Tesi sul tema "Recombinaison des porteurs"

L'amelioration du rendement des photopiles industrielles necessite la maitrise des procedes technologiques conduisant a leur realisation. L'evaluation globale de l'impact de ces procedes sur le dispositif final passe par la mesure de la duree de vie des porteurs minoritaires dans la base et de leur vitesse de recombinaison sur la surface arriere. Nous avons developpe une nouvelle methode experimentale qui permet la mesure simultanee de ces deux grandeurs dans les conditions reelles de fonctionnement et pour n'importe quel niveau d'injection. Elle consiste en l'exploitation de la courbe de tension aux bornes de la photopile enregistree durant le regime transitoire resultant du passage de la photopile d'une configuration de charge proche du circuit ouvert a la configuration du circuit ouvert proprement dite. Ce passage etant effectue sous illumination permanente provenant d'un simulateur du spectre solaire. La mise a l'epreuve de cette methode a travers plusieurs structures etalons (photopiles irradiees par un faisceau de protons, contacts arrieres ohmiques et differents niveaux d'injection) a demontre sa capacite pratique a evaluer la qualite d'une fabrication et a determiner l'origine des defauts eventuels. L'automatisation complete de la mesure permet son insertion dans n'importe quelle chaine de fabrication.

La recherche sur l'optimisation et le developpement de nouvelles technologies iii-v et si semble s'accelerer considerablement depuis quelques annees. En consequence, il apparait un besoin urgent de nouvelles techniques permettant l'expertise et le controle de ces materiaux d'une maniere rapide et non-destructive. Dans ce contexte, les objectifs de ce travail ont ete les suivants : - proposer des nouvelles techniques d'analyse quantitative et non-destructives de l'uniformite de la distribution de la duree de vie des porteurs, de la vitesse de recombinaison en surface et du dopage a partir de l'imagerie de photoluminescence. La cartographie quantitative de la vitesse de recombinaison en surface, pratiquement inexistante auparavant, est d'une importance capitale pour l'optimisation des etapes technologiques qui peuvent affecter aussi bien le volume que la surface des composants a semi-conducteurs. - introduire l'imagerie de photoluminescence a temperature ambiante dans la technologie silicium. Nous avons non seulement montre la faisabilite des mesures de pl sur si a temperature ambiante mais aussi adapte nos nouvelles techniques de determination des differents parametres electriques au cas du silicium. De plus, nous avons montre que l'imagerie de photoluminescence peut etre utile au controle de fabrication de mosfets. - appliquer notre savoir-faire a l'optimisation de recuits apres la croissance des substrats d'inp semi-isolant dope avec une tres faible concentration de fer. Les techniques developpees ont ete validees grace aux mesures comparatives telles que la photoluminescence transitoire, l'absorption optique sur les porteurs excedentaires, l'absorption micro-onde en regime transitoire, sims, l'effet hall et la caracterisation electrique des structures de test.

