Fabrication et caractérisation de couches minces de matériaux composites type (PbS)x(Bi2S3)1-x
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Date
2014-11-13
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Résumé :
La production de cellules solaires à partir de silicium est coûteuse car elle nécessite une excellente
qualité de matériau et des quantités importantes. Or, il suffit de 1 à 5 μm d'un semiconducteur "normal" (à gap
direct) pour absorber le rayonnement solaire. Pour éviter les pertes de matière, la filière « couches minces»
propose de déposer uniquement l'épaisseur utile sur un substrat bon marché. Les couches minces présentent de
nombreux avantages, à savoir, une grande flexibilité de taille et de forme, possibilité de les rendre semi transparentes, de les intégrer sur tous types de substrats (notamment des supports souples), et, d'une manière plus
générale des coûts de production plus faibles. Les chalcogénures de plomb et de bismuth, tels que le PbS et le
Bi2S3 peuvent être employés comme matériaux absorbants grâce à leurs propriétés semiconductices. Ainsi le
matériau, composite (PbS)x(Bi2S3)1-x (0 x 1) obtenu par combinaison de ces deux chalcogénures, a fait
l'objet de ce travail. Les couches minces synthétisées ont été obtenu par la technique de déposition du spray
pyrolysis, technique simple et économique et dont les résultats sont plus que probants. Les couches minces
composites, (PbS)x(Bi2S3)1-x, ainsi fabriquées exhibent de très bonnes propriétés dont une énergie de gap
facilement ajustable et une grande absorption dans le domaine du visible et le proche infrarouge (105
cm-1
).
Mots clés :
Cellules solaires, couches minces, chalcogénures, composites, (PbS)x(Bi2S3)1-x, Spray pyrolysis.
Abstract
The production of solar cells from silicon-based technologies is expensive because it requires high
quality materials in significant quantities. Or, simply from 1 to 5m of a "normal semiconductor" (direct gap) is
sufficient to absorb solar radiation. To avoid loss of material, the "thin films" technology proposes to deposit
only the effective thickness on a cheap substrate. The thin films technology sparked off many advantages,
namely, flexibility in size and shape, the possibility to make the films semi-transparent and integrate them on all
types of substrates (including flexible substrates), and, in a more general lower production costs.
Lead and bismuth chalcogenides, such as PbS and Bi 2 S 3 represent interesting opportunities and can be used as
absorber materials owing to their semiconducting properties. Thus, the study of composite thin films
(PbS) x (Bi2S3) 1-x (x 0 1) properties obtained by combining these two chalcogenides, was the subject of this
thesis. The synthesized thin films were deposited by the spray pyrolysis technique. The thin films fabricated
Description
Doctorat en Sciences
