Elaboration et étude des propriétés des matériaux pour les applications photovoltaïques

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L’objectif de ce travail de thèse est l’élaboration des couches minces de CuIn3Se5 par la méthode d’évaporation thermique à partir des poudres broyées et l’étude de l’effet du recuit sur les propriétés physico-chimiques des couches minces de CuIn3Se5. Les couches minces obtenus ont été caractérisés par DRX, microscopie électronique à balayage (MEB), spectroscopie de rayons X à dispersion d'énergie (EDS), microscopie à force atomique (AFM), spectroscopie ultraviolet-visible (UV/Vis) et mesures électriques à effet Hall. Les résultats obtenus montrent que le processus de recuit sous vide a un effet remarquable sur les propriétés structurelles, morphologiques, compositionnelles, optiques et électriques des films de CuIn3Se5. Comparativement au film non recuit, le film recuit de CuIn3Se5 a montré une bonne stœchiométrie et cristallisation, une morphologie compacte et dense, une surface rugueuse avec une grande taille de grain, un coefficient d'absorption élevé (a > 104 cm-1 ) avec une bande interdite d'énergie de 1,27 eV. Les analyses optiques du film recuit ont révélé que les valeurs du coefficient d'extinction k sont plus élevées par rapport à celles du film non recuit. La mesure de l'effet Hall a indiqué que les films minces de CuIn3Se5 préparées sans et avec recuit ont une conductivité de type n. La mobilité et la concentration en porteurs ont augmenté après le recuit tandis que la résistivité a diminué. Les couches minces CuIn3Se5 obtenus avec des propriétés appropriées en font un matériau semi-conducteur prometteur pour les applications de cellules solaires photovoltaïques.