Il ressort de cette analyse bibliographique que les mécanismes d’apparition des défauts cristallins dans le Si monolike ne sont pas encore bien compris. En particulier, il n’est pas clairement établi si l’origine des défauts de type dislocations ou sous-joints est principalement la contrainte thermomécanique créée lors du refroidissement du lingot solide, ou si ces défauts résultent de phénomènes liés à la solidification. Un des objectifs de ce travail est d’examiner cette question. Pour cela, les données de la bibliographie concernant les contraintes thermomécaniques seront affinées, en réalisant des simulations par éléments finis à l’aide d’un code développé à l’INES. Nous nous intéresserons ensuite à la caractérisation et à la répartition spatiale des différents défauts présents dans les lingots, en développant des techniques d’observation des défauts sur pleine plaque. Par ailleurs, des caractérisations par MET permettront d’investiguer les interactions des défauts entre eux, ce qui est très rarement entrepris dans la bibliographie. En particulier, des mesures de mobilité de dislocations à hautes température seront effectuées par MET in-situ, pour déterminer le libre parcours moyen des dislocations dans le matériau de cette étude. Il est attendu, du croisement de ces différentes approches, une meilleure description des mécanismes d’apparition des défauts cristallins lors de l’élaboration du lingot, dans l’objectif, à terme, de maîtriser ces mécanismes, pour accroître la qualité cristalline du matériau.
Chapitre I
42
Bibliographie
[Abbaschian08] R. Abbaschian, and R.E. Reed-Hill, Cengage Learning (2008).
[Alexander69] H. Alexander, and P. Haasen, , in: Solid State Physics. Elsevier, pp. 27– 158 (1969).
[Amaral De Oliveira16] V. Amaral De Oliveira, Thèse, (Grenoble, France) (2016).
[Bauer16] J. Bauer, A. Hahnel, P. Werner, N. Zakharov, H. Blumtritt, et al., IEEE J. Photovolt. 6, 100–110 (2016).
[Black12] A. Black, J. Medina, A. Piñeiro, and E. Dieguez, J. Cryst. Growth 353, 12–16 (2012).
[Boley12] B.A. Boley, and J.H. Weiner, Courier Corporation (2012).
[Buonassisi06] T. Buonassisi, A. Istratov, M. Pickett, M. Marcus, T. Ciszek, et al., Appl. Phys. Lett. 89, 042102 (2006).
[Cahn06] J.W. Cahn, Y. Mishin, and A. Suzuki, Acta Mater. 54, 4953–4975 (2006). [Caillard03] D. Caillard, and J.-L. Martin, , Pergamon materials seriesPergamon, (Amsterdam ; Boston, Mass) (2003).
[Carrez17] P. Carrez, A.M. Goryaeva, and P. Cordier, Sci. Rep. 7, 17640 (2017).
[Chen05] J. Chen, T. Sekiguchi, R. Xie, P. Ahmet, T. Chikyo, et al., Scr. Mater. 52, 1211–1215 (2005).
[X.J. Chen08] X.J. Chen, S. Nakano, L.J. Liu, and K. Kakimoto, J. Cryst. Growth 310, 4330–4335 (2008).
[X. J. Chen08] X.J. Chen, S. Nakano, L.J. Liu, and K. Kakimoto, J. Cryst. Growth 310, 4330–4335 (2008).
[Chen10] X. Chen, S. Nakano, and K. Kakimoto, J. Cryst. Growth 312, 3261–3266 (2010).
[Christian95] J.W. Christian, and S. Mahajan, Prog. Mater. Sci. 39, 1–157 (1995). [Ciftja14] A. Ciftja, and G. Stokkan, (2014).
[Coutanson08] S. Coutanson, (2008).
[Czochralski18] J. Czochralski, Z Phys Chem 219–221 (1918).
[Dashevsky76] M.Y. Dashevsky, A.M. Eidenson, N.I. Kazimirov, and M.A. Khatsernov, Krist. Tech. 11, 775–781 (1976).
[Dash56] W.C. Dash, J. Appl. Phys. 27, 1193 (1956). [Dash59a] W.C. Dash, J. Appl. Phys. 30, 459 (1959). [Dash59b] W.C. Dash, J. Appl. Phys. 30, 459 (1959).
[Duffar14] T. Duffar, C.T. Nwosu, I.M. Asuo, J. Muzy, N.D.Q. Chau, et al., J. Cryst. Growth 401, 404–408 (2014).
[Dutartre89] D. Dutartre, Mater. Sci. Eng. B 4, 211–216 (1989).
