Elaboration de couches minces d’oxydes transparents et conducteurs par spray cvd assiste par radiation infrarouge pour applications photovoltaÏques

Elaboration de couches minces d’oxydes transparents et conducteurs par spray cvd assiste par radiation infrarouge pour applications photovoltaÏques PDF Author: Jérôme Garnier
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Languages : fr
Pages : 196

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Les oxydes métalliques sont des matériaux pouvant présenter la double propriété d’avoir une haute conductivité électrique et une bonne transparence dans le domaine du visible. Ils sont appelés « oxydes transparents et conducteurs », TCO. Le plus utilisé de ces matériaux est l’oxyde d’indium dopé étain (ITO). L’indium est un élément rare et cher qui avec la demande croissante de l’industrie des écrans plats en ITO, a vu son prix s’envoler. De nombreuses recherches sont basées sur le besoin de trouver un challenger. Des candidats tels que l’oxyde de zinc ou l’oxyde d’étain s'avèrent prometteurs. Pour déposer ces matériaux en couches minces, différentes techniques peuvent être utilisées. Nous avons choisi une technique appelée Spray-CVD car elle présente l’avantage d’avoir des dépôts de qualités avec la réaction de CVD et la facilité de manipulation des précurseurs avec le spray. Pour résumer, c’est une technique simple et économique. La particularité de cette étude est l’utilisation de lampes infrarouges comme chauffage de notre système. L’association de la technique de Spray-CVD et des lampes infrarouges est unique à notre connaissance. Nous avons appelé l’ensemble : IRASCVD (InfraRed Assisted Spray Chemical Vapor Deposition). Afin de déposer des couches compétitives de TCO avec notre technique, deux stratégies ont été déployées. La première consiste à la réalisation d’un réacteur expérimental de Spray-CVD au sein de notre laboratoire. Des films minces d’oxyde d’étain non dopé et dopé au fluor ont été étudiés ainsi que l’optimisation des paramètres de dépôts. Ces couches ont enfin été utilisées en tant qu’électrodes transparentes pour cellules solaires organiques. L’ensemble de cette étude a permis de valider les dépôts de TCO par IRASCVD. La deuxième partie de l’étude consiste à l’utilisation d’un réacteur R&D basé sur le même principe de Spray-CVD. Ce réacteur a permis le dépôt de films minces d’oxyde de zinc non dopé et dopé aluminium. Une attention particulière a été portée à l’influence des infrarouges sur les propriétés des TCO. Ces dépôts ont été comparés avec ceux réalisés avec un chauffage classique. Cette étude souligne l’impact des infrarouges sur les films minces de TCO.

Elaboration de couches minces d’oxydes transparents et conducteurs par spray cvd assiste par radiation infrarouge pour applications photovoltaÏques

