Effet des traitements thermiques sur le comportement électrique des couches de silicium polycristallin pour des applications photovoltaïques

Effect of the heat treatments on the electrical behavior of polycrystalline silicon films for photovoltaic applications

Laboratoire des semi-conducteurs, département de physique, faculté des sciences, Université Badji-Mokhtar, BP 12, 23000 Annaba, Algérie
e-mail: zbeddiaf@gmail.com

Reçu : 22 Février 2011
Accepté : 1 Décembre 2011

Résumé

La puissance débitée par les systèmes solaires ne cesse d’augmenter, soit par l’amélioration du rendement de conversion, soit par la multiplication des techniques de fabrication des photopiles solaires. Devant l’offre de fortes sources d’énergies conventionnelles à des prix relativement bas, l’utilisation du silicium polycristallin aboutit aux cellules polycristallines à faible coût de production. Cependant, les paramètres photovoltaïques de ce type de cellules sont affectés par l’existence des joints de grains et la ségrégation des impuretés à leurs niveaux. Ceci nous a ammené à nous intéresser dans le cadre de ce travail à l’influence des traitements thermiques sur le comportement électrique des couches de silicium polycristallin destinées à des applications photovoltaïques. Les résultats obtenus ont montré que les couches dopées arsenic sont plus résistives que celles dopées bore, et que les traitements thermiques réduisent le nombre de porteurs piégés et la quantité d’atomes de dopant aux joints de grains. D’autre part, cette étude nous a permis de constater que l’élévation de la température des traitements thermiques favorise l’augmentation de la conductivité électrique. De plus, la conductivité électrique dans des couches dopées bore est plus élevée que celle dans des couches dopées arsenic.

Abstract

The power produced by the solar systems keeps increasing, either by the improvement of the conversion efficiency, or by the multiplication of the solar cells fabrication techniques. In front of the offer of the strong sources of the conventional energies at relatively low price, the use of the polycrystalline silicon leads to polycrystalline cells with low production cost. However the photovoltaic parameters of this type of cells are affected by the existence of the grain boundaries (G.B) and the segregation of impurities in the G.B. This has led us in the framework of this study to get interested in the effect of the heat treatments on the electrical behavior of the polycrystalline silicon films destined to photovoltaic applications. The obtained results have shown that the arsenic doped films are more resistive than the bore doped films, and that the heat treatments reduce the number of the trapped carriers and the quantity of the dope atoms at the grains boundaries. On the other hand this study has allowed us to establish that the rise of the heat treatments favors the increase of the electrical conductivity. In addition the electrical conductivity in bore doped films is higher than the arsenic doped films.