Understanding LeTID degradation : a DFT study of point defects in silicon.

Compréhension de la dégradation LeTID : une étude DFT des défauts ponctuels dans le silicium. Actuellement, la recherche et le développement de technologies photovoltaïques qui améliorent à la fois leur efficacité et leur coût de production sont des priorités de l'industrie solaire.En particulier, une part non négligeable des études portent sur les mécanismes de vieillissement des panneaux solaires qui ont un impact déterminant sur leur efficacité et durabilité.L'une des causes de la baisse de performance des panneaux à base de silicium est liée aux dégradations induites par la lumière et les températures élevées (LeTID).Ce phénomène apparaît après plusieurs mois d'utilisation et peut être responsable de la réduction de l'efficacité des cellules de 16%.Bien que des études expérimentales montrent que différents défauts dans le silicium, tels que l'hydrogène et les impuretés métalliques, sont impliqués dans les mécanismes sous-jacents au LeTID, leurs contributions restent encore mal comprises. Dans ce contexte, les méthodes atomiques théoriques, basées sur les premiers principes de la mécanique quantique de type DFT, représentent des outils intéressants pour essayer de comprendre cette dégradation aux niveaux nanométrique. En analysant la stabilité et l’impact de l'hydrogène, des lacunes du silicium, du silicium interstitiel ainsi que des impuretés métalliques (telles que Ni et Co) sur les propriétés du silicium, cette étude propose une approche théorique, basée sur l’utilisation de fonctionnelle hybride, afin de modéliser les mécanismes précurseurs de la LeTID. Elle suggère que les impuretés liées à l'hydrogène peuvent agir comme des centres de recombinaison caractérisant la LeTID.En outre, il est démontré que le nickel et le cobalt interstitiels liés à l'hydrogène peuvent provoquer la LeTID, ce qui donne des indications précieuses sur la dynamique de ce type de vieillissement. L'approche proposée dans ce travail offre la possibilité d'améliorer les stratégies d’inhibition de ce type de dégradation et d’identifier les risques de LeTID dans différentes conditions d’exploitation.