Modélisation et caractérisation de transport électrique dans le silicium microcristallin pour des applications photovoltaïques

Ce travail de thèse porte sur le silicium microcristallin hydrogéné (c-Si:H) produit par dépôt chimique en phase vapeur qui présente de nombreux avantages économiques dans la production des cellules photovoltaïques. Un modèle dynamique 3D de croissance est utilisé permettant de reproduire les principales caractéristiques de sa microstructure formée de grains cristallins immergés dans une matrice amorphe. Ces structures simulées sont associées à un modèle de transport électrique mettant en jeu des paramètres correspondant au transport dans la phase amorphe, cristalline et au travers les joints de grains. Les résultats de la simulation sont comparés aux mesures de conductivité électrique permettant d’extraire les caractéristiques de la barrière de potentiel formée entre les grains. Une caractérisation en bruit basse fréquence des couches microcristallines ayant différentes cristallinités est menée dans le but de mieux appréhender les mécanismes de transports. Le comportement en bruit trouvé est typique d’un phénomène de percolation.
Les contacts métalliques utilisés lors des caractérisations électriques sont étudiés par la méthode TLM. La modélisation numérique de la structure de test a permis d’extraire la résistivité de contact et la résistance carrée des couches. Les résultats suggèrent un processus de percolation à l’interface métal/c-Si:H.

 

 

 

 

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