Elaboration de couches minces d’oxydes transparents et conducteurs par spray cvd assiste par radiation infrarouge pour applications photovoltaÏques PDF Author: Jérôme Garnier
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Les oxydes métalliques sont des matériaux pouvant présenter la double propriété d’avoir une haute conductivité électrique et une bonne transparence dans le domaine du visible. Ils sont appelés « oxydes transparents et conducteurs », TCO. Le plus utilisé de ces matériaux est l’oxyde d’indium dopé étain (ITO). L’indium est un élément rare et cher qui avec la demande croissante de l’industrie des écrans plats en ITO, a vu son prix s’envoler. De nombreuses recherches sont basées sur le besoin de trouver un challenger. Des candidats tels que l’oxyde de zinc ou l’oxyde d’étain s'avèrent prometteurs. Pour déposer ces matériaux en couches minces, différentes techniques peuvent être utilisées. Nous avons choisi une technique appelée Spray-CVD car elle présente l’avantage d’avoir des dépôts de qualités avec la réaction de CVD et la facilité de manipulation des précurseurs avec le spray. Pour résumer, c’est une technique simple et économique. La particularité de cette étude est l’utilisation de lampes infrarouges comme chauffage de notre système. L’association de la technique de Spray-CVD et des lampes infrarouges est unique à notre connaissance. Nous avons appelé l’ensemble : IRASCVD (InfraRed Assisted Spray Chemical Vapor Deposition). Afin de déposer des couches compétitives de TCO avec notre technique, deux stratégies ont été déployées. La première consiste à la réalisation d’un réacteur expérimental de Spray-CVD au sein de notre laboratoire. Des films minces d’oxyde d’étain non dopé et dopé au fluor ont été étudiés ainsi que l’optimisation des paramètres de dépôts. Ces couches ont enfin été utilisées en tant qu’électrodes transparentes pour cellules solaires organiques. L’ensemble de cette étude a permis de valider les dépôts de TCO par IRASCVD. La deuxième partie de l’étude consiste à l’utilisation d’un réacteur R&D basé sur le même principe de Spray-CVD. Ce réacteur a permis le dépôt de films minces d’oxyde de zinc non dopé et dopé aluminium. Une attention particulière a été portée à l’influence des infrarouges sur les propriétés des TCO. Ces dépôts ont été comparés avec ceux réalisés avec un chauffage classique. Cette étude souligne l’impact des infrarouges sur les films minces de TCO.

Etude d'oxydes métalliques nanostructurés (ZnO,SnO2) pour applications photovoltaïques, notamment oxydes transparents conducteurs et cellules solaires à colorant

Etude d'oxydes métalliques nanostructurés (ZnO,SnO2) pour applications photovoltaïques, notamment oxydes transparents conducteurs et cellules solaires à colorant PDF Author: Germain Rey
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Les nanostructures d'oxydes métalliques jouent un rôle essentiel dans les cellules photovoltaïques à colorants, puisque ces matériaux permettent la réalisation du contact électrique transparent en face avant et de la photoanode. L'oxyde stannique (SnO2) et l'oxyde de zinc (ZnO) ont été employés respectivement, car leurs propriétés optiques, électroniques et structurales sont particulièrement bien adaptées aux cellules solaires à colorant. Le contact électrique transparent, obtenu par pyrolyse d'aérosol, se présente sous forme d'une couche mince de SnO2 dopé par du fluor composée de grains nanométriques. Les propriétés électriques et optiques de ce composant ont été optimisées en vue de son intégration dans des cellules à colorants. Une étude approfondie du transport électronique au sein de la couche a permis de quantifier l'influence des différents mécanismes de diffusion suivant les cas considérés. La photoanode a été réalisée, directement à la surface de la couche mince de SnO2, par dépôt chimique de nanofils de ZnO à partir de précurseurs en phase vapeur. Le diamètre et la densité surfacique des nanofils sont contrôlés respectivement par les conditions de croissance et le degré d'oxydation du substrat. Les photoanodes à base de nanofils ont été intégrées dans des cellules à colorant. La limitation des performances de ces cellules est due à la faible surface développée par le ZnO qui conduit à la fixation d'une trop faible quantité de colorant à la surface de ce dernier. Afin de remédier à ce problème, des nanoparticules de ZnO ont été élaborées par bain chimique à la surface des nanofils. Les cellules solaires à base de structures composites présentent des performances supérieures à celles réalisées à partir de nanofils ou de nanoparticules. Les photoanodes composites permettent d'obtenir à la fois un transport efficace des électrons et de développer une surface importante et de ce fait, elles présentent des performances prometteuses.

