Recherche Avancée

Thèse soutenue

Modélisation numérique du procédé d’élaboration en continu de silicium photovoltaique en creuset froid inductif

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Auteur / Autrice : Marc Anderhuber
Direction : Annie Gagnoud
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Génie des procédés
Date : Soutenance en 1995
Etablissement(s) : Grenoble INPG

Résumé

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Le procede d'elaboration en continu en creuset froid inductif presente de nombreux avantages pour la fabrication de silicium photovoltaique: productivite elevee, contact metal-creuset reduit. De plus, un bon controle de la solidification permet d'atteindre une tres bonne qualite metallurgique. La maitrise de la solidification passe par une connaissance tres precise de la position et de la forme du front de solidification. Le silicium etant un corps pur le probleme du changement de phase est delicat a resoudre. Nous passons en revue, dans ce memoire, les differents modeles macroscopiques de solidification. Nous etudions d'abord les methodes globales a capacite calorifique equivalente et les methodes globales enthalpiques. Puis nous proposons une methode a localisation explicite du front de solidification. Nous utilisons la methode des elements finis sur un maillage deformable. Le front de solidification est decrit par des elements interfaciaux sur lesquels on peut imposer le degagement de chaleur latente. Nous abordons ensuite la modelisation globale du procede avec un modele magneto-thermo-hydrodynamique. Le probleme hydrodynamique est resolu par l'equation de navier-stokes avec un modele de viscosite turbulente constante. Enfin, un calcul de contraintes thermo-elastiques est effectue a partir d'une formulation variationnelle du theoreme des travaux virtuels. Une demarche numerique pour le dimensionnement d'installations industrielles est proposee