Chimie du solide

Soutenances de thèse

- Angélica THOMERE, Institut des Matériaux Jean Rouxel, Absorbeurs chalcogénures à grand gap 1,7 eV pour la réalisation de cellules solaires en couches minces, thèse soutenue le 28/01/2020
Mots clés : Cu(In,Ga)S2, cellule solaire, cristallographie, couche mince
Résumé : Les cellules solaires en couches minces à base d’un absorbeur Cu(In,Ga)S2 (CIGS) sont actuellement envisagées pour former une cellule tandem avec une cellule à base de silicium. Le gap désiré pour cette application est 1,7 eV et peut être obtenu pour une composition Cu(In0,7,Ga0,3)S2 qui est la composition d’intérêt de notre étude. Cependant, au cours d’un dépôt de couche mince, plusieurs phases sont susceptibles de se former et il existe très peu d’informations sur les phases soufrées CIGS dans la littérature. L’objectif de cette thèse est d’étudier fondamentalement les structures et les propriétés des phases CIGS par une approche de cristallochimie, afin d’obtenir des informations pour l’optimisation d’un dépôt de couches minces par co-évaporation. Elle se divise en deux parties : une partie sur les échantillons dits “massifs”, sous forme de poudres et cristaux, synthétisés par voie céramique à haute température, et une partie sur les matériaux sous forme de couches minces, déposées sur des substrats de verre/molybdène par co-évaporation. L’effort a été fait de lier les deux types d’échantillons par leurs structures et leurs compositions déterminées par diffraction des rayons X et analyse élémentaire EDX. La première partie a permis d’établir un diagramme de phases de CIGS et de connaitre le domaine de stabilité de la structure chalcopyrite. La seconde a permis l’optimisation d’un procédé de co-évaporation qui a menée à l’élaboration de cellules solaires prometteuses.

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