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Effet de l’ajout d’une barrière oxydante SiO2 avant la diffusion du phosphore dans les émetteurs des cellules solaires conventionnelles à base de silicium cristallin

H. Ghembaza, A. Zerga and R. Saïm

Unité de Recherche Matériaux et Energies Renouvelables, URMER, Faculté des Sciences, Université Abou Bakr Belkaïd, B.P. 119, Tlemcen, Algérie.

Résumé

La diffusion du phosphore dans le silicium cristallin suit théoriquement une fonction erreur complémentaire dans un premier temps et une fonction gaussienne dans un second. Cette distribution est caractérisée par un ‘kink’ inévitable et bien visible sur les profils, résultant de la proportion du phosphore inactif resté après la diffusion et qui se présente sous forme de précipités. Schématiquement, il peut être présenté par une zone en haut du profil de diffusion appelée ‘zone morte’ de l’anglais ‘dead layer’. Dans le but de réduire cette zone morte, une technique innovante est utilisée afin de palier à ce problème, elle se résume dans l’ajout d’une étape de pré-oxydation avant la diffusion. En effet, la formation d’un oxyde de silicium (SiO2) sur la surface des cellules avant la diffusion peut diminuer la taille de cette zone. Plus la durée de cette étape d’oxydation augmente, plus l’épaisseur de l’oxyde thermique va être élevée. L’ajout d’une étape de pré-oxydation permet donc une réduction de la taille de la zone morte et une diminution de la résistance carrée. Pour renforcer notre théorie, nous avons effectué une simulation de la diffusion du phosphore en ajoutant une étape de pré-oxydation, et en faisant varier l’ambiance de la diffusion (humide ou sèche). Plusieurs cas se sont présentés selon la nature de l’oxydation et de la diffusion quelles soient humides ou sèches. La mesure de l’épaisseur de la couche d’oxyde de silicium formée a été effectuée en faisant varier plusieurs paramètres, à savoir : La pression, la température, et le temps de diffusion. L’optimisation de la formation de l’émetteur conduit donc nécessairement à l’évaluation des paramètres de la diffusion influençant la formation de la zone morte.

Keywords

Cellule solaire photovoltaïque, Diffusion phosphore, Oxydation thermique, Code de simulation numérique, Profil de diffusion.

Effet de l’ajout d’une barrière oxydante SiO2 avant la diffusion du phosphore dans les émetteurs des cellules solaires conventionnelles à base de silicium cristallin
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