Note publique d'information : Ce travail s'inscrit dans le cadre de l'évolution de la méthode dite E.P.R (Electron
Poudre Ruban) qui utilise une ligne de fusion pour l'élaboration des rubans de silicium
polycristallin, destinés à la fabrication des cellules solaires. Il est donc nécessaire
qu'un suivi de caractérisation accompagne l'élaboration pour obtenir des substrats
de bonne qualité mécanique et électrique. Les conditions de croissance de ces rubans
conduisent à des structures de grains et de joints de grains présentant un taux de
défauts plus ou moins élevé; la qualité cristalline apparaît décroissante du centre
vers le bord des rubans; les défauts intra granulaires sont constitués de dislocations
et de micro macles: la densité de dislocations varie de 10+4 à 1()+7 /cm2; les défauts
inter granulaires sont les plus souvent des dislocations et des défauts d'empilement.
L'étude de texture faite par diffraction X, pour déterminer les orientations cristallographiques
des grains dans les rubans E.P.R, montre que la méthode de tirage induit une cristallisation
non isotrope dès le premier passage de la zone fondue. Sur les pré-rubans, les orientations
(110) et (331) apparaissent majoritaires, ce qui se confirme après le second passage
de la zone fondue. Cette analyse complétée par une étude ECP sur les grains de plus
grandes dimensions montre pour ces derniers une dominance d'orientation (111). L'utilisation
d'un germe initial de croissance de taille (111) favorise donc le grossissement des
grains possédant cette orientation tout en augmentant leur nombre. Les caractérisations
cristallographique et électrique respectivement par MET et EBIC-LBIC, montrent que
les joints de grains sont en position de macles; les uns au centre, constitués par
des interfaces à indices de coïncidence exacts conduisent à une diminution de 25%
du photo-courant à leur niveau, les autres sur le bord à indices cristallographiques
non définis, sont plus actifs provoquant une diminution de 62% du photo-courant; la
vitesse de recombinaison des minoritaires est de l'ordre de 10+4 cm/s. Les analyses
SIMS montrent la ségrégation de l'oxygène et du carbone au niveau des joints de grains.
La concentration d'oxygène reste comprise entre 10+19 at/cm3 en surface et 10+17 at/cm3
en volume;
Note publique d'information : [This work is relative to the crystallographic structure study of the polycrystalline
silicon ribbon elaborated with the EPR method (Electron Powder Ribbon). The growth
condition lead to grain and grain boundaries structure showing a hight defect density;
the intra granular defect are constituted by a dislocation and micro-twins and the
the dislocation density is between 10exp4 and 10 exp7/cm². The inter granular defects
are mostly dislocations and stacking faults. The grain crystallographic orientations
analysis by X diffraction show that the EPR pulling method induces a non isotropic
crystallization and some majority orientations appear such as 110 and 331. Moreover,
a study by ECP method relatively to the more large grains indicates a majority (111)
orientation. A (111) starting growth seed promotes this last orientation. The crystallographic
and electrical characterisation respectively by MET and EBIC-LBIC methods indicate
that the grain boundaries appear frequently as twins. The middle one constituted by
interfaces with exact coincidence index lead to a 25 % reduction of the photocurrent;
the other one, near the sample side with no defined index show a high electrical activity
which reduces the photocurrent to 52 %. The recombination velocity of the minority
carriers is of the order of 10exp4 cm/s and the diffusion length between 18 and 35
m. Lastly, the SIMS analysis show high concentrations of carbon and oxygen atoms,
respectively of 10exp7 and 10exp18 at/cm3.]