[Eidenson75] A.M. Eidenson, and M.Y. Dashevsky, Krist. Tech. 10, 681–693 (1975). [Elsner97] J. Elsner, R. Jones, P. Sitch, V. Porezag, M. Elstner, et al., Phys. Rev. Lett. 79, 3672 (1997).
[Fang13] H.S. Fang, Y.Y. Pan, L.L. Zheng, Q.J. Zhang, S. Wang, et al., J. Cryst. Growth
363, 25–32 (2013).
[Flemings74] M.C. Flemings, Metall. Trans. 5, 2121–2134 (1974).
[Fortin16] G. Fortin, V. Amaral De, Oliveira, D. Camel, and E. Pihan, . 20160122897 (2016).
Chapitre I
43 [Frank50] F. Frank, and W. Read, , in: Symposium on the Plastic Deformation of Cristalline Solids (Pittsburgh Report). p. 150 (1950).
[Fujiwara12] K. Fujiwara, Int. J. Photoenergy 2012, 1–16 (2012).
[Fujiwara07] K. Fujiwara, K. Maeda, N. Usami, G. Sazaki, Y. Nose, et al., Scr. Mater. 57, 81–84 (2007).
[Fujiwara06a] K. Fujiwara, W. Pan, N. Usami, K. Sawada, M. Tokairin, et al., Acta Mater. 54, 3191–3197 (2006).
[Fujiwara06b] K. Fujiwara, W. Pan, N. Usami, K. Sawada, M. Tokairin, et al., Acta Mater. 54, 3191–3197 (2006).
[Gallagher52] C. Gallagher, Phys. Rev. 88, 721 (1952).
[Gallien14] B. Gallien, T. Duffar, and J.P. Garandet, J. Cryst. Growth 390, 125–128 (2014).
[Gao15] B. Gao, K. Jiptner, S. Nakano, H. Harada, Y. Miyamura, et al., J. Cryst. Growth
411, 49–55 (2015).
[Gao13] B. Gao, and K. Kakimoto, J. Cryst. Growth 384, 13–20 (2013).
[Gao16] B. Gao, S. Nakano, H. Harada, Y. Miyamura, and K. Kakimoto, J. Cryst. Growth (2016).
[Bing Gao12a] B. Gao, S. Nakano, H. Harada, Y. Miyamura, T. Sekiguchi, et al., Cryst. Growth Des. 12, 5708–5714 (2012).
[B. Gao12] B. Gao, S. Nakano, H. Harada, Y. Miyamura, T. Sekiguchi, et al., J. Cryst. Growth 352, 47–52 (2012).
[Bing Gao12b] B. Gao, S. Nakano, and K. Kakimoto, Cryst. Growth Des. 12, 522–525 (2012).
[Garandet89] J.P. Garandet, J. Cryst. Growth 96, 680–684 (1989). [George79] A. George, J. Phys. Colloq. 40, C6–133–C6–137 (1979).
[George72] A. George, C. Escaravage, G. Champier, and W. Schröter, Phys. Status Solidi B 53, 483–496 (1972).
[Gottschalk83] H. Gottschalk, J. Phys. Colloq. 44, C4–69 (1983).
[Hirth92] J.P. Hirth, and J. Lothe, Krieger Publishing Company, (Malabar, Fla) (1992). [Hosseinian16] E. Hosseinian, M. Legros, and O.N. Pierron, Nanoscale 8, 9234–9244 (2016).
[Hu15] D. Hu, S. Yuan, L. He, H. Chen, Y. Wan, et al., Sol. Energy Mater. Sol. Cells
140, 121–125 (2015).
[Hull07] D. Hull, and D.J. Bacon, , Materials scienceButterworth-Heinemann, (Oxford) (2007).
[Hull99] R. Hull, , EMIS datareviews seriesINSPEC, the Institution of Electrical Engineers (1999).
[Hurle04] D.T.J. Hurle, and P. Rudolph, J. Cryst. Growth 264, 550–564 (2004). [Imai83] M. Imai, and K. Sumino, Philos. Mag. A 47, 599–621 (1983).
[Indenbom79] V.L. Indenbom, Krist. Tech. 14, 493–507 (1979). [IRTPV15] IRTPV, (2015).
[IRTPV17] IRTPV, (2017).
[Jay14] F. Jay, D. Muñoz, T. Desrues, E. Pihan, V. Amaral de Oliveira, et al., Sol. Energy Mater. Sol. Cells 130, 690–695 (2014).
[Jenkins95] T.E. Jenkins, Prentice-Hall (1995).
[Jiptner14] K. Jiptner, B. Gao, H. Harada, Y. Miyamura, M. Fukuzawa, et al., J. Cryst. Growth 408, 19–24 (2014).
