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Etude des mécanismes d'oxydation et de frittage de poudres de silicium en vue d'applications photovoltaïques
| Content Provider | Semantic Scholar |
|---|---|
| Author | Lebrun, Jean-Marie |
| Copyright Year | 2012 |
| Abstract | La conversion photovoltaique presente de nombreux avantages. Actuellement, les technologiesbasees sur l’elaboration de wafers de silicium cristallins dominent le marche, mais sont responsablesde pertes de matieres importantes, tres nefastes au cout de production des cellules. Le defi a releverest donc la realisation de materiaux bas couts en silicium par un procede de metallurgie des poudres.Cependant, le frittage du silicium est domine par des mecanismes de grossissement de grains quirendent la densification difficile par frittage naturel. Dans la litterature, l’identification de cesmecanismes est sujette a controverse. En particulier, le role de la couche d’oxyde natif (SiO2) a lasurface des particules de silicium reste inexplore. Dans ce manuscrit, l’influence de l’atmosphere surla reduction de cette couche de silice au cours du frittage est etudiee par analysethermogravimetrique. Les cinetiques de reduction sont en accord avec un modele thermochimiqueprenant en compte, les quantites d’oxygene initialement presentes dans poudre, la pression partielleen especes oxydantes autour de l’echantillon et l’evolution de la porosite du fritte. Pour la premierefois, des donnees experimentales permettent de montrer que la couche de silice inhibe legrossissement de grain. Des nouveaux procedes, bases sur un controle de l’atmosphere enmonoxyde de silicium (SiO(g)) autour de l’echantillon, sont alors proposes afin de maitriser la stabilitede cette couche. Bien que la couche d’oxyde retarde les cinetiques de diffusion en volume, sonmaintien a des temperatures de 1300 – 1400 °C permet d’ameliorer significativement la densification.Dans ces conditions, le comportement au frittage du silicium peut etre separe en deux etapes,clairement mises en evidences par la presence de deux pics de retrait sur les courbes de dilatometrie.Ce resultat est inhabituel compte tenu de l’aspect monophase du materiau etudie. Cependant, il peutetre explique a l’aide d’un modele cinetique de frittage, base sur des simplifications geometriques enaccord avec l’evolution microstructurale du materiau. |
| File Format | PDF HTM / HTML |
| Alternate Webpage(s) | https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00800514v2/document |
| Alternate Webpage(s) | https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00800514/file/29291_LEBRUN_2012_archivage.pdf |
| Language | English |
| Access Restriction | Open |
| Content Type | Text |
| Resource Type | Article |
