Absorbeurs chalcogénures à grand gap ~1,7 eV pour la réalisation de cellules solaires en couches minces
Auteur / Autrice : | Angélica Thomere |
Direction : | Alain Lafond |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Chimie physique |
Date : | Soutenance le 28/01/2020 |
Etablissement(s) : | Nantes |
Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale Matière, Molécules Matériaux et Géosciences (Le Mans) |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : Institut des Matériaux Jean Rouxel (Nantes) |
Jury : | Président / Présidente : Céline Darie |
Examinateurs / Examinatrices : Catherine Guillot-Deudon, Emmanuel Guilmeau | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Céline Darie, Olivier Briot |
Mots clés
Mots clés contrôlés
Mots clés libres
Résumé
Les cellules solaires en couches minces à base d’un absorbeur Cu(In,Ga)S2 (CIGS) sont actuellement envisagées pour former une cellule tandem avec une cellule à base de silicium. Le gap désiré pour cette application est ~1,7 eV et peut être obtenu pour une composition Cu(In0,7,Ga0,3)S2 qui est la composition d’intérêt de notre étude. Cependant, au cours d’un dépôt de couche mince, plusieurs phases sont susceptibles de se former et il existe très peu d’informations sur les phases soufrées CIGS dans la littérature.L’objectif de cette thèse est d’étudier fondamentalement les structures et les propriétés des phases CIGS par une approche de cristallochimie, afin d’obtenir des informations pour l’optimisation d’un dépôt de couches minces par co-évaporation. Elle se divise en deux parties : une partie sur les échantillons dits “massifs”, sous forme de poudres et cristaux, synthétisés par voie céramique à haute température, et une partie sur les matériaux sous forme de couches minces, déposées sur des substrats de verre/molybdène par co-évaporation. Les structures et compositions des deux types d’échantillons sont déterminées par diffraction des rayons X et analyse élémentaire EDX. La première partie a permis d’établir un diagramme de phases de CIGS et de connaître le domaine de stabilité de la structure chalcopyrite. La seconde a permis l’optimisation d’un procédé de co-évaporation qui a mené à l’élaboration de cellules solaires prometteuses.