Guerison Par l'HYDROGENE De Defauts Recombinants Dans Les Couches De Silicium Polycristallin Rad

Abstract

Cet article présente les résultats d'études du rôle de l'incorporation d'hydrogène par plasma à 430 °C sur les caractéristiques électriques de photopiles préparées sur rubans RAD. Les performances des photopiles ont été caractérisées par le relevé de caractéristiques I (V) sous différents éclairements et de profils de photoréponse locale obtenus en mode LBIC ; la localisation de l'hydrogène ségrégé a été effectuée par autoradiographie sur des échantillons chargés en tritium. On met en évidence une neutralisation partielle des centres pièges dans le volume du matériau - corroborée par une forte ségrégation de l'hydrogène - et une passivation des interfaces, notamment des sous-joints de grains. Ces travaux montrent que l'incorporation d'hydrogène est envisageable pour améliorer les performances des photopiles RAD

Impurity-defect interaction in polycrystalline silicon for photovoltaic applications. The role of hydrogen

“…Hydrogen can be introduced into silicon by several means : bombardment in a Kaufman source [14,15], plasma annealing [16], electrolyte charging [12]. Plasma annealing and electrolyte charging have been investigated in the present study, in order to quantify the diffusion mechanisms of hydrogen.…”

On the origin of the electrical activity in silicon grain boundaries

“…Cu diffusion at 400-500 °C passivates the GBs, and it also enhances the bulk minority carrier diffusion length [86]. H implantation or diffusion is widely used to passivate not only the grain boundary but also the bulk recombination centres [22,87,88]. Its action was first understood to be simple dangling bond saturation, it now seems to be manifold.…”

Passivation par l'hydrogène de défauts recombinants dans les photopiles réalisées sur rubans de silicium polycristallin RAD

“…Les incréments importants Aiph exprimés en terme d'augmentation de longueur de diffusion effective, L eff, des porteurs minoritaires correspondraient à des variations de L eff de 50 à environ 100 ym dans le cas du ruban E, tableau II. A l'instar du traitement PLH-430, le traitement IMPL-H se traduit par une forte augmentation de la longueur de diffusion, Ln, dans les parties homogènes et une réduction de la vitesse de recombinaison sur les interfaces comme on peut le déduire d'enregistrements du photocourant local en mode LBIC [9]. L'étude de la forme des courbes de sensibilités spectrales, S(03BB), suggère par ailleurs que la « profondeur passivée » pour un traitement de 2 min à environ 175 °C est de l'ordre de grandeur de l'épaisseur des échantillons, inférieure à 100 gm.…”

“…De nombreux travaux ont montré que la passivation chimique par fixation d'hydrogène permettait de réduire, voire supprimer, l'activité électrique des interfaces recombinantes [6][7][8]. Cet effet de passivation a aussi été mis en évidence dans les parties homogènes, exemptes de défauts étendus [9]. Enfin, des améliorations importantes des performances des photopiles ont été observées après incorporation d'hydrogène au moyen d'un plasma RF ou d'une source d'ions H+ du type Kaufman [8][9][10].…”

“…Cet effet de passivation a aussi été mis en évidence dans les parties homogènes, exemptes de défauts étendus [9]. Enfin, des améliorations importantes des performances des photopiles ont été observées après incorporation d'hydrogène au moyen d'un plasma RF ou d'une source d'ions H+ du type Kaufman [8][9][10].…”