Croissance et étude du composé quaternaire CuInGaSe2 destiné à la fabrication des cellules solaires
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Date
2014
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Abstract
Les composés CIGS (CuInGaSe2) sont actuellement les matériaux les plus performants sur
le marché du photovoltaïque.
A ce titre, dans ce travail, une comparaison entre les différentes approches d’élaboration du
CIGS, ont permis de comprendre les différentes phases que traversent le composé avant
d’atteindre la phase chalcopyrite voulue, et de déterminer la technique la plus adaptée à la
réalisation du quaternaire. Après plusieurs modifications sur le cycle thermique de
croissance du CIGS, on aboutit aux paramètres d’élaboration optimums. Les échantillons
de CuIn1-xGaxSe2 (CIGS) avec des proportions de x = 0,2 et 0,5 élaborés se présentent avec
une bonne morphologie.
Les lingots ont été utilisés pour déposer des films minces par une technique d'évaporation
physique (PVD) sur des substrats de verre et inox, les propriétés structurales, optiques et
électriques de composés CuIn0.8Ga0.2Se2 et CuIn0.5Ga0.5Se2 en lingots et des films minces
sont étudiées. Les pics obtenus par diffraction de rayons X sont analysés et montrent que
les échantillons préparés sont de structure chalcopyrite.
La caractérisation par spectrophotomètre a permis de déterminer le gap des lingots CIGS à
1.23 et 1.39 eV respectivement pour les proportions x=0.2 et 0.5.
Les mesures à température ambiante sur ces derniers, ont données des valeurs de
résistivités de 16 Ω.cm pour le CuIn0.8Ga0.2Se2 et de 108 Ω.cm pour le CuIn0.5Ga0.5Se2.
Les porteurs majoritaires sont de type p pour tous les échantillons obtenus.
Les valeurs de gap et de résistivité des films minces indiquent que les composés
CuIn0.8Ga0.2Se2 élaborés sont appropriés pour la fabrication de cellules solaires à haut
rendement