Optimisation du profil de distribution du phosphore dans les cellules solaires à base de silicium cristallin

Abstract

La diffusion du phosphore dans le silicium cristallin n’échappe pas aux règles générales de la diffusion, qui partent des énoncés édictés par Fick et toujours valables à nos jours. Bien que la résolution analytique est simple et fructueuse dans certains cas, elle ne l’est pas dans le cas général, où beaucoup de paramètres entre en jeu et influent d’une façon remarquable et non négligeable sur le procédé de diffusion. Dans ces cas, le recours à la modélisation s’avère inévitable. Dans ce travail nous nous sommes inspirés du modèle PLS inclus dans le simulateur Athena de Silvaco, et nous avons essayé de voir l’influence du changement de tous les paramètres, non seulement sur l’étape de la diffusion de l’émetteur des cellules solaires, mais d’une façon globale sur les paramètres électriques de la cellule solaire photovoltaïque. La simulation a montré que le profil final de dopant ayant diffusé dans le silicium est fortement conditionné par les paramètres reliés à la surface. En outre, on a obtenu des profils très différents lorsque la concentration de surface est faible ou très forte. Deux effets importants doivent impérativement être pris en compte en présence d’un gradient de dopant, le premier est la température et le second est l’influence du temps de diffusion. Les profils obtenus par simulation mettent clairement en évidence ces effets. Cependant, la diffusion du phosphore dans notre cas est reliée à la formation de l’émetteur dans la cellule solaire, ce qui nous a dirigés vers une simulation d’une cellule solaire en faisant varier les différents paramètres influençant la diffusion.