Browsing by Author "Beddiaf ZAIDI"
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Item Etude de l’activité électronique des joints de grains dans le silicium poly-cristallin destiné à des applications photovoltaïques(2014) Beddiaf ZAIDILe travail présenté dans cette thèse rentre dans le cadre du développement de la filière couches minces pour la fabrication des cellules solaires. Les couches minces de silicium poly cristallin étudiées, sont dopées bore ou arsenic par implantation ionique et soumises à différents traitements thermiques sous azote ou sous hydrogène. Ces couches, nous les avons caractérisées par mesures d’effet Hall et de résistivité. Les résultats obtenus ont montré que pour une même concentration de dopant, les couches dopés arsenic sont plus résistives et contiennent moins de porteurs libres que les couches dopées bore. Nous avons aussi remarqué que les traitements thermiques avant implantation réduisent le nombre des porteurs piégés et la quantité d’atomes de dopant aux joints de grains. Pour des faibles dopages, les traitements thermiques avant implantation ont permis une amélioration de la concentration des porteurs libres de 100 % pour un dopage en arsenic et 23 % pour un dopage en bore. De plus, il a été constaté que la mobilité des porteurs dans des couches dopées bore est plus élevée que celle dans des couches dopées arsenic. Pour de fortes concentrations d’arsenic, des saturations des caractéristiques électriques, suivies d’une réduction de la mobilité des porteurs ont été observées. Ces limitations sont dues à la solubilité limite au-delà duquel, les atomes dopants ne peuvent plus s’ioniser. Par ailleurs, nous avons montré que l’introduction de l’hydrogène dans des couches minces de silicium poly-cristallin augmente la concentration des porteurs libres, réduit la résistivité et améliore la mobilité. De plus, on a constaté que l’effet de l’hydrogène est beaucoup plus prononcé pour les faibles concentrations de dopant, pour les basses températures de traitement thermique avant implantation et pour un dopage en bore qu’un dopage en arsenic. Pour des faibles dopages, le recuit sous hydrogène a permis une amélioration de la concentration des porteurs libres de 12.5 % pour un dopage en arsenic et 16.5 % pour un dopage en bore. D’autre part, on a remarqué que l’effet principal de l’hydrogène dans une couche de silicium poly-cristallin est la réduction de la densité des états pièges, et que la ségrégation des dopants aux joints de grains réduit son effet sur la densité des états pièges en retardant sa pénétration. Finalement, on peut en déduire, que les traitements thermiques combinés à l’introduction de l’hydrogène dans des couches minces de silicium poly-cristallin permettent d’augmenter la concentration des porteurs libres et d’améliorer leur mobilité. Par suite, les porteurs minoritaires vont pouvoir passer de plus en plus facilement à travers les joints de grains ; ce qui se traduit par l’amélioration du rendement photovoltaïque des cellules solaires fabriquées à base de ce matériau.