Les interfaces semiconductrices dans les cellules photovoltaïques à base de CuIn(S,Se)2

• Auteur / Autrice : Olivier Roussel
• Direction : Jean-François Guillemoles
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie - Physique et chimie analytique
• Date : Soutenance en 2007
• Etablissement(s) : Paris 6

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cuivre -- Composés

Photopiles

Mots clés libres

Cellules photovoltaïques

CuIn(S,Se)2

Décapage cyanure

Analyses de surface

Résumé

Ces travaux portent sur les dispositifs photovoltaïques en couches minces à base d’alliages Cu(In,Ga)(S,Se)2. Le matériau, de type CuIn(S,Se)2, est ici élaboré par électrodépôt et recuit. Dans le procédé de réalisation des dispositifs, une étape chimique de préparation de surface est nécessaire. Les objectifs sont de comprendre le mécanisme d’action du décapage dans une solution de cyanure et, du fait de la toxicité de ce dernier, de déterminer l’influence d’autres traitements chimiques en vue de le remplacer. A cet effet, la couche de chalcogénure est étudiée en utilisant la microscopie électronique à balayage et en transmission, la diffraction des rayons X, la microsonde de Castaing et la spectroscopie de photoélectrons induits par rayons X. Par ailleurs, des dispositifs photovoltaïques complets sont préparés et caractérisés. Dans ce travail, les différentes phases constitutives des couches de CuIn(S,Se)2 sont identifiées et leur localisation relative mise en évidence. La cinétique de décapage des phases secondaires dans une solution d’ions cyanure est également présentée. La synthèse de cellules photovoltaïques a permis de comprendre l’impact de ces phases sur les performances électriques des dispositifs. Le mécanisme d’action d’un traitement alternatif d’oxydation chimique sur des composés chalcopyrites à base de soufre est étudié et comparé au cas des séléniures.