Chapitre I
44
[Johnson85] S.M. Johnson, and K.C. Yoo, Mater. Lett. 3, 419–424 (1985).
[Jouini12] A. Jouini, D. Ponthenier, H. Lignier, N. Enjalbert, B. Marie, et al., Prog. Photovolt. Res. Appl. 20, 735–746 (2012).
[Kaminski04] A. Kaminski, O. Breitenstein, J.P. Boyeaux, P. Rakotoniaina, and A. Laugier, J. Phys. Condens. Matter 16, S9–S18 (2004).
[Kivambe12] M.M. Kivambe, T. Ervik, B. Ryningen, and G. Stokkan, J. Appl. Phys. 112, 103528 (2012).
[Klapper00] H. Klapper, Mater. Chem. Phys. 66, 101–109 (2000). [Koehler52] J.S. Koehler, Phys. Rev. 86, 52–59 (1952).
[Kohyama87] M. Kohyama, Phys. Status Solidi B 141, 71–83 (1987). [Kohyama02] M. Kohyama, Model. Simul. Mater. Sci. Eng. 10, R31 (2002). [Kubin13] L. Kubin, Oxford University Press (2013).
[Kuroda74] T. Kuroda, and A. Ookawa, J. Cryst. Growth 24-25, 403–406 (1974).
[Kutsukake13] K. Kutsukake, N. Usami, Y. Ohno, Y. Tokumoto, and I. Yonenaga, Appl. Phys. Express 6, 025505 (2013).
[Lan17] C. Lan, A. Lan, C. Yang, H. Hsu, M. Yang, et al., J. Cryst. Growth 468, 17–23 (2017).
[Liu15] L. Liu, Q. Yu, X. Qi, W. Zhao, and G. Zhong, Appl. Therm. Eng. 91, 225–233 (2015).
[Lu11] Z. Lu, and S. Kimbel, J. Cryst. Growth 318, 193–195 (2011).
[Ma12] W. Ma, G. Zhong, L. Sun, Q. Yu, X. Huang, et al., Sol. Energy Mater. Sol. Cells
100, 231–238 (2012).
[Mendelson64] S. Mendelson, J. Appl. Phys. 35, 1570 (1964).
[Miyamura14] Y. Miyamura, H. Harada, K. Jiptner, J. Chen, R.R. Prakash, et al., J. Cryst. Growth 401, 133–136 (2014).
[Möller11] H.J. Möller, C. Funke, D. Kreßner-Kiel, and S. Würzner, Energy Procedia 3, 2–12 (2011).
[Möller99] H.J. Möller, L. Long, M. Werner, and D. Yang, Phys. STATUS SOLIDI Appl. Res. 171, 175–190 (1999).
[Mompiou12] F. Mompiou, D. Caillard, M. Legros, and H. Mughrabi, Acta Mater. 60, 3402–3414 (2012).
[Müller97] P. Müller, H. Zogg, A. Fach, J. John, C. Paglino, et al., Phys. Rev. Lett. 78, 3007 (1997).
[Nabarro47] F. Nabarro, Proc. Phys. Soc. 59, 256 (1947).
[Naerland09] T.U. Naerland, L. Arnberg, and A. Holt, Prog. Photovolt. Res. Appl. 17, 289–296 (2009).
[Nakajima12] K. Nakajima, R. Murai, K. Morishita, K. Kutsukake, and N. Usami, J. Cryst. Growth 344, 6–11 (2012).
[Nakajima17] K. Nakajima, S. Ono, Y. Kaneko, R. Murai, K. Shirasawa, et al., J. Cryst. Growth 468, 705–709 (2017).
[Nelson03] J. Nelson, World Scientific Publishing Company (2003).
[Nguyen17] T.H.T. Nguyen, J.-C. Chen, C. Hu, C.-H. Chen, Y.-H. Huang, et al., J. Cryst. Growth 468, 316–320 (2017).
[Noda02] N. Noda, CRC press (2002).
[Oriwol13] D. Oriwol, E.-R. Carl, A.N. Danilewsky, L. Sylla, W. Seifert, et al., Acta Mater. 61, 6903–6910 (2013).
Chapitre I
45 [Oriwol17] D. Oriwol, M. Trempa, L. Sylla, and H.S. Leipner, J. Cryst. Growth 463, 1–9 (2017).
[Peierls40] R. Peierls, Proc. Phys. Soc. 52, 34 (1940).
[Peissker62] E. Peissker, P. Haasen, and H. Alexander, Philos. Mag. 7, 1279–1303 (1962).
