Etude des propriétés du matériau ternaire CuInSe2 à base de Cu de la famille des chalcopyrites Cu-III-VI2

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Des échantillons du CuInSe2 ont été préparés par quatre méthodes différentes: sous forme de poudre préparée par la méthode mécano-synthèse utilisant deux temps différents (t= 15 et t= 30 min). La deuxième technique c’est la synthèse du lingot du CuInSe2 par la SHS (Self Propagating Hight Temperature Synthesis) ou auto-combustion par un passage d’un courant électrique utilisant une plaque de graphite. Des couches minces CuInSe2 ont été déposées par l’évaporation thermique à partir de ces dernières méthodes (mécano-synthèse et SHS) et par la Co-évaporation. L’étude structurale de tous les échantillons synthétisés par toutes les techniques a permis de mettre en évidence l’existence de la phase chalcopyrite. L’affinement par la méthode Rietveld utilisant le programme « Maud » confirme la phase chalcopyrite des couches minces. L’analyse par le MEB montre que ces couches minces ont une taille nanométrique. L’étude de l’absorption optique a confirmé que ces matériaux sont bien adaptés à la conversion photovoltaïque, et ont un gap d’énergie autour de 1.00 eV. Les analyses par spectrométrie de photoélectrons XPS des éléments Cu, In et Se, ont été effectuées en utilisant les niveaux Cu2p3/2, In3d5/2, et Se3d5/2 permet d’estimer la composition atomique des échantillons. L’étude des couches minces Co-évaporées, a montré le rôle important joué par les joints de grains dans le mécanisme de conduction des porteurs de charges. Ainsi, le modèle de Mott a été vérifié à basse température, contrairement à l’émission thermoïonique (Modèle de Séto) qui est prépondérante à haute température.