Dans cette thèse, les propriétés de transport des porteurs de charge, le processus de croissance des grains, le mécanisme de perte de VOC et les possibilités d'amélioration du rendement des cellules solaires de CZTSSe ont été étudiés. L'importante perte de VOC et le faible facteur de remplissage des cellules solaires CZTSSe sont les principaux défis pour l'amélioration du rendement. Cela est principalement dû à la mauvaise qualité de l'interface arrière, à l'alignement non optimisé des bandes et à la présence des phases secondaires dans l'absorbeur. Trois approaches ont été utilisées dans ce travail pour améliorer le rendement de ce cellules PV. Premièrement, une couche intermédiaire de WO3 a été introduite dans l'interface arrière pour inhiber la réaction indésirable entre la couche d'tungsten et l'absorbeur. Deuxièmement, l'alignement des bandes et la présence de phases secondaires à l'interface avant ont été améliorés en même temps par un traitement de sulfuration à basse température. Enfin, la conception et la réalisation d'une couche absorbeure à double gradient de band-gap en CZTSSe ont facilité la séparation et l'extraction des porteurs de charge. Des cellules solaires en CZTSSe avec un rendement de conversion photovoltaïque de 13,7% ont été obtenues. Ces très bons résultats, obtenus grâce à une meilleure comprehnsion du mécanisme de pertes, pourraient être une excellente base pour des améliorations futures<br>In this thesis, the transport properties of charge carriers, grain growth process, VOC loss mechanism and efficiency improvement possibilities of CZTSSe solar cells were investigated. The large VOC loss and low FF of CZTSSe solar cells are the main challenges for efficiency improvement. This is mainly due to the poor quality of the rear interface, the non-optimized alignment of the bandgaps and the secondary phases in the absorber. Three approaches were used in this work to improve the performance of this type of PV cells. First, an interlayer of WO3 was introduced into the back interface to inhibit the unwanted reaction between the WO3 layer and the absorber. Second, the alignment of the bands and the presence of secondary phases at the front interface have been improved at the same time by a low temperature sulfurization treatment. Finally, the design and production of a double band-gap gradient absorber layer in CZTSSe facilitated the separation and extraction of charge carriers. CZTSSe solar cells with a photovoltaic conversion efficiency of 13.7% were obtained. These very good results, obtained thanks to a better understanding of the loss mechanism, could be an excellent basis for future improvements

Des mesures de transport de courant realisees sur des cokes d'anthracene ont montre qu'il apparait une conductivite de polarisation lorsque les echantillons sont soumis a une tension alternative variable. Cette loi d'evolution en #s a permis de rapprocher le concept d'etats localises utilise pour interpreter le comportement des cokes d'anthracene de la notion d'unites structurales de base (u. S. B. ). Des lors, l'energie potentielle des sites localises pouvait etre reliee au degre d'aromaticite des u. S. B. , donc a leur proche environnement. L'interpretation du comportement de la permittivite reelle en fonction de la frequence et de la temperature nous a suggere de determiner simplement la fraction du volume total occupe par les u. S. B. L'evolution des charbons au cours de la pyrolyse donne lieu a une transformation entre 400 et 500c lorsque les resines sont eliminees. L'evolution des cokes dont les temperatures de traitement sont comprises entre 550c et 800c fait apparaitre une pseudo-transition isolant-semi conducteur qui modifie profondement la conductivite des materiaux. L'utilisation d'un modele faisant correspondre l'existence de sites localises dans les charbons a la presence d'usb permet donc de rendre compte d'une part du comportement des phenomenes de polarisation dans ces materiaux et d'autre part, de l'evolution de ces composes durant des pyrolyses a des temperatures superieures a 650c. Cette representation est le reflet coherent a l'echelle microscopique des processus observes au niveau macroscopique

