Soutenance de thèse de Cyril Oliver le 12 décembre

Cette thèse présente la conception d’un équipement pour le dopage bore de cellules photovoltaïques et ses applications. Un four de diffusion a été développé afin de tirer profit du procédé LYDOP® (Leaktight Yield Doping), breveté par la société Semco Engineering. Ce dernier utilise la régulation sous basse pression à partir d’une source dopante gazeuse (BCl3) afin d’effectuer le dopage bore sur un ensemble de plaques de silicium simultanément.

Ce procédé innovant permet de réduire l’espacement entre les plaques et ainsi d’augmenter les capacités de production de l’équipement. Cet équipement répond à une attente industrielle afin de proposer une solution de formation des émetteurs p+ dans la fabrication des cellules photovoltaïques à partir du silicium de type n.  Son développement a été mené tout au long de cette thèse par l’étude des principaux paramètres influençant le dopage et au travers d’une application sur cellules. !
Cette étude a permis d’obtenir un dopage très uniforme sur plaque et sur nacelle par l’ajustement des principaux paramètres de la diffusion. Une large gamme de résistances carrées d’émetteurs (de 40 à 100 Ω/sq) a été obtenue avec des uniformités inférieures à 5% sur plaque et sur nacelle. Le développement du procédé de dopage bore a conduit au développement de cellules photovoltaïques sur silicium multicristallin de type n. Moins couteux que son homologue monocristallin, ce dernier nous a été fourni dans le cadre d’un projet réunissant les compétences de plusieurs partenaires. Le but étant d’obtenir un procédé industriel simple de fabrication d’une cellule équivalent à celui existant sur silicium de type p. Différentes solutions sont présentées pour la formation de l’émetteur bore sur une seule face : masquage (SiNx, SiO2), dopage back-to-back (dos à dos) ou gravure chimique. Deux procédés de fabrication (flowcharts) sont ég!
alement développés pour la réalisation de cellules photovol!
taïques
: le premier est obtenu par gravure de l’émetteur en face arrière à l’hydroxyde de potassium (KOH), la seconde en effectuant le dopage des cellules en position back-to-back. Dans les deux cas, le nitrure est utilisé comme barrière à la diffusion phosphore (pour la formation du BSF) et comme couche antireflet. Des rendements de 13,2% et 14,4% ont été obtenus respectivement pour chacune de ces flowcharts. Ces résultats permettent de démontrer l’utilisation du procédé bore comme solution à la formation des émetteurs p+ mais les rendements restent limités par les autres étapes de fabrication : passivation et métallisation.