Modeling of a silane-hydrogen plasma discharge including nanoparticle dynamics for photovoltaic applications.

Résumé : Cette thèse porte sur la modélisation des plasmas de silane à couplage capacitif pour applications photovoltaïques. Une dérivation complète des équations fluides pour un plasma bi-température poly-atomique a été effectuée dans le cadre de la théorie cinétique des gaz. La méthode de Chapman-Enskog a permis d'obtenir les équations du régime Euler à l'ordre zéro et les équations de type « Navier-Stokes-Fourier » à l'ordre un. La méthode fournit également une expression des flux de transport et des coefficients de transport associés. Le modèle ainsi dérivé a été implémenté numériquement en vue de décrire un processus de dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma. Un logiciel a été écrit en FORTRAN et validé numériquement à l'aide d'un cas test issu de la littérature. Le modèle de plasma a été couplé à un modèle sectionnel en taille et en charges pour les nanoparticules. Le logiciel a ensuite été mis en œuvre dans les conditions de l'épitaxie. Les densités des principales espèces du plasma sont en accord avec la littérature. L'influence de la chimie du silane sur la tension d'auto-polarisation a également été étudiée, grâce à l'utilisation de formes d'ondes asymétriques sur mesure. Enfin, la comparaison avec les taux de croissance expérimentaux a permis d'étudier l'influence du coefficient d'accommodation du silane sur les nanoparticules. Le modèle développé dans cette thèse ouvre ainsi la voie à une étude systématique de l'évolution du plasma en fonction des conditions de dépôt et de l'influence des nanoparticules sur les propriétés physico-chimiques du plasma.
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Thèse
Plasma Physics [physics.plasm-ph]. Université Paris-Saclay, 2017. English. 〈NNT : 2017SACLX023〉
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Soumis le : mardi 21 novembre 2017 - 15:51:27
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Jean-Maxime Orlac'H. Modeling of a silane-hydrogen plasma discharge including nanoparticle dynamics for photovoltaic applications.. Plasma Physics [physics.plasm-ph]. Université Paris-Saclay, 2017. English. 〈NNT : 2017SACLX023〉. 〈tel-01643702〉

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