Elaboration et caractérisation des matériaux binaires CuxS et Ag2S élaborés par la technique SILAR pour couche tampon de cellule solaire à base de couche absorbante CIS

Abstract

Depuis une dizaine d’années, des efforts considérables ont été accomplis dans le domaine de nouveaux matériaux synthétisés à bas coût pour être intégrer dans les cellules solaires à base de couches absorbantes CIS: CuIn (S,Se)2, et GICS: Cu(In, Ga)(Se,S)2. On peut citer à titre d’exemple les couches tampons telles que: CdS, ZnS, CuxS et Ag2S. Ces matériaux ont attiré notre attention vu leurs facilité à être déposé par la technique SILAR, ‘Successive Ionic Layer Absorption Reaction’ sur du verre, une technique réalisée et automatisé pour la première fois à l’université des Sciences et de la technologie d’Oran. Les matériaux sont synthétisés au laboratoire de microscopie électronique et sciences des matériaux et caractérisés à l’Université de Bourgogne par la coopération de l’équipe. Les couches minces et nanostructures sont le sulfure de cuivre CuxS, le sulfure d’argent Ag2S, le sulfure de zinc ZnS, le disulfure de cuivre et d’aluminium CuAlS2 et le disulfure de cuivre et d’indium CuInS2 ont un gap optique fondamental de l’ordre de 1,5 - 2,5 eV pour CuxS, de 1,0 - 2,0 eV pour Ag2S, de 2,5 eV pour ZnS, de 3,5 eV pour CuAlS2 et de 1,5 eV pour CIS. Ces matériaux sont préparés par plusieurs techniques, telles que spray, Sol gel, SILAR et bain chimique. A notre connaissance, il y a deux chercheurs indiens qui oeuvrent dans ce domaine, Lokhande et Pathan [1, 4, 5] qui ont développé cette technique au sens propre du brevet de déposition. Ces matériaux peuvent être utilisés en optoélectronique comme couche tampon et couche absorbante pour cellule solaire, photoconducteur et photodiode, dans les applications de l’environnement comme capteur de gaz.