Cette thèse propose, décrit et utilise un ensemble de techniques basées sur la microscopie à force atomique sous ultravide pour la cartographie simultanée, à l'échelle nanométrique, de la topographie de surface et des dynamiques temporelles des photo-porteurs. Ainsi, en contrôlant la dépendance du photo-potentiel de surface moyen mesuré par microscopie à force de sonde Kelvin en fonction de la fréquence de répétition d'une source lumineuse externe d'excitation, le dispositif expérimental permet d’accéder aux dynamiques temporelles du photo-potentiel de surface qui, à leur tour, permettent d'étudier les dynamiques des photo-porteurs sur une large gamme d'échantillons. Afin de permettre le processus de nano-imagerie bidimensionnelle, ces mesures sont acquises de manière répétée en enregistrant des courbes spectroscopiques en chaque point d’une grille prédéfinie. En utilisant une procédure d'ajustement mathématique automatique, les dynamiques temporelles des photo-porteurs sont extraites à partir des données expérimentales.Cet ensemble de nouvelles méthodes est utilisé pour l’étude de plusieurs types d'échantillons issus de différentes technologies photovoltaïques telles que des couches minces en silicium poly-cristallin à petits grains, des cellules de troisième génération à nano cristaux de silicium, des cellules photovoltaïques organiques et des cellules à base de matériaux de structure pérovskite. Dans chaque cas, on décrit les processus de recombinaison des photo-porteurs ainsi que leur lien avec la morphologie et la structuration du matériau. Enfin, les aspects techniques de ces nouvelles méthodes d’analyse sont présentés, ainsi que leurs limites, notamment celles concernant l'interprétation des résultats<br>This thesis is directed towards the proposition and demonstration of a set of novel advanced atomic force microscopy based techniques under ultra-high vacuum conditions, enabling to map simultaneously the surface topography and the photo-carrier dynamics at the nanometre scale. In fact, by monitoring the dependence of the average surface photo-voltage measured with Kelvin probe force microscopy, as a function of the repetition frequency of a modulated excitation source, we will access the built-up and decay dynamics of the surface photo-voltage response which in turn will allows us to study the photo-carrier dynamics over a wide range of samples. In order to enable the 2-dimensional nano-imaging process, Kelvin probe force microscopy under modulated illumination measurements are acquired repeatedly over each point of a predefined grid area over the sample acquiring a set of spectroscopy curves. Then, using an automatic mathematical fit procedure, spectroscopy curves are translated into pixels of the photo-carrier dynamic time-constant images.Moreover, these set of novel techniques will be used to investigate the surface photo-voltage dynamics in several kinds of photovoltaic samples from different technological branches such as small grain polycrystalline silicon thin films, silicon nanocrystal-based third generation cells, bulk heterojunction donor-acceptor organic photovoltaics and organic-inorganic hybrid perovskite single crystal cells, discussing in each case the photo-carrier recombination process and its relation with the material’s structuration/morphology. Finally, technical aspects of these novel techniques will be discussed as well as their limitations and remaining open question regarding results interpretation

Effet de l'introduction de diborane et de phosphine dans le melange gazeux depose par decharge electroluminescente a 50 h::(3). Caracterisation par methode optique dans le visible et l'ir, deflexion photothermique, conductivite et photoconductivite stationnaire. Variation avec le dopage de proprietes electriques. Proposition d'un nouveau modele de recombinaison

