltaïque

par Nir Eliezer

Thèse de doctorat en Génie des procédés et hautes technologies

Sous la direction de Daniel Morvan.

Soutenue en 2011

à Paris 6 .


  • Résumé

    L’objectif principal de ce travail est le développement et la mise au point d’une technique d’analyse multiélémentaire de silicium solide de différentes qualités (métallurgique à solaire). Le principe de la technique consiste à focaliser une source laser à la surface de l’échantillon pour générer un micro-plasma qui est ensuite analyser temporellement par spectroscopie d’émission optique. Une étude préalable a été menée pour choisir les différents composants du système. Après avoir validé la répétabilité de la mesure, et les conditions environnementales optimales de mesure, l’identification des différentes impuretés métalliques, non-métalliques et dopants a été réalisée. Une attention particulière a été portée au cas du bore, dopant essentiel au bon fonctionnement des cellules photovoltaïques. Une limite de détection de 0,05 ppmm de bore a pu être calculée sous une atmosphère de 85 % hélium – 15 % argon et des courbes de calibration ont été établies dans la gamme de 1 à 100 ppmm. La LIBS a pu être mise en pratique sur des échantillons issus de différents procédés de tirage (4C et solidification dirigée) et nous a permis de suivre la ségrégation des différentes impuretés le long d’un lingot de silicium. Nous avons validé les mesures LIBS par comparaison à la GDMS et l’ICP, et corrélé la baisse de durée de vie des porteurs de charge à la présence de certaines impuretés.

  • Titre traduit

    Multielemental analysis of silicon impurities by LIBS : boron case in metallurgical and photovoltaic grade silicon


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Informations

  • Détails : 1 vol. (136 f.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 121-136. 167 réf. bibliogr.

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  • Cote : T Paris 6 2011 20
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