Contribution à l'étude des phénomènes de recombinaison et de passivation des défauts par diffusion de cuivre et d'aluminium dans du silicium polycristallin

Abstract

Le silicium polycristallin moulé est un matériau dont les propriétés électroniques sont affectées par la présence de défauts cristallins (joints de grains, dislocations, macles, fautes d’empilement...), qui peuvent être décorés par des impuretés (le plus souvent par l’oxygène). Le présent travail, établit une corrélation entre la variation des propriétés électroniques globales et locales (longueur de diffusion, vitesse de recombinaison interfaciale des joints, mobilité, photocourants…) et les variations de densités de défauts ou de concentration d’impuretés. Comme ces défauts sont toujours présents dans ce type de matériau (par suite de la solidification relativement rapide), leur passivation est d’un grand intérêt pour les applications du matériau, en particulier pour la conversion photovoltaïque. Des diffusions à basse température, via les défauts d’impuretés métalliques comme le cuivre et l’aluminium sont capables d’améliorer sensiblement les longueurs de diffusion. Il apparaît que le cuivre peut améliorer des matériaux contenant beaucoup d’oxygène ( ≃ 10¹⁸ cm⁻³) et que l’aluminium agit principalement sur les dislocations dont il neutralise l’activité recombinante. Les améliorations obtenues sont stables pendant deux ans au moins. Ces améliorations sont particulièrement mises en évidence et localisées par le tracé des images EBIC et LBIC associées aux macrophotographies.