Couches minces d'un absorbeur à grand gap : Cu(In,Ga)S2 : réalisation et étude

par Tarik Moudakir

Thèse de doctorat en Sciences physiques. Spécialité : milieux denses et matériaux

Sous la direction de Georges Massé.

Soutenue en 2005

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

mots clés

• Photopiles
• Dépôt chimique en phase vapeur
• Couches minces
• Cuivre -- Composés organiques
• Indium -- Composés
• Sélénium

Résumé

Ce travail s'inscrit dans le domaine des cellules solaires photovoltaïques de la filière CuInSe2 et plus particulièrement des cellules ayant un absorbeur à grand gap (1,6 -1,7 eV). Cu(In,Ga)S2 a été choisi pour former cet absorbeur, notamment pour la facilité du dopage (type n ou type p). Dans une première étape, la croissance et l'étude fondamentale de couches minces de Cu(In,Ga)S2 ont été réalisées. La méthode de croissance est basée sur une technique faible coût de transport à courte distance (CSVT), que nous avons mis au point au cours de ce travail. Les conditions d'obtention des couches minces ont été déterminées et discutées, notamment en termes de porosité de la source, de la température de substrat, de la pression d'argon (0,1 à 1 bar). . . . Des morphologies différentes ont été obtenues, suivant les conditions expérimentales.

Titre traduit

Wide gap absorber thin films : Cu(In,Ga)S2. Deposition and study.

Résumé

This present work concerns the CuInSe2-type solar cells having a wide-gap absorber (1,6 -1,7 eV). Cu(In,Ga)S2 was selected to form this absorber, mainly for its easy doping (p or n-type). As a first step, a systematic and fundamental study of the growth and characterization of thin films was carried out. The aim of this work was to grow thin film absorbers having suitable morphologies, quasi-stoichiometric compositions and various electrical resistivities, by means of a new low cost, vacuum free and potentially large area method based on the close-spaced vapor transport (CSVT) principle. The deposition conditions were determined and discussed, particularly in terms of source porosity, substrate temperature, argon pressure (0,1 à 1 bar). . . . Different morphologies were observed, according to the experimental conditions.