[Pfeiffer87a] L. Pfeiffer, A.E. Gelman, K.A. Jackson, K.W. West, and J.L. Batstone, Appl. Phys. Lett. 51, 1256 (1987).
[Pfeiffer87b] L. Pfeiffer, A.E. Gelman, K.A. Jackson, K.W. West, and J.L. Batstone, Appl. Phys. Lett. 51, 1256 (1987).
[Pihan13] E. Pihan, JNPV (2013).
[Priester10] L. Priester, and J. Thibault-Penisson, Tech. Ing. Étude Métaux Alliages État Métallique base documentaire : TIB345DUO. (2010).
[Rajabzadeh14] A. Rajabzadeh, F. Mompiou, S. Lartigue-Korinek, N. Combe, M. Legros, et al., Acta Mater. 77, 223–235 (2014).
[Ravi74] K. Ravi, and C. Varker, J. Appl. Phys. 45, 263–271 (1974).
[Ray71] I. Ray, and D. Cockayne, Proc R Soc Lond A 325, 543–554 (1971).
[Richter17] S. Richter, J. Bauer, and O. Breitenstein, Phys. Status Solidi RRL - Rapid Res. Lett. 11, 1600354 (2017).
[Rudolph07] P. Rudolph, C. Frank-Rotsch, U. Juda, S. Eichler, and M. Scheffer-Czygan, Phys. Status Solidi C 4, 2934–2939 (2007).
[Rudolph15] Handbook of crystal growth. Vol. 2 Pt. B: Bulk crystal growth Growth mechanisms and dynamics, 2. ed, Elsevier, (Amsterdam) (2015).
[Schmid76] F. Schmid, , in: Journal of Electronic Materials. minerals metals materials soc 420 commonwealth Dr, Warrendale, PA 15086, pp. 436–437 (1976).
[Schmid79] F. Schmid, J. Electrochem. Soc. 126, 935 (1979).
[Stoddard16] N. Stoddard, B. Gründig-Wendrock, A. Krause, D. Oriwol, M. Bertoni, et al., J. Cryst. Growth 272–275 (2016).
[Stoddard08] N. Stoddard, B. Wu, L. Maisano, R. Russell, J. Creager, et al., , in: Proceedings of the 18th Workshop on Crystalline Silicon Solar Cells and Modules: Materials and Processes. Colorado: National Renewable Energy Laboratory. pp. 7–14 (2008).
[Suezawa79] M. Suezawa, K. Sumino, and I. Yonenaga, Phys. Status Solidi A 51, 217– 226 (1979).
[Sumino74] K. Sumino, Mater. Sci. Eng. 13, 269–275 (1974).
[Tallaire16] A. Tallaire, T. Ouisse, A. Lantreibecq, R. Cours, M. Legros, et al., Cryst. Growth Des. 16, 2741–2746 (2016).
[Tandjaoui13] A. Tandjaoui, N. Mangelinck-Noel, G. Reinhart, B. Billia, and X. Guichard, Comptes Rendus Phys. 14, 141–148 (2013).
[Tiller58] W.A. Tiller, J. Appl. Phys. 29, 611 (1958).
[Trempa16] M. Trempa, M. Beier, C. Reimann, K. Roßhirth, J. Friedrich, et al., J. Cryst. Growth 454, 6–14 (2016).
[Trupke06] T. Trupke, R.A. Bardos, M.C. Schubert, and W. Warta, Appl. Phys. Lett. 89, 044107 (2006).
[Usami10] N. Usami, R. Yokoyama, I. Takahashi, K. Kutsukake, K. Fujiwara, et al., J. Appl. Phys. 107, 013511 (2010).
[Vanderschaeve07] G. Vanderschaeve, and D. Caillard, Mater. Sci. Eng. A 462, 418–421 (2007).
Chapitre I
46
[Werner94] M. Werner, M. Bartsch, U. Messerschmidt, and D. Baither, Phys. Status Solidi A 146, 133–143 (1994).
[Yang15] Y.M. Yang, A. Yu, B. Hsu, W.C. Hsu, A. Yang, et al., Prog. Photovolt. Res. Appl. 23, 340–351 (2015).
[Yonenaga05] I. Yonenaga, Mater. Sci. Eng. B 124-125, 293–296 (2005).
[Yonenaga84] I. Yonenaga, K. Sumino, and K. Hoshi, J. Appl. Phys. 56, 2346 (1984). [Zhang17] L. Zhang, Y. Gu, and Y. Xiang, Acta Mater. 126, 11–24 (2017).
[Zhang15] X. Zhang, L. Gong, B. Wu, M. Zhou, and B. Dai, Sol. Energy Mater. Sol. Cells 139, 27–33 (2015).