Etude de la diffusion du bore et de la passivation des défauts dans les cellules solaires au silicium type N à haut rendement.

Abstract

La formation de l’émetteur pour la création de la jonction p-n est une étape cruciale et déterminante durant le processus industriel de fabrication des cellules solaires conventionnelles. Cet émetteur est obtenu habituellement dans un four de diffusion thermique sous des conditions minutieusement contrôlées afin d’assurer à la fois une bonne passivation de surface et en même temps de donner aux contacts formés par sérigraphie leur aspect ohmique. L'objectif de ce travail est de définir les conditions optimales pour l’obtention d’un profil de dopage bore capable d’assurer un compromis entre une concentration élevée favorisant la métallisation avec une meilleure collecte des porteurs et une basse concentration limitant la formation d’une couche riche en bore connue sous le nom de la « BRL ». Le dispositif expérimental dans cette étude est un four industriel de dopage bore à partir d’une source gazeuse (BCl3). Il s’agit du four Lydop® développé et breveté par la société Semco Engineering (Montpellier). Ce procédé innovant opère à basse pression, et permet d’augmenter les volumes de production tout en limitant la consommation des gaz de diffusion. Notre travail, porte sur une modélisation par les codes Athena et Atlas de Silvaco® a permis d’évaluer l’influence des paramètres de dopage (temps, pression, température et concentration de surface) sur les caractéristiques électriques des cellules formées. Le modèle développé sous Silvaco® a mis en évidence l’importance de l’outil de simulation dans l’évaluation de l’influence de la température et dans l’optimisation du profil de dopage final. Le dépôt d’une couche diélectrique sur les faces avant assure une bonne passivation. On s’est focalisé sur l’optimisation optique de l’empilement Al2O3/SiN afin d’assurer une bonne passivation de l’émetteur bore et une faible réflectivité.