De nouvelles applications pour l'énergie photovoltaïque et l'optoélectronique
Le projet Nanophoto («Nanocrystalline silicon films for photovoltaic and optoelectronic applications») a étudié le développement de films en silicium nanocristallin (nc-Si) pour des applications en photovoltaïque et optoélectronique. Pour contribuer à ces travaux, le projet financé par l'UE a également décidé de développer des outils de calcul pour aider à la conception d'un nouveau processus de croissance nc-Si avec une variante de réacteur basse énergie à déposition par vapeur chimique utilisant le procédé plasma (LEPECVD). Les activités de modélisation comprenaient la dynamique moléculaire (DM) ainsi que des calculs totalement nouveaux, et des outils de calcul ont été utilisés pour évaluer la microstructure et la tension. Pour commencer, les chercheurs ont tenté de déterminer les meilleures approches pour décrire la physique complexe et à multi-échelle des films nc-Si développées par LEPECVD. Les modèles ont tout d'abord été appliqués à des situations idéales pour mieux comprendre la physique fondamentale. Ils ont ensuite été appliqués à des situations réelles et ont généré des résultats importants. Les études ont généré de nombreux résultats positifs, comme par exemple, la modélisation de l'évolution structurelle de nc-Si et nc-Si/a-Si (ratio cristallin ou amorphe) en tenant compte des effets de stress et en déterminant la mobilité atomique de l'interface dans des conditions arbitraires de température/stress. D'autres études ont montré qu'il n'existe pas de fonction d'ondes électroniques dans les systèmes de silicium purs. En utilisant un algorithme DAC-TB, les membres de l'équipe de LEPECVD ont pu caractériser les propriétés électroniques de nc-Si pendant la cristallisation à température fixe. Ceci a permis de procéder à une comparaison (la première en son genre) entre les propriétés structurelles et optoélectroniques des modèles nanocristallins à grande échelle. L'étude a également généré des résultats expérimentaux intéressants en termes de prototypes.
