Silicium polycristallin

HAL Id: jpa-00245567

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Submitted on 1 Jan 1987

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Silicium polycristallin

Bernard Equer, Pierre Pinard, André Rocher, Michel Rodot

To cite this version:

Bernard Equer, Pierre Pinard, André Rocher, Michel Rodot. Silicium polycristallin. Re- vue de Physique Appliquée, Société française de physique / EDP, 1987, 22 (7), pp.511-511.

�10.1051/rphysap:01987002207051100�. �jpa-00245567�

Silicium polycristallin

Avant-propos

Ce numéro

spécial

^{de la Revue de}

Physique Appliquée

^{constitue le bilan de}

cinq

^ans de recherches soutenues et coordonnées dans le cadre du programme

photovoltaïque

^du PIRSEM/CNRS

(*)

^{et de l’AFME}

(**)

^sur

le thème

général

^des

joints

^de

grains

^{dans le silicium.} Il rassemble une

vingtaine

^de contributions provenant de laboratoires

publics

^et

industriels qui

^{ont travaillé en} relation étroite sur-la filière des

photopiles

^solaires

réalisées avec du silicium

cristallin.

^Il

présente également

^les

résultats

^de

quelques

^autres

équipes

^{sur le}

même thème.

Le

principal objectif

^{de cette} action était de

comprendre’

^{comment la structure} cristalline et les

impuretés chimiques

contrôlaient les

propriétés photoélectriques

^des

joints

^de

grains.

^Les échantillons étudiés

proviennent

^de différents matériaux

polycristallins

ainsi que ^de bicristaux

artificiels ;

^{ils ont} été soumis à divers traitements

thermiques.

^{La structure des}

joints

^de

grains

^{et les} défauts d’interface ont été étudiés _par

microscopie électronique

^en transmission et par

topographie

^aux rayons X. Les

propriétés électroniques

^{ont été} déterminées _par

DLTS, conductance,

^{SEM/EBIC et LBIC. Les}

analyses chimiques

^ont

été réalisées _par

SIMS,

activation

neutronique, spectroscopie infrarouge

^et pertes

d’énergie

d’électrons

(EELS).

^{Des travaux}

théoriques

^ont été consacrés aux calculs des niveaux

d’énergie

^{associés aux défauts}

d’interface et à la modélisation à 3 dimensions des

photopiles

solaires réalisées avec du silicium

polycristallin.

Parmi les résultats

présentés

^{dans ce numéro}

spécial, quelques

conclusions peuvent ^être

dégagées

^{de ce}

travail collectif.

Des bicristaux de

grandes

^{tailles ont été obtenus} _par

tirage

Czochralski sans dislocations dans les

grains.

Ils contiennent des

joints

^de

grains

^de structure ^bien

définie qui

^ont

permis de correler

^{entre elles un}

grand

nombre d’études. Il a ainsi été montré que la liaison

pendante

n’était pas le

principal responsable

^de

l’activité

électrique

^des

joints

^de

grains.

^Cette

activité,

^souvent

profondément

^modifiée par des traitements

thermiques,

^est essentiellement reliée à des effets

d’impuretés (diffusion, ségrégation). L’oxygène

^{est une}

des

impuretés

concernées. L’histoire

thermique

^des échantillons constitue un élément

important

^de

compréhension

de l’activité

électrique

d’un défaut.

L’élimination des

impuretés

de surface _par

piégeage interne

^{et le rôle des}

impuretés

introduites

volontairement

^{ont été} étudiés de

façon approfondie.

^{De nombreux}

phénomènes

^{observés sont} reliés à des interactions entre

impuretés (hydrogène

^et accepteurs, ^{aluminium et}

oxygène...).

L’introduction

d’hydro- gène

^{a des effets}

multiples :

elle améliore en

particulier

^les

propriétés photoélectriques

par

passivation

^des

défauts.

Les études faites sur des matériaux

industriels,

^dans

lesquels

^les

joints

^sont

présents

^sous des formes très

diverses,

^ont

permis

^de caractériser l’effet de la taille des

grains

^{sur le rendement des} cellules : elles ont montré que ^les défauts

intragrains

ainsi que les

impuretés (C

^et

0)

ont souvent un effet

beaucoup plus important

que celui des

joints

^de

grains.

Enfin,

^{les derniers} résultats font

apparaître

que le rendement d’un panneau réalisé ^avec des

photopiles

carrées

polycristallines

^{est désormais}

équivalent

^à celui obtenu avec des cellules circulaires

monocristallines,

la perte ^{de rendement du}

polycristal

^étant

compensée

par ^une couverture en surface de 25 %

supérieure

^à

celle du monocristal non taillé.

Bernard

Equer,

^Pierre

Pinard,

André Rocher et Michel

Rodot,

^{Mars 1987}

(*)

PIRSEM/CNRS :

Programme Interdisciplinaire

de Recherche sur

l’Energie

^et les Matières

premières

^{du Centre}

National de la Recherche

Scientifique.

(**)

^{AFME :} Agence Française pour la Maîtrise de

l’Energie.

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/rphysap:01987002207051100