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Etude des Composés Quaternaires Chalcogénides pour la Conversion Photovoltaïque. Cas du CuAlGaTe2

Type doc. :

Thèses / mémoires

Langue :

Français

Année de soutenance:

2017
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Des poudres nanocristallines de CuAl0.5Ga0.5Te2 ont été élaborées par mécanosynthése à l’aide d’un broyeur planétaire à haute énergie de type (Pulverisette P7). Pour le processus de formation des composés des périodes de broyage de 60,180 et 360 mn ont été retenues. Les propriétés physiques ont été étudiées au moyen de techniques variées. Des calculs préliminaires ab initio sur les propriétés principales ont été effectués sur le semi-conducteur chalcopyrite CuAlGaTe2. La méthode de simulation utilises est basée sur la théorie de la densité fonctionnelle associée à la méthode des ondes planes augmentées linéarisées avec un potentiel total + orbitales locales (FP-LAPW+lo). Le calcul de la structure de bande suggère que CuAlGaTe2 est un semi-conducteur à gap direct de valeur Eg égale à 1.35 eV. Dans la partie expérimentale, l’étude de la structure par la diffraction des rayons X (DRX) a révélé la présence des raies essentielles de la phase chalcopyrite et a permit de déterminer les paramètres de la maille ainsi que la taille des particules. La spectroscopie en énergie dispersive (EDAX) a montré que la composition finale des échantillons est proche de la stoechiométrie. Les études en microscopie électronique en transmission (MET) ont révélé que les grains se présentent sous forme d’agglomérats de nano particules de différentes tailles. L’analyse des énergies de liaison de Cu, Al, Ga est Te par la spectroscopie photoélectronique aux rayons X (XPS) a mis en évidence la présence des raies Cu2p3/2 Cu2p1/2, Al2p, Ga2p3/2 est Te3d5 émises par les éléments du matériau CuAl0.5Ga0.5Te2. Les mesures optiques a montré que les valeurs du gap obtenues sont comprises entre 1.42 eV et 1.45 eV confirmant ainsi les valeurs calculées par l’approche GGA- mBJ. La présente étude a démontré que l’ajout d’aluminium affecte les propriétés physiques du matériau. Les paramètres du réseau cristallin semblent varier linéairement en relation avec xAl (taux de Al) et obéissent à la loi de Vegard. La variation des énergies de bandes en fonction du taux d’Al peut être décrite par une équation polynomiale du second ordre. En résumé il est important de noter que l’étude des calculs par GGA–mBJ sont en bon accord avec les mesures expérimentales. Comme candidat potentiel pour la technologie photovoltaïque, le matériau CuAlGaTe2 possède une structure idéale et un gap proche du spectre solaire



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530 SEH TH C1 BIB-Centrale / Thèses interne disponible
Sehli Hafida et al. (2017). Etude des Composés Quaternaires Chalcogénides pour la Conversion Photovoltaïque. Cas du CuAlGaTe2 (Doctorat) . Annaba.