Abstract FR:

L’industrie photovoltaïque est aujourd’hui dominée par la filière à base de silicium cristallin (>90% du marché). Des technologies sont apparues ces trente dernières années pour améliorer les performances des cellules photovoltaïques et réduire la consommation de silicium. Le procédé Ruban de silicium sur Substrat de carbone Temporaire (RST) est une des technologies « ruban » développées en réponse à ce dernier enjeu. Il tire son intérêt de l’utilisation d’un substrat temporaire en carbone à bas coût sur lequel cristallise du silicium fondu, permettant de réaliser des cellules photovoltaïques en silicium polycristallin de moins de cent micromètres d’épaisseur. Ce travail de thèse s’est tout d’abord focalisé sur l’étude du substrat constitué d’un ruban composite en graphite souple et d’un revêtement protecteur en pyrocarbone. L’analyse de la texture, structure et morphologie de surface de ces matériaux a montré l’importance de l’optimisation de leurs caractéristiques pour contrôler et limiter la réactivité à l’interface silicium/carbone. Une caractérisation approfondie de cette interface des échelles macroscopique à microscopique a permis de comprendre les phénomènes responsables de la formation de macro- et de micro-grains de polytypes de carbure de silicium et de proposer des mécanismes d’interaction silicium-carbone. Deux développements technologiques originaux dont les principes ont été validés au cours de ce travail sont enfin présentés. A finalité plus appliquée, ils concernent la mise en forme du ruban substrat et visent à l’amélioration de la qualité des plaques de silicium produites via le procédé RST.