Mémoires de Fin d’Etudes
Etablissement
Université de Sidi Bel Abbès - Djillali Liabes
Affiliation
Département d’Electronique
Auteur
NASSOUR, ABDELKADER
Directeur de thèse
KANDOUCI Malika (Professeur)
Filière
Electronique
Diplôme
Doctorat
Titre
L’ELABORATION DE CELLULES SOLAIRES CIGS/CZTS EN (CO-) PULVERISATION
Mots clés
Elaboration, Matériaux, Couches minces, Pulvérisation, absorbeur CIGS ou CZTS, Caractérisation, Cellules solaires, Simulation
Résumé
L’orientation vers le photovoltaïque est due essentiellement à l’épuisement de ressources naturelle fossiles. Cette solution est prometteuse et est considérée comme énergie renouvelable car d’origine naturelle, inépuisable et non polluante (pas d’émission de gaz à effet de serre). La filière photovoltaïque et en bonne évolution ; elle provient de la conversion de la lumière du soleil en électricité cette conversion se produit au sein de matériaux semi-conducteurs qui ont comme propriété essentielle de libérer leurs porteurs de charge (électrons et trous) sous l’influence de l’effet d’une excitation extérieure. Les cellules photovoltaïques en couche minces sont fabriquées plus simplement et plus rapidement que les cellules en silicium cristallin. Dans l’alliage CIGS, la concentration d’indium et de gallium peut varier entre du séléniure de cuivre et d’indium pur, et du séléniure de cuivre et de gallium pur. C’est un semi-conducteur à structure de chalcopyrite. L’alliage CIGS entre principalement dans la fabrication d’une cellule solaire utilisée sous forme d’une couche mince polycristalline, comme dans les cellules de première génération issues du silicium, elles utilisent le principe de la jonction PN. La différence est que la structure du CIGS forme une jonction complexe constituée de matériaux de natures différentes (hétéro-jonction) de type CIGS(p)/CdS(n)/ZnO(n) dans les dispositifs à plus haut rendement. Les couches CIGS peuvent être réalisées par différentes méthodes : le procédé le plus commun consiste à co-évaporer sous vide, du cuivre, du gallium et de l’indium en surpression de sélénium. Le Cu 2 ZnSnS 4 (CZTS) a été identifié comme un matériau à haut potentiel en termes d’énergie photovoltaïque et bénéficiant de ressources naturelles importantes pour répondre à un accroissement de la demande mondiale en énergie. Contrairement à d’autres technologies couches minces photovoltaïques, la couche active CZTS présente également l’avantage de n’utiliser que des matériaux non -toxiques permettant s’inscrire totalement dans une dimension de technologie durable. Un autre procédé, ne faisant pas appel à la technologie du vide, consiste à « étaler » des nanoparticules des matériaux précurseurs sur le substrat et de les fritter. Les cellules à base de Cu2ZnSnS4 (CZTS) sont très prometteuses avec des rendements dépassant 8% sans utilisation d’In, Ga ou Se. Les cellules CIGS/CZTS en co-pulvérisation, qui nous intéressent, ont une structure identique, généralement composée d’un contact arrière en molybdène, d’un absorbeur CIGS ou CZTS.
Statut
Validé