Etude des couches minces d'oxyde d'étain en vue de leurs applications dans les cellules photovoltaïques
Langue Anglais
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Auteur : Zakaria, Yahya
Date de soutenance : 31-05-2023
Directeur(s) de thèse : Slaoui, Abdelilah - Ahzi, Saïd
Président : Colis, Silviu-Mihail
Rapporteur(s) : Bousquet, Angélique - Pierson, Jean-François
Membre(s) du jury : Jouiad, Mustapha - Ruch, David
Établissement de soutenance : Strasbourg
Laboratoire : Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (Strasbourg ; 2013-....)
École doctorale : École doctorale Mathématiques, sciences de l'information et de l'ingénieur (Strasbourg ; 1997-....)
Discipline : Science des matériaux
Classification : Physique, Sciences de l'ingénieur
Mots-clés libres : Oxides, Pulvérisation Magnétron, Recuit Thermique, Celule Solaire, SnOx
Mots-clés :
- Dioxyde d'étain
- Photopiles
Résumé : Au cours des dernières décennies, le solaire photovoltaïque a atteint une maturité technologique ainsi que des niveaux de performance élevés. Cependant, le défi actuel consiste à rendre le PV solaire plus rentable pour être plus compétitif par rapport aux sources d'énergie conventionnelles. Une manière rationnelle de réduire le coût du solaire photovoltaïque consiste à utiliser des matériaux rentables pour réduire le coût de fabrication. L'oxyde d'indium et d'étain est l'un des oxydes conducteurs transparents les plus utilisés dans le PV solaire, il n'est pas un matériau durable car l'indium, qui est le métal principal, a une faible abondance et un coût très élevé. D'autre part, l'étain, qui est l'élément métallique de l'oxyde d'étain, a une abondance de terre plus élevée que l'indium et un coût relativement faible.L'objectif de cette thèse est de mener une étude détaillée de l'oxyde d'étain non dopé et de l'oxyde d'étain dopé à l'azote en tant qu'oxyde conducteur transparent (OCT) en utilisant principalement la pulvérisation magnétron réactive avec différentes conditions de croissance et en explorant les propriétés du matériau par différentes techniques de caractérisation. Cette thèse évaluera également les performances de l'oxyde d'étain comme couche de transport d'électrons (CTE) pour les cellules solaires à pérovskite.Le chapitre 1 traitera de l'état de l'art des films de SnOx non dopés et dopés dans les deux états chimiques SnO2 et SnO. Le chapitre 2 présentera les travaux sur la synthèse de SnOx non dopé et le recuit post-dépôt ainsi que la caractérisation des matériaux liée aux propriétés structurales, chimiques, optiques, et électriques. Nous montrons qu'une conductivité élevée est liée à une condition d'oxygène appauvrie pendant la croissance des films de SnOx et qu'une transmission optique élevée est liée à une oxydation élevée des films de SnOx. Le chapitre 3 présentera la mise en oeuvre de SnOx en tant que couche de transport d'électrons dans les cellules solaires à pérovskite où nous montrons que le recuit post-dépôt a amélioré les propriétés électriques de SnOx, ce qui conduit à améliorer les performances des cellules solaires à pérovskite. Le chapitre 4 explorera la possibilité de doper SnOx avec de l'azote en utilisant trois gaz précurseurs de l'azote, à savoir NH3, N2O et N2. Nous montrons que les traitements NH3 ont gravé et endommagé les films SnOx, les traitements N2O des films SnOx ont amélioré la conductivité de type n et les traitements N2 des films SnOx permettent de convertir la conductivité de type n en type p.
Type de contenu : Text
Format : PDF
Entrepôt d'origine : STAR : dépôt national des thèses électroniques françaises
Identifiant : 2023STRAD014
Type de ressource : Thèse
