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Mieux comprendre la cristallisation du silicium (Si) et sa corrélation avec les propriétés photovoltaïques
Bien que le Si cristallin reste majoritaire à plus de 90 % dans les cellules solaires PV, des progrès significatifs en termes d’amélioration des performances et de réduction des coûts sont indispensables. En particulier, les mécanismes fondamentaux de la cristallisation du Si ne sont qu’imparfaitement compris, ce qui limite l’amélioration des procédés et retarde le développement de procédés innovants.
Dans ce contexte, le consortium CrySaLID a réalisé des travaux originaux voire uniques de recherche fondamentale, en lien avec les questionnements industriels, afin d’approfondir la connaissance de la cristallisation du Si et de développer des outils numériques prédictifs. La formation de la structure cristalline a été étudiée expérimentalement à différentes échelles, notamment avec une expérience unique d’imagerie X in situ pendant la solidification à haute température. Conjointement, des modèles de simulation 3D de formation des cristaux ont été développés et validés expérimentalement.
Programme ANR : Appel à projets générique
Édition, durée du projet : 2014, 42 mois
Subvention ANR : 739 406 €
Coordinatrice :
- Nathalie Mangelinck-Noël
IM2NP - Institut Matériaux Microélectronique et Nanosciences de Provence – UMR CNRS 7334
nathalie.mangelinck@im2np.fr
https://www.im2np.fr/fr/nathalie-mangelinck-noel
Région du projet : PACA
Publication ou contribution principale :
- N. Mangelinck-Noël, Étienne Pihan, Le renouveau du silicium dope les panneaux solaires, Article La Recherche N° 539, Septembre 2018.
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Hadjer Ouaddah, Maike Becker, Thècle Riberi-Béridot, Maria Tsoutsouva, Vasiliki Stamelou, Gabrielle Regula, Guillaume Reinhart, Isabelle Périchaud, Fabrice Guittonneau, Laurent Barrallier, Jean-Paul Valade, Alexander Rack, Elodie Boller, José Baruchel and Nathalie Mangelinck-Noël, X-ray Based in Situ Investigation of Silicon Growth Mechanism Dynamics—Application to Grain and Defect Formation, Crystals 2020, 10, 555; doi:10.3390/cryst10070555
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A. Pineau, G. Guillemot, G. Reinhart, G. Regula, N. Mangelinck-Noël, Ch.-A. Gandin, Three-dimensional cellular automaton modeling of silicon crystallization with grains in twin relationships, Acta Materialia 191 (2020) 1-15; doi: 10.1016/j.actamat.2020.03.051
Partenaires :
- EMIX entreprise, France.
- ARMINES-CEMEF (Centre de Mise en Forme des Matériaux), France.
- SIMAP (Science et Ingénierie des Matériaux et Procédés) CNRS UMR 5266, France.
- SINTEF Fondation de recherche privée, Norvège.
- NTNU (Norwegian University of Science and Technology), Norvège.
- KAU (Karlstad University), Suède.
L’originalité des résultats a donné lieu à de nouveaux projets internationaux et industriels, à des conférences et à des publications au-delà de la fin du projet. De plus, CrySaLID a contribué à la formation de jeunes chercheur·e·s et à l’organisation de plusieurs actions de vulgarisation.