Browsing by Author "MANGELINCK N. (Encadrant)"

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    Interaction between dislocations and grain boundaries in silicon.
    (Ecole Nationale Superieure de Technologie et d'Ingénierie. Annaba (Ex ENSMM), 2023) LAOUABDIA SELLAMI Abdel Moiz; BENOUDIA Mohamed Cherif (Encadrant); MANGELINCK N. (Encadrant)
    L’utilisation du silicium dans le secteur photovoltaïque est dominante [1], cependant, sa méthode de production doit sans cesse être améliorée pour obtenir la performance souhaitée et un cout de production acceptable. La méthode Cast-mono permet d’obtenir une structure quasi monocristalline à un coût réduit par rapport aux autres techniques, l’inconvénient de cette dernière est la génération de défauts pendant l’étape d’élaboration des lingots, principalement de dislocations à cause de la désorientation des germes monocristallins utilisés au fond du creuset dans ce procédé. Au cours de cette dissertation, nous avons étudié la solidification de 4 échantillons de silicium issus de la méthode Cast-mono en utilisant une approche unique pour comprendre la dynamique des dislocations et leur interaction avec les défauts bidimensionnels, tels que les joints de grains (JDG), les sous-joints et l’interface solide-liquide (s/l). L’originalité de ce travail réside dans la corrélation d’une méthode in-situ (imagerie par diffraction de Bragg : topographie) pendant la solidification et d’une méthode ex-situ (Electron Backscatter Diffraction : EBSD). La corrélation de ces deux techniques nous permet d’améliorer notre compréhension des phénomènes de germination et d’interaction de défauts étendus pendant la solidification dirigée du silicium. Pendant la montée en température, la germination des dislocations au niveau des bords est observée ce qui peut être la conséquence de découpe. Les dislocations se déplacent perpendiculairement à l'interface s/l pendant la solidification, certaines se déplacent également horizontalement en raison des contraintes thermomécaniques appliquées pendant la solidification dirigée. Différentes sources de dislocations sont observées près des joints de grains. Les dislocations peuvent traverser de grandes distances dans les plans de glissement, sans être apparemment affectées par les joints de grains Σ3.
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    Ségrégation de l’oxygène au niveau des défauts dans Si et son impact sur les propriétés électriques
    (Ecole Nationale Superieure de Technologie et d'Ingénierie. Annaba (Ex ENSMM), 2023) HOUAM Sirine; BENOUDIA Mohamed Cherif (Encadrant); MANGELINCK N. (Encadrant)
    Dans les lingots de silicium moulés de type cast-mono, les concentrations d'impuretés varient le long de la hauteur du lingot en raison des phénomènes de ségrégation pendant la solidification directionnelle. Le fond du lingot qui se solidifie en premier et qui est en contact avec le fond du creuset est contaminé par des impuretés. En fonction du coefficient de partage de l’impureté inférieur ou supérieur à 1, la concentration va respectivement augmenter ou diminuer au cours de la solidification du lingot. Au cours de ce stage, une approche utilisant trois diagnostics complémentaires a été adoptée pour caractériser les échantillons de silicium cristallin. Cela inclut l'analyse structurale des grains et de leur orientation cristallographique, l'analyse chimique et l'analyse électrique. La spectroscopie de masse des ions secondaires (SIMS) a été utilisée avec succès pour caractériser les impuretés chimiques ainsi que la technique (μFTIR) de spectroscopie d’infra rouge à transformée de Fourier qui nous a permis de visualiser la ségrégation d’oxygène interstitielle à travers des cartographies localisées. La technique de diffraction des électrons par rétrodiffusion (EBSD) a été principalement employée pour caractériser la structure des grains. Enfin, les propriétés électriques et la durée de vie des porteurs minoritaires ont été caractérisées à l'aide de la technique de photoluminescence et photovoltage de surface (SPV) respectivement. On a réalisé dans cette étude que les impuretés (C, O et Cu) ségrégent beaucoup plus au niveau des défauts comme les sous-joints et les joints de macles, ce qui rends ces endroit des sites de recombinaison dégradant les propriétés électriques de notre matériau et que l’intérieur des grains présentent des meilleures propriétés électriques qu’au niveau des défauts structuraux. La complémentarité de ces techniques nous ont permis d'étudier et de mieux comprendre les phénomènes physiques liés à la formation des grains, ainsi que l'importance des macles et l'influence des impuretés légères sur les propriétés photovoltaïques. Ces avancées contribuent à l'amélioration des performances des cellules solaires à base de silicium monocristallin.