Caractérisation des défauts dans les semi-isolants (CdTe et CdZnTe) et dans les photopiles solaires (GaAs et Si)

Abstract

Les domaines d’applications des matériaux semiconducteurs sont très nombreux tels que la microélectronique, les capteurs, les photopiles solaires, les détecteurs,… Dans ce travail nous nous sommes intéressés à la caractérisation des niveaux profonds dans deux types de matériaux : les semi-isolants CdTe et CdZnTe et les photopiles solaires à base de GaAs et Si Le CdZnTe est un candidat très promoteur pour la fabrication de détecteurs de rayons X et γ. Ces applications nécessitent un matériau semi-isolant. Les photopiles solaires à base de Si et GaAs étudiées, sont conçues pour fonctionner aux bases températures et sous faible illumination et dans les conditions de l’espace lointain. Ces photopiles se dégradent sous l’effet de l’irradiation par les protons et les électrons énergétiques. Ce travail comporte deux parties : La première partie est consacrée à la caractérisation des niveaux profonds dans le semi-isolant Cd₁₋xZnxTe élaboré par la méthode Bridgman Haute Pression (HPB). Ce matériau est utilisé en détection nucléaire, il doit avoir une haute résistivité (ρ≥10¹⁰Ωcm). La technique de spectroscopie qui s’adapte parfaitement à la caractérisation des niveaux profonds dans ces matériaux semi-isolants est la technique PICTS (Photo-Induced Current Transient Spectroscopy). C’est cette technique que nous avons utilisé pour déterminer les paramètres physiques des niveaux profonds dans CdZnTe. La deuxième partie porte sur l’étude de la dégradation des paramètres caractéristiques de sortie des photopiles solaires à base de GaAs et Si (Icc, Voc, I(Φ)/I(0) et Voc(Φ)/Voc(0). Ces cellules sont conçues pour fonctionner aux basses températures et sous faibles illuminations (L.I.L.T.). Cette dégradation est étudiée en fonction de la température et de la dose d’irradiation reçue sous illumination la détermination des paramètres physiques (E,) des centres de recombinaison de ces photopiles est faite à l’obscurité en fonction de la dose d’irradiation à température ambiante. Les techniques de caractérisation utilisées dans cette partie sont : courant-Tension (I-V) et Capacité-Tension (C-V).