Cristallogenèse en configuration de Bridgman : purification du silicium PV par vibrations à hautes fréquences

Abstract

Dans ce travail, on s’intéresse à l’étude de l’effet des vibrations hautes fréquences sur la ségrégation des impuretés contenues dans un bain de silicium fondu, que l’on souhaite purifier afin d’élaborer des lingots de silicium photovoltaïque de bonne qualité. Selon l'orientation des vibrations, l'écoulement du bain fondu peut être stabilisé ou amplifié, affectant ainsi le taux des impuretés dans le lingot produit. Pour permettre une purification efficace du silicium PV, on se doit d’améliorer la convection thermique au niveau de l’interface solide/liquide puisque le rejet des impuretés dans la phase liquide au cours de la solidification dirigée est le facteur principal de l’apparition d’une couche limite solutale le long de cette interface. Dans le cas d’un transport convectif important, l’épaisseur d’une couche limite solutale au niveau de l’interface diminue. Par conséquent, l’augmentation de la vitesse du fluide à côté de l'interface de croissance favorise la ségrégation des impuretés de l’interface vers le cœur du bain fondu. L’effet des directions et intensités des vibrations sur les concentrations d’impuretés dans le silicium liquide durant la solidification est étudiée.