Association des procédés hydrothermal et CVD à courte distance pour l'élaboration de couches minces photovoltaiques à partir d'une source nanostructurée du composé Cu2SnS3

Association des procédés hydrothermal et CVD à courte distance pour l'élaboration de couches minces photovoltaiques à partir d'une source nanostructurée du composé Cu2SnS3 PDF Author: Mohamed Belaqziz
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Le materiau Cu2SnS3 (CTS) est un semi-conducteur caracterisé par une bande interdite direct et un fort coefficient d'absorption optique dans le domaine du visible. Ces propriétés font de lui un des composes les plus attractifs pour une application photovoltaïque en couches minces. Compare aux technologies concurrentes, le CTS tire ces principaux avantages du nombre et de la nature de ses éléments. Ils sont abondants et non toxiques, une tendance encourageante qui promet de développer une future technologie de photopiles a faible cout et respectueuse de l'environnement. L'objectif de ce travail est de réaliser des dépôts de films minces microstructures de CTS a partir de nanoparticules du même matériau. Pour se faire, un protocole expérimental original a été adopte en associant deux procédés d'élaboration simple : hydrothermal et CVD a courte distance. Cette approche a permis de s'affranchir des procédés conventionnels couteux actuellement employés.

Contribution à l'élaboration et à la caractérisation des couches minces d'oxydes semiconducteurs transparents obtenus par pyrolyse d'un aérosol produit par pulvérisation ultrasonore

Contribution à l'élaboration et à la caractérisation des couches minces d'oxydes semiconducteurs transparents obtenus par pyrolyse d'un aérosol produit par pulvérisation ultrasonore PDF Author: Jorge Antonio Retamozo Motta
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Pages : 92

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ELABORATION ET CARACTERISATION DE MATERIAUX SUSCEPTIBLES D'AMELIORER LE RENDEMENT D'UN CAPTEUR PLAN. DEPOT DE COUCHES D'OXYDES TELS QUE SNO::(2) ET IN::(2)O::(3) PAR LE PROCEDE "PYROSOL". CES OXYDES POSSEDENT UNE BANDE INTERDITE SUFFISAMMENT ELEVEE POUR ETRE TRANSPARENT DANS LE VISIBLE. A L'AIDE D'UN DOPAGE APPROPRIE, ILS PRESENTENT UNE REFLEXION IMPORTANTE DANS L'INFRAROUGE

Synthèse et caractérisation d'oxydes transparents conducteurs de type p pour application en cellules solaires à colorant

Synthèse et caractérisation d'oxydes transparents conducteurs de type p pour application en cellules solaires à colorant PDF Author: Benoît Chavillon
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Pages : 358

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La thèse avait pour objectif la préparation de semi-conducteurs de type p sous forme de nanoparticules pour la réalisation de cellules à colorant fonctionnant sur le principe inverse aux cellules dites de Grätzel, à savoir par photoinjection de trou d'un colorant à une cathode. Dans ce cadre, nos études ont porté en premier lieu sur la réalisation de films homogènes et d'épaisseur ajustable de NiO par voie hydrothermale. Ces films ont été caractérisés. Ils mettent en exergue de façon systématique la présence d'une portion infime de nickel métallique qui pourrait être à l'origine de l'excellent comportement de ce matériau en photocathode. Cependant, l'accension à de plus haut rendements photovoltaïques nécessite l'obtention d'autres semiconducteurs de type p. A cette fin, la synthèse de nanoparticules de CuGaO2 par voie hydrothermale avec de l'éthylène glycol comme agent réducteur a été entreprise. La réalisation de cellules à colorant à partir de ce matériau conduit à des caractéristiques photovoltaïques prometteuses qui restent à optimiser. Parallèlement, l'oxysulfure de lanthane et de cuivre, LaOCuS, reporté dans la littérature avec une forte mobilité de ses porteurs de charges positifs a pu être stabilisé sous la forme de nanoparticules par voie solvothermale dans l'éthylène diamine. Malheureusement, ce matériau n'a pu être testé pour l'application visée faute d'un médiateur redox adapté. Enfin, la stabilisation de ZnO:N de type p a pu être réalisée par nitruration réactive du dioxyde de zinc ZnO2. Le matériau final se caractérise par une structure de type wurtzite qui s'accommode de la présence de groupements peroxydes et d'anions nitrures ainsi que d'une non stoechiométrie en zinc.