L’athérosclérose est une pathologie inflammatoire chronique de la paroi vasculaire, caractérisée par l’accumulation graduelle de lipides dans la paroi interne des artères. PPARα est un récepteur nucléaire activé par les médicaments hypolipémiants de la classe des fibrates, utilisés dans le traitement de désordres métaboliques prédisposant à l’athérosclérose. PPARα joue un rôle majeur dans l’homéostasie lipidique et glucidique, mais aussi dans le contrôle de l’inflammation vasculaire et apparaît donc comme une cible thérapeutique très intéressante. Le but de nos travaux était de préciser le rôle de PPARα in vivo, via la création de deux modèles de souris génétiquement modifiées par recombinaison homologue, les souris humanisées pour le gène PPARα (KIPPARα) et les souris déficientes pour PPARα de façon tissu-spécifique. Ainsi, après obtention des souris KIPPARα, nous nous sommes intéressés, dans un premier temps ; à la réponse métabolique des souris KIPPARα à un traitement fénofibrate. D’une part, nous avons montré que la protéine h PPARα ne semble pas jouer un rôle prépondérant dans le foie humain, en accord avec l’absence d’induction des gènes cibles due à la faible expression hépatique de hPPARα. D’autre part, les souris KIPPARα soulignent l’importance des tissus périphériques dans la baisse des TG plasmatiques obtenue après un traitement hypolipémiant et devraient nous permettre de déterminer les mécanismes moléculaires impliqués chez l’homme. Avec la caractérisation des souris KIPPARα, nous avons donc validé la création d’un modèle des souris humanisées idéal pour étudier la fonction de la protéine hPPARα in vivo. Par ailleurs, afin de définir la contribution des différents tissus exprimant PPARα dans les effets physiologiques observés suite à une activation de PPARα, nous avons généré des souris porteuses de l’inactivation conditionnelle de PPARα (« floxées »). Ces souris nous permettront, après croisement avec des souris PPARα-déficientes dans le/les tissus d’intérêt<br>Atherosclerosis is a chronic inflammatory disease of the vascular wall characterized by lipid accumulation in the intima of the arteries. PPARα is a nuclear receptor activated by hypolipidemic drugs of the fibrate class, currently used in the treatment of metabolic disorders predisposing to atherosclerosis. PPARα plays a major role in lipid and glucose homeostasis as welle as in the control of vascular inflammation and as such, is a very interesting pharmacological target. The aim of our work was to precise the role of PPARα in vivo by creating two models of genetically modified mice by homologous recombination, the humanized PPARα mice (KIPPARα) and the tissue-specific PPARα knock-out mice. Thus, after generating KIPPARα mice, we first analyzed the KIPPARα metabolic response to a fenofribrate treatment. On the one hand, we have shown that hPPARα protein does not seem to play a major role in the human liver, as reflecting by the absence of hepatic target gene regulation due to hepato-specific knock-out expression. On the other hand, KIPPARα mice highlight the role of peripheral tissues underlying the TG decrease observed after treatment with hypolipidemic drugs and will allow to determine the molecular mechanisms involved in human. By characterizing the KIPPARα mice, we have validated the creation of a humanized model suitable to study hPPARα protein function in vivo. Moreover, to assess the contribution of PPARα-expressing tissues in the physiological effects observed after PPARα activation, we have created mice designed for the conditional knock-out of PPARα (« floxed »). After crossing these mice with tissue-specific transgenic Cre recombinase mice, we will be able to characterize mice deficient for PPARα in the tissues of interest

Etude quantitative , par la methode ebic, de la recombinaison des porteurs minoritaires dans des bicristaux de silicium en fonction des traitements thermiques, entre 450 et 950**(o)c. Un developpement des phenomenes physiques regissant la creation de differentes theories conduisant au traitement quantitatif du signal ebic est presente. Selon le traitement thermique, le contraste des deux types de joints de grains evolue avec la temperature: vitese de recombinaison et longueur de diffusion varient avec la temperature de recuit

Cette thèse a pour thème la modélisation de gaz ionisés en écoulement turbulent avec comme application le développement d'un modèle adapté pour la prédiction des concentrations des espèces chargées et de leurs fluctuations. L'application concrète de cette thèse est donc relative à la rentrée atmosphérique d'engins spatiaux et plus particulièrement à la signature électromagnétique du sillage de ces engins. Le travail peut être découpé en trois parties : la première regroupant les chapitres 2 à 4 donne les bases de la modélisation, la deuxième (chapitres 5 à 7) développe les différents aspects numériques et la troisième (chapitres 8 à 9) présente les résultats et leurs interprétations.

La caracterisation de la micro contamination metallique dans le silicium par des methodes de duree de vie joue un role de plus en plus important. Dans cette etude nous comparons differentes techniques de mesure de duree de vie (spv, sca-spv, -pcd, elymat et duree de vie de generation dans une structure mos). Nous avons entrepris une analyse critique des modeles utilises pour l'exploitation des mesures et nous avons compare ensuite les sensibilites et les valeurs de duree de vie obtenues par chaque technique en utilisant des echantillons de silicium type p contamines volontairement avec du fer. Parmi ces methodes nous avons choisi la technique elymat pour une analyse approfondie en simulation numerique apres avoir etudie le comportement photovoltaique de ce systeme. Cette analyse inclut des effets non lineaires comme la recombinaison shockley read hall en fonction du niveau d'injection et la diffusion ambipolaire due au couplage entre les electrons et les trous par le champ de dember en trois dimensions. Suite a cette analyse numerique non lineaire et en utilisant une passivation de la recombinaison de surface par un oxyde thermique nous avons etudie les proprietes de recombinaison du fer dans du silicium type p pour des dopages moderes. Le comportement de recombinaison du fer dans ce materiau a pu etre completement decrit en utilisant le niveau profond a e#c-0,29 ev comme unique centre de recombinaison. Nous avons extrait de notre modele les sections de capture des electrons et des trous pour ce centre de recombinaison

