Etude de la diffusion atomique dans la structure photovoltaïque : (In,Se) / Cu (In,Ga) (S,Se)2 / SnO2 /Verre

par Sacré Silvère Yapi

Thèse de doctorat en Sciences physiques. Milieux denses et matériaux

Sous la direction de Kamal Djessas.

Soutenue en 2006

à Perpignan , dans le cadre de École doctorale Énergie environnement (Perpignan) .


  • Résumé

    Ce travail concerne l’étude de la diffusion du cuivre, de l’indium et du gallium dans les structures In2Se3/CuGaSe2/SnO2/Verre en couche mince. Les couches de CuGaSe2 ont été déposées par une méthode de transport à courte distance (CSVT) à partir de deux types de sources ayant différentes tailles de grains. Les couches d’In2Se3 ont été déposées par évaporation thermique. Les structures ont été recuites sous vide à différentes températures et analysées par SIMS. Les profils de concentrations SIMS du cuivre, de l’indium et du gallium montrent que le cuivre diffuse jusqu’à la surface de la couche In2Se3 et que l’indium peut diffuser loin de l’interface du couple de diffusion In2Se3/CuGaSe2 vers l’électrode SnO2. La diffusion du cuivre, de l’indium et du gallium ont été étudiées et les paramètres de diffusions sont calculés. Les diffusions simultanées du cuivre et de l’indium induisent la formation d’une jonction p-n responsable de l’effet photovoltaïque des cellules Zn/In2Se3/CuGaSe2/SnO2/Verre. Des mesures EBIC ont montré un déplacement notable de la jonction de l’interface In2Se3/CuGaSe2 à travers la couche CuGaSe2 en fonction de la température de recuit, résultant en une augmentation des photovoltages jusqu’à 650 mV.

  • Titre traduit

    Study of the atomic diffusion in the photovoltaic structure (In,) /Cu (In, Ga) (S,Se) 2/SnO2/glass


  • Résumé

    This work concerns the study of copper, indium, and gallium diffusions in In2Se3/CuGaSe2/SnO2/glass thin film structures. The CuGaSe2 layers were grown by close –spaced vapor transport (CSVT) for two types of sources having different grain sizes. The In2Se3 films were deposited by thermal evaporation. The structures were annealed in vacuum at different temperatures and analyzed by SIMS. The copper, indium, and gallium SIMS concentration profiles show that the copper diffuses up to the In2Se3 film surface and that the indium can diffuse far away from the In2Se3/CuGaSe2 diffusion couple interface towards SnO2 electrode. The copper, indium, and gallium diffusions were studied and the diffusion parameters were computed. The simultaneous diffusions of copper and indium induces the formation of a p-n junction responsible for the photovoltaic effect of the Zn/In2Se3/CuGaSe2/SnO2/glass cells. EBIC measurements show a notable shift of the junction from the the In2Se3/CuGaSe2 interface through the CuGaSe2 layer in terms of the annealing temperature, resulting in an increasing of the photovoltages up to 650 mV.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (121 f.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Notes Bibliogr.

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  • Bibliothèque : Université Perpignan Via Domitia. Service commun de la documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TH 2006 YAPI
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