Synthèse de couches minces à base de sulfures et d'oxydes par dépôt chimique en phase vapeur à flux alternés (ALCVD) pour applications photovoltaïques dans les cellules à base de diséléniure de cuivre, d'indium et de gallium (CIGS)

Synthèse de couches minces à base de sulfures et d'oxydes par dépôt chimique en phase vapeur à flux alternés (ALCVD) pour applications photovoltaïques dans les cellules à base de diséléniure de cuivre, d'indium et de gallium (CIGS) PDF Author: Pascal Genevée
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Languages : fr
Pages : 252

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L’objectif de cette thèse est d’étudier le dépôt de couches minces d’oxydes et de sulfures par la méthode du dépôt chimique en phase vapeur à flux alternés (ALCVD). Ces matériaux sont ensuite utilisés dans la réalisation de cellules solaires en couches minces à base de diséléniure de cuivre, de gallium et d’indium (CIGS). Dans un premier temps, le dépôt de couches minces de sulfure d’indium, de sulfure de zinc et de couches mixtes a été réalisé à 200 °C. L’étude des mécanismes de croissance de ces matériaux à l’aide d’une microbalance à cristal de quartz a révélé des mécanismes de désorption importants pendant les purges et des réactions d’échange entre le diethylzinc et le sulfure d’indium. Les propriétés des couches mixtes varient entre celles du sulfure d’indium et celles du sulfure de zinc. La meilleure cellule solaire réalisée avec une couche tampon en ZnInxSy atteint un rendement de 11,2 % (couche tampon de référence : 12,3 %). D’autres matériaux à base d’oxysulfure de zinc (Zn(O,S)) (Zn(O,S):In, Zn(O,S):Al) ont été étudiés et utilisés comme couches tampons donnant des performances inférieures. Dans un second temps, l’étude de la croissance de couches d’oxyde de zinc (ZnO) et d’oxyde de zinc dopées à l’aluminium (ZnO:Al) à 160 °C a permis de mettre en avant l’influence des temps de purge au cours de la croissance sur les propriétés électriques des couches. Finalement, des couches minces de disulfure de cuivre et d’indium (CuInS2) ont été déposées suivant un procédé en deux étapes faisant intervenir des processus de diffusion. Une couche de moins de 300 nm d’épaisseur utilisée comme absorbeur de cellule solaire a permis d’obtenir un rendement de 2,8 %.

ICREEC 2019

ICREEC 2019 PDF Author: Ahmed Belasri
Publisher: Springer Nature
ISBN: 9811554447
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 659

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This book highlights peer reviewed articles from the 1st International Conference on Renewable Energy and Energy Conversion, ICREEC 2019, held at Oran in Algeria. It presents recent advances, brings together researchers and professionals in the area and presents a platform to exchange ideas and establish opportunities for a sustainable future. Topics covered in this proceedings, but not limited to, are photovoltaic systems, bioenergy, laser and plasma technology, fluid and flow for energy, software for energy and impact of energy on the environment.

REALISATION, CARACTERISATION ET APPLICATION D'OXYDES EN COUCHES MINCES

REALISATION, CARACTERISATION ET APPLICATION D'OXYDES EN COUCHES MINCES PDF Author: EL HADI.. BABA ALI
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Languages : fr
Pages : 208