Relations de dispersion des porteurs dans le plan des couches, avec attention particuliere aux sous-bandes de valence issues des extrema gamma ::(8) des materiaux hotes; etude des problemes coulombiens avec resolution du probleme de l'exciton et etude de la raie d'emission associee aux recombinaisons electron-trou piege dans les puits quantiques gaas/algaas. Effets d'un champ electrique longitudinal sur les niveaux d'energie a une et deux particules; interpretations de la stabilite de l'exciton et etude des niveaux d'energie d'impurete et des super reseaux "dents de scie". Etude de la capture des porteurs depuis le continuum vers les etats lies du puits quantique (emission de phonon ou niveau-relais quasidiscret). Niveaux d'energie dans les fils quantiques

Identification des types de recombinaison entre 2 et 300k dans les couches epaisses de gainas et gainp epitaxiees sur leur support respectif inp et gaas. Etude de l'origine de la luminescence et variation en fonction de l'epaisseur du taux de capture des porteurs de la barriere dans les puits quantiques ingaas/inp. Determination du coefficient d'interdiffusion de al et ga aux interfaces dans les puits quantiques gaas/gaalas

L'objectif des travaux décrits dans ce mémoire est de rechercher le lien entre les propriétés de recombinaisons dans les hétérostructures de type GaAs/AlAs et la structure de l'interface. L'observation de variations des énergies de confinement dans les puits quantiques directs GaAs/(al,ga)as lies aux choix des températures de croissance amène une interrogation sur la nature des processus qui entrainent l'introduction d'un désordre aux interfaces (ségrégation verticale ou démixtion d'alliage) et conduise à approfondir l'étude de puits quantiques à double barrière GaAs/AlAs/(al,ga)as ou les épaisseurs de couches d'AlAs et de GaAs sont réduites à quelques monocouches. Les études expérimentales (excitation de photoluminescence, photoluminescence résolue en temps, photoluminescence sous pression hydrostatique) associées à une modélisation en fonction enveloppe démontre la diversité des alignements des niveaux confines et apporte des informations sur la localisation des électrons dans une ou deux monocouches d'AlAs. Ces expériences expliquent les processus de transferts entre les niveaux associes aux minima xxy et xz ou de capture sur les donneurs ainsi que le phénomène de couplage entre les états de GaAs et x d'AlAs. L'existence d'un confinement latéral est démontrée lorsque ces mêmes structures sont élaborées sur surfaces vicinales. Dans ces conditions l'analyse des recombinaisons de structures ou la couche d'AlAs est réduite à une monocouche révèle l'action des fluctuations des largeurs de terrasse sur les propriétés de recombinaisons

La methode est utilisee pour l'etude de la densite d'etats dans la bande interdite du silicium amorphe hydrogene et sur cdin::(2)s::(4). La caracterisation des niveaux ayant des energies d'ionisation thermique entre 0,1 ev et 0,9 ev, le modele de transfert de charge decrivant l'effet photorefractif et l'evaluation du niveau de recombinaison, sont faits dans le materiau photorefractif. Les effets du dopage (fer) et du codopage (fer, vanadium) sur les niveaux sont consideres. Le centre responsable de la capture d'electrons est aussi etudie par absorption optique et photoconductivite photoinduites. Les resultats s'accordent avec ceux des mesures de photorefractivite