Etude Des Mécanismes De Transport De L'hydrogène Dans A-si : H Pendant Le Dépôt Et Sous Éclairement

Résumé: Cette thèse porte sur l'étude par ellipsométrie et spectroscopie de masse du transport de l'hydrogène dans le silicium amorphe hydrogéné (a-Si:H). L'objectif est de mettre en lumière le rôle de l'hydrogène dans la cristallisation du a-Si:H et dans sa dégradation sousCette thèse porte sur l'étude par ellipsométrie et spectroscopie de masse du transport de l'hydrogène dans le silicium amorphe hydrogéné (a-Si:H). L'objectif est de mettre en lumière éclairement, ce qui présente un intérêt primordial pour l'optimisation des dispositifs photovoltaïques. La première partie est consacrée au rôle de l'hydrogène dans l'effet Staebler-Wronski. Nos résultats montrent que l'hydrogène sort de la couche sous illumination et que la diffusion de l'hydrogène sous éclairement est un effet à longue portée. La sortie de l'hydrogène s'accompagne de modifications qui dépendent de la structure du matériau : i) relaxation et densification du a-Si:H, ii) accumulation de l'hydrogène à la surface des cristallites dans le cas d'un matériau nanostructuré (pm-Si:H). Dans la seconde partie, nous avons exposé des couches a-Si:H à un plasma d'hydrogène. Dans le cas d'un réacteur avec des parois propres, ceci conduit à la diffusion de l'hydrogène dans la couche et à sa gravure. Dans le cas de parois couvertes de a-Si:H, nous avons observé, en plus de la diffusion de l'hydrogène dans le a­Si:H, le dépôt d'une couche de mue c-Si:H par transport chimique, et la cristallisation du a-Si:H de départ sur une épaisseur de 10 nm. Qui plus est, la cristallisation est accompagnée d'une sortie de l'hydrogène du matériau, malgré son exposition au plasma d'hydrogène. La sortie de l'hydrogène peut s'expliquer par la dérive de l'hydrogène sous l'effet du champ électrique généré à l'interface entre la couche microcristalline et le a-Si:H de départ.

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