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DANS LE CADRE DE MA THESE DE DOCTORAT, J'AI TRAVAILLE D'UNE PART SUR LES OXYDES TRANSPARENT CONDUCTEURS ET D'AUTRE PART SUR LES OXYDES DE METAUX DE TRANSITION EN COUCHES MINCES. CE TRAVAIL EST DONC DIVISE EN DEUX PARTIES : LA PREMIERE PARTIE CONSISTE AINSI EN L'ELABORATION ET EN LA CARACTERISATION DES COUCHES MINCES PERFORMANTES D'OXYDE D'INDIUM IN 2O 3 OBTENUES PAR EVAPORATION THERMIQUE REACTIVE. J'AI PORTE UN INTERET TOUT PARTICULIER A L'ETUDE DE L'INFLUENCE DES CONDITIONS EXPERIMENTALES DE DEPOT, DU TRAITEMENT THERMIQUE AINSI QUE CELUI DU DOPAGE PAR GERMANIUM PAR IMPLANTATION IONIQUE SUR LEURS PROPRIETES ELECTRIQUES ET OPTIQUES. J'AI MODELISE LEUR COMPORTEMENT ELECTRIQUE A L'AIDE D'UN MODELE FAISANT INTERVENIR, DANS CERTAINS CAS, UNE LIMITATION AUX JOINTS DE GRAINS. CES COUCHES MINCES ONT ETE UTILISEES A LA REALISATION AU SEIN DE NOTRE LABORATOIRE, DES COMPOSANTS OPTOELECTRONIQUES A SAVOIR DES CELLULES PHOTOVOLTAIQUES ET DES DIODES ELECTROLUMINESCENTES ORGANIQUES (DELO). JE ME SUIS INTERESSE DANS LA DEUXIEME PARTIE DE CE TRAVAIL A LA REALISATION DES COUCHES MINCES D'OXYDES DE METAUX DE TRANSITION TELS QUE LA VANADATE FEVO 4 ET LA DIVANADATE NI 2V 2O 7 OBTENUES PAR EVAPORATION DES ELEMENTS METALLIQUES PAR CANON A ELECTRONS SUIVI D'UN TRAITEMENT THERMIQUE. CES COUCHES ETAIENT DEPOSEES SUR DES SUBSTRATS DE VERRE RECOUVERT PREALABLEMENT PAR UNE COUCHE DE SNO 2 AINSI QUE SUR DES DISQUES DE PLATINE. DES TESTS ELECTROCHIMIQUES SUR CES COUCHES ONT ETE REALISES DANS LE CADRE D'UNE COLLABORATION ENTRE NOTRE EQUIPE ET CELLE DE D. GUYOMARD QUI FAIT PARTIE DU LABORATOIRE DE PHYSICO-CHIMIE DES SOLIDES DE L'INSTITUT DES MATERIAUX DE NANTES (IMN).

Handbook of Transparent Conductors

Handbook of Transparent Conductors PDF Author: David S. Ginley
Publisher: Springer Science & Business Media
ISBN: 1441916385
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 537

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Book Description
Transparent conducting materials are key elements in a wide variety of current technologies including flat panel displays, photovoltaics, organic, low-e windows and electrochromics. The needs for new and improved materials is pressing, because the existing materials do not have the performance levels to meet the ever- increasing demand, and because some of the current materials used may not be viable in the future. In addition, the field of transparent conductors has gone through dramatic changes in the last 5-7 years with new materials being identified, new applications and new people in the field. “Handbook of Transparent Conductors” presents transparent conductors in a historical perspective, provides current applications as well as insights into the future of the devices. It is a comprehensive reference, and represents the most current resource on the subject.

ZnO Thin Films

ZnO Thin Films PDF Author: Paolo Mele
Publisher:
ISBN: 9781536160864
Category : Zinc oxide thin films
Languages : en
Pages : 0

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Zinc oxide (ZnO) is an n-type semiconductor with versatile applications such as optical devices in ultraviolet region, piezoelectric transducers, transparent electrode for solar cells and gas sensors. This book "ZnO Thin Films: Properties, Performance and Applications" gives a deep insight in the intriguing science of zinc oxide thin films. It is devoted to cover the most recent advances and reviews the state of the art of ZnO thin films applications involving energy harvesting, microelectronics, magnetic devices, photocatalysis, photovoltaics, optics, thermoelectricity, piezoelectricity, electrochemistry, temperature sensing. It serves as a fundamental information source on the techniques and methodologies involved in zinc oxide thin films growth, characterization, post-deposition plasma treatments and device processing. This book will be invaluable to the experts to consolidate their knowledge and provide insight and inspiration to beginners wishing to learn about zinc oxide thin films.