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Photovoltaic solar cells based on crystalline silicon represent more than 90% of the worldwide photovoltaic market. High efficiency solar cell architectures are currently being developed. In order to allow their maximal performances to be reached, the electronic properties of their crystalline silicon substrate must however be enhanced. The goals of the present work are to identify the defects limiting the electronic properties of the substrate, to understand the mechanisms leading to their formation and to propose routes for their neutralization. The studied materials are n-type Czochralski silicon wafers, usually used as substrates for high efficiency photovoltaic applications. The Czochralski puller was first modeled in order to understand how the thermal history experienced by the silicon ingot during crystallization affects the defects generation. This study were validated through the comparison with experimental data using an original method developed in the frame of this work. We then studied the influence of the thermal budget associated to solar cell fabrication processes on the defects population. We thus showed that the nature of lifetime-limiting defects was completely changed depending on the solar cell fabrication process. Besides, we evidenced an unexpected degradation of the electronic properties of n-type Czochralski silicon under illumination, related to the formation of an unknown bulk defect. The formation and deactivation features of this defect were extensively studied. Finally, the main limiting defects being identified and the mechanisms resulting in their formation understood, we propose in a last chapter new characterization techniques for the detection of defective wafers at the beginning of production lines at an industrial throughput., Les cellules photovoltaïques à base de silicium cristallin représentent plus de 90% du marché photovoltaïque mondial. Des architectures de cellules à haut rendement de conversion sont actuellement développées. Pour atteindre leurs performances maximales, ces architectures nécessitent néanmoins une amélioration des propriétés électriques des substrats de silicium cristallin. Les objectifs de cette thèse sont d’identifier les défauts limitant les propriétés électriques de ces substrats, de comprendre les mécanismes menant à leur formation et de proposer des moyens permettant leur neutralisation. Les matériaux étudiés sont des plaquettes de silicium Czochralski de type n, généralement utilisé pour les applications à haut rendement. Le four de tirage Czochralski a d’abord été modélisé afin de comprendre comment le passé thermique subi par le lingot de silicium lors de la cristallisation affecte la génération des défauts. Ces travaux ont été confirmés via des confrontations avec des données expérimentales, en utilisant une méthode originale développée dans le cadre de ce travail. Nous avons ensuite étudié l’influence du budget thermique lié aux procédés de fabrication des cellules sur la population de défauts. Nous avons ainsi pu montrer que la nature des défauts limitant les propriétés électriques du silicium était grandement modifiée selon le procédé de fabrication de cellules utilisé. Nous avons en outre mis en évidence une dégradation inattendue des propriétés électriques du silicium Czochralski de type n sous illumination, liée à la formation d’un défaut volumique inconnu. Les conditions de formation et de suppression de ce défaut ont été étudiées en profondeur. Enfin, les principaux défauts limitant les propriétés électriques du silicium ayant été identifiés et les mécanismes menant à leur formation compris, nous proposons dans un dernier chapitre des nouvelles techniques de caractérisation permettant de détecter les plaquettes défectueuses en début de ligne de production de cellules photovoltaïques, et ce à une cadence industrielle.

[ES] Los materiales compuestos de matriz metálica reforzados con carburos, son conocidos por su elevada resistencia a todos los tipos de desgaste, debido a la combinación de las partículas duras en una matriz metálica tenaz. Diferentes tipos de estos materiales, se han empleado en el desarrollo de nuevas herramientas de corte de altas prestaciones. La técnica de láser cladding(LC), permite obtener recubrimientos libres de defectos sobre zonas muy concretas, con un aporte de calor muy localizado. Pero en el caso de carburos de wolframio (WC), debido a la enorme absorción de energía y la diferencia de propiedades entre el metal base y la cerámica, puede producir una gran cantidad de defectos tales como grietas, poros, gran dilución de carburos, falta de adherencia, etc. El objetivo de este trabajo, es estudiar las transformaciones metalúrgicas que aparecen durante el procesado por láser de recubrimientos tipo cermet de WC10Ni, sobre acero de herramienta para trabajo en frío (EN 12379). Además se ha relacionado los parámetros de proceso con la generación de defectos. Para ello, se analiza su microestructura, composición y se obtienen perfiles de dureza en el recubrimiento y en el acero afectado por el calor. Los resultados muestran, que aunque el control de los parámetros del proceso reduce la generación de defectos, al depositar recubrimientos por solape de cordones, se produce gran cantidad de transformaciones debido a la disolución masiva de las partículas de WC y la difusión de elementos de aleación, desde el sustrato hacia el recubrimiento., [EN] Carbide metal matrix composite materials are known for a high resistance to all types of wear. It is due to a beneficial combination of properties given by hard phase particles included in a tough matrix. Different kinds of those materials have been employed in the development of new high properties cutting tools. Laser cladding (LC) technique allows obtaining an accurate defect-free coating with a low thermal affectation of the component. But in the case of WC cermet coatings due to its high laser absorption and the different mechanical and thermal properties between substrate and coating can appear a wide range of different defects as cracks, pores, massive carbide dilution and lacks of adherence. The aim of the present work is to study the metallurgical transformations during LC process of WC cermet coating on cold work tool steel substrate (EN 12379). Also it has been related process parameters with defects generation. Microstructure and composition of the coating and the heat affected zone have been analysed. Microhardness evolution profile has been obtained. Results show that although process parameters control reduce the generation of defects, in the deposition of overlapped layers appear different metallurgical transformations related with massive WC decomposition and the diffusion of alloying elements from substrate to the coating.

The effect of constant voltage stress (CVS) on Pt/La(2)O(3)/n-Ge MOS devices biased at accumulation is investigated and reported. It is found that the stress induced leakage current (SILC) initially increases due to electron charge trapping on pre-existing bulk oxide defects. After 10 s approximately, a clear decay of SILC commences which follows a t(-n) power law, with n lying between 0.56 and 0.75. This decay of SILC is not changed or reversed when the stressing voltage stops for short time intervals. The effect is attributed to the creation of new positively charged defects in the oxide because of the applied stressing voltage, while other mechanism such as dielectric relaxation proposed in the past is proved insufficient to explain the experimental data. Also high frequency capacitance vs. gate voltage (C-V(g)) curves measured under different CVS conditions divulge the creation of defects and charge trapping characteristics of La(2)O(3) preciously. At low CVS exemplify the generation positively charged defects, however at higher CVS charge trapping obeys a model that was previously proposed and is a continuous distribution of traps. (C) 2010 Elsevier Ltd. All rights reserved. Solid-State Electronics