Tirage semi-continu de silicium photovoltaïque multicristallin en creuset froid inductif : expérimentation et caractérisation

par Gilles Dour

Thèse de doctorat en Science et Génie des matériaux

Sous la direction de Francis Durand.

Soutenue en 1996

à Grenoble INPG .

mots clés

• Sciences appliquees
• Energie
• Cellule solaire
• Silicium
• Polycristal
• Etude experimentale
• Procede fabrication
• Performance
• Microstructure
• Caracterisation defaut
• Inductive cold crucible
• Solar cell
• Silicon
• Nc
• Polycrystal
• Experimental study
• Manufacturing process
• Performance
• Microstructure
• Defect characterization

Résumé

L'utilisation de la technique du creuset froid inductif pour le tirage de silicium multicristallin a usage photovoltaique est delicat en raison de la grande fragilite du materiau et des exigences de qualite cristalline propres a l'application recherchee. Une etude semi-analytique, completee par des mesures experimentales par rayons x, montre sur quels parametres operatoires il est possible de jouer pour eviter la fissuration des billettes et abaisser la densite de dislocation dans les grains. Des experiences de tirage font suite. Des billettes saines de fissures et des densites de dislocation de l'ordre de 10#4#- 10#5 cm#-#2 ont ete produites. Des cellules et un module photovoltaiques sont realisees, avec des rendements de 11,25 % en moyenne. Une serie de caracterisation photovoltaique du materiau brut produit est effectuee chez des partenaires. Elle montre que (1) les defauts cristallins sont nettement moins actifs electriquement que dans les materiaux moules traditionnels, (2) l'oxygene est moins concentre que dans la charge, mais (3) le materiau est pollue en impuretes metalliques (fe, cr etc) a cause du transport dans le systeme de distribution.

Titre traduit

Multicrystalline silicon pulling from an inductive cold crucible, for photovoltaic applications

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