Cadre du stage :

Dans le cadre de ses activités, le SMCP (Service des Matériaux et Cellules Photovoltaïques) travaille, entre autres, sur la cristallisation du silicium pour applications photovoltaïques. La qualité des lingots de silicium est dépendante de la pureté du silicium mais aussi de la qualité cristalline et en particulier de la densité de dislocation. Les thématiques de recherche de solidification du silicium visent donc en particulier à réduire la densité de dislocations par des modifications des équipements, des procédés ou des matériaux utilisés. Pour réduire la densité de dislocation dans de tels lingots, la caractérisation des dislocations présentes est primordiale pour quantifier mais aussi pour identifier leurs sources et la nature des phénomènes physiques impliqués. La combinaison de techniques de caractérisation variées permet la localisation, le comptage (révélation chimique) et l’identification des dislocations (TEM).

Travail demandé :

L’objectif du stage consiste à mettre au point une technique de visualisation des dislocations décorées par du cuivre par optique en transmission infra-rouge. L’avantage présumé de cette technique est la visualisation de la ligne de dislocation prise individuellement de manière à observer dans le volume du silicium sa géométrie. Cette technique volumique est très adaptée à l’identification précise de la géométrie des dislocations, porteuse d’information sur leurs natures et leurs lieux de naissance. De plus, la visualisation volumique des dislocations peut permettre de nouvelles interprétations sur les causes de présence des défauts cristallins observés dans les lingots de silicium obtenus par solidification dirigée. Après une phase de mise au point de la technique de décoration des dislocations par le cuivre, les résultats seront comparés à ceux obtenus par révélation chimique et par TEM.
Les différentes étapes du stage s’organiseront de la façon suivante :
1. Mener une étude bibliographique sur cette thématique,
2. Mise au point de la technique de décoration des dislocations par le cuivre
3. Mise au point de l’imagerie par IR
4. Evaluation de la technique pour la caractérisation d’échantillons de silicium disloqués.
5. Comparatif avec les techniques complémentaires (révélations chimiques et analyses par microscopie en transmission)
Pour mener à bien les travaux, le stagiaire devra faire preuve de rigueur, de motivation et d’analyse. Le stagiaire devra également présenter de bonnes connaissances pluridisciplinaires en physique du solide, physico-chimie des Matériaux et ainsi qu’un gout pour l’expérimentation en caractérisations variées.

Compétences souhaitées :

Physico-chimie des Matériaux, physique du solide

Date de début souhaitée et durée :

Février 2014 - 6 mois