Recuit laser de cellules solaires fonctionnant sous concentration

La résistance série élevée des cellules conventionnelles au silicium rend leur fonctionnement difficile sous concentration. Nous montrons ici que l'irradiation de la couche superficielle diffusée par un faisceau laser pulsé de grande intensité permet de réduire notamment la résistance série, de sorte que des rendements de conversion de 15 % sous 30 soleils et de 12,5 % sous 100 soleils (10 W/cm2) sont prévus par le calcul

ETUDE PAR MICROSCOPIE ELECTRONIQUE DE LA DIFFUSION INDUITE PAR LASER

Une étude du phénomène de diffusion induite par faisceau laser de différents dopants dans le silicium est menée par Microscopie Electronique. Des points communs sont établis entre les résultats obtenus par cette méthode et par implantation (concentration maximum en solution solide, coefficient de ségrégation, apparition d'instabilités, ...). Les paramètres expérimentaux sont choisis (épaisseur déposée, type de dopant, énergie du laser, ...) de manière à favoriser la bonne intégration du dopant dans la matrice, ou, au contraire, l'apparition de cellules de ségrégation dues aux instabilités de l'interface solide-liquide. L'étude porte sur quatre dopants (Sb, Ga, Bi, In), pour différentes épaisseurs déposées (50 à 150 A). Les résultats donnés par Microscopie sont en bon accord d'une part avec les résultats RBS, et d'autre part avec un modèle développé pour la diffusion induite par laser

SOLUBILITY LIMIT OF DOPANTS IN SILICON IRRADIATED BY RUBY LASER

The solubility of several dopants (Sb, Ga, Bi, In) in laser treated silicon has been investigated. The dopants were introduced by vacuum deposition followed by a ruby laser irradiation. Their solubility was determined by Rutherford backscattering spectrometry measurements in channeling and random conditions. In all cases a solubility limit Cmℓ higher than the equilibrium solubility was found and a simple correlation with the equilibrium distribution coefficient kO could be established : Cmℓ = 8.6 × 1021 k0.51O cm-3

PULSED LASER AND ELECTRON BEAM INDUCED DIFFUSION OF ANTIMONY IN SILICON

The aim of this work is to compare the diffusion into silicon of a thin film (~ 100 Å) of deposited antimony induced either by a pulsed laser irradiation or electron beam and to interpret the different experimental behaviours as observed by Rutherford backscattering spectrometry, by using the calculated temperature distributions obtained by solving the heat flow equation for the two different annealing processes

Instability of the rhodium magnetic moment as origin of the metamagnetic phase transition in alpha-FeRh

Based on ab initio total energy calculations we show that two magnetic states of rhodium atoms together with competing ferromagnetic and antiferromagnetic exchange interactions are responsible for a temperature induced metamagnetic phase transition, which experimentally is observed for stoichiometric alpha-FeRh. A first-principle spin-based model allows to reproduce this first-order metamagnetic transition by means of Monte Carlo simulations. Further inclusion of spacial variation of exchange parameters leads to a realistic description of the experimental magneto-volume effects in alpha-FeRh.Comment: 10 pages, 13 figures, accepted for publication in Phys. Rev.

FABRICATION OF HIGH EFFICIENCY SILICON SOLAR CELLS BY LASER INDUCED DIFFUSION

La diffusion de films minces (~ 50 Å) d'antimoine, déposés sur des substrats cristallins de silicium, a été induite au moyen d'un laser YAG à taux élevé de répétition (5KHz), délivrant à la longueur d'onde de 0,53 micron, des impulsions dont la durée est de 100 ns, à une énergie de 2 J/cm2. Le faisceau de 100 microns de diamètre est balayé afin de traiter de grandes surfaces. Les propriétés des jonctions ainsi obtenues, ont été analysées et leurs caractéristiques photovoltaïque mesurées pour des conditions AM1 d'illumination. Les résultats montrent que l'utilisation d'un laser pulsé et balayé permet de préparer des cellules solaires de grande surface qui présentent des efficacités de conversion comprises entre 15 e t 16%.The diffusion of thin films (~ 50 Å) of antimony, deposited on single crystalline silicon, has been induced by irradiating the wafers with a high repetitive (5KHz) CW pumped YAG laser emitting at 0.53 micron wavelength pulses of 100 ns duration at an energy of 2 J/cm-2. The 100 microns in diameter spots are scanned over large areas with controlled pulse overlapping by a microprocessor set-up. The properties of the laser processed junctions have been analyzed and their photovoltaic characteristics determined under AM1 illumination conditions. The results demonstrate that the use of scanned overlapping laser pulses allows to prepare large area solar cells, which present efficiencies between 15 and 16%

Caractéristiques courant-tension de jonctions P-N fabriquées par traitement laser

The aim of this paper is to analyse the current-voltage characteristics of P-N junctions prepared on silicon by pulsed laser melting. Their properties shall be compared to those of classical thermal diffused diodes. The observed modifications are attributed first to the creation of defects in space charge region as well as at the surface of the treated layers, secondly to the formation of supersaturated solid solutions which present high densities of electrically active carriers.Le but de ce travail est d'analyser les caractéristiques courant-tension des jonctions P-N fabriquées dans du silicium au moyen d'impulsions laser brèves et de fortes puissances permettant de fondre superficiellement le silicium et de les comparer aux propriétés des diodes préparées par diffusion thermique classique. L'origine des modifications observées est attribuée d'une part à la création de défauts dans la zone de charge d'espace et à la surface des échantillons par l'impulsion laser, d'autre part à la constitution de solutions solides sursaturées, caractérisées par une densité très élevée de porteurs électriquement actifs