Synthèse et Caractérisation de Couches Minces de Cu(In,Ga)Se2par Voie Electrochimique.

Abstract

Le Cu(In,Ga)Se2(CIGS) est un matériau prometteur comme absorbant dans la fabrication de cellules solaires. Le développement à grande échelle de cellules solaires à base de CIGS est conditionné par le développement de procédés à faible coût et soucieux de l’environnement. Dans ce contexte, des couches minces de CuInSe2(CIS), CuGaSe2(CGS) etCu(In,Ga)Se2(CIGS ont été élaborées par voie électrochimique en un seul bain sur divers substrats solides. La voltammétrie cyclique a été utilisée pour optimiser les paramètres électrochimiques de dépôts tels que le pH, les concentrations des sels métalliques et le potentiel imposé. Pour fabriquer les couches minces, nous avons mis au point un protocole de dépôt en une seule étape permettant ainsi d’obtenir des films de bonnes qualités structurelle et morphologique. Dans une étude détaillée sur le composé ternaire CIS, les analyses DRX montrent que les caractéristiques des films préparés sur Mo et Si correspondent aux CuInSe2sous la structure chalcopyrite avec une orientation préférentielle de croissance suivant la direction (112). Une deuxième étude sur des couches minces de CGS et CIGS qui ont été élaborées sur des substrats de FTO.La surface des échantillons préalable à untraitement thermique a été analysée au MEB. Les imagesmontrent une évolution importante de la morphologie du composé CGS, par contre les grains de des films CIGS deviennent de plus en plus isotropes lorsque le potentiel de dépôt diminue. La sélénisation à 400°C conduit à la formation de CIGS et à la ségrégation de Ga vers la face arrière de film. Les analyses chimiques obtenues par EDS de ce procédé ont donné des rapports atomiques en Cu/(In+Ga) ~ 1.2 et Ga/(In+Ga) ~ 0.4.