Titre :	Amélioration des performances des cellules solaires à base de CZTS avec une couche ZnS comme couche tampon en comparaison avec la couche CdS
Type de document :	document électronique
Auteurs :	Yaakoub Hassaine, Auteur ; Souad Laghrib, Directeur de thèse
Editeur :	Setif:UFA
Année de publication :	2025
Importance :	1 vol (48 f.)
Format :	29 cm
Langues :	Français (fre)
Catégories :	Thèses & Mémoires:Physique
Mots-clés :	Couches minces CdS ZnS Spray pyrolyse I-V Rendement
Index. décimale :	530 - Physique
Résumé :	Dans ce travail, nous avons réalisé deux cellules photovoltaïques en couche mince avec la variation de la couche tampon dans la structure réalisée FTO/CdS, (ZnS)/CZTS/Au, dans le but d'améliorer le rendement de la cellule. Les films de ZnO, ZnS et CZTS ont été déposés par la technique de spray pyrolyse, tandis que le film CdS a été déposé par bain chimique. Tous les couches sont analysées par diverses techniques de caractérisation comme le DRX, le microscope électronique à balayage, le spectrophotomètre UV-Visible et l’effet Hall. La caractéristique I-V d'hétérostructure CZTS/CdS et CZTS/ZnS réalisées à partir des couches élaborées selon les conditions expérimentales étudiées, montre que le rendement des cellules CZTS/CdS et CZTS/ZnS sont de 0,7 % et 0,3 % respectivement. La performance globale d'une cellule solaire dépend d'un équilibre délicat entre les caractéristiques de ses constituants. La cellule de CZTS/CdS offre un meilleur rendement de conversion, mais sa toxicité est un inconvénient majeur. Tandis que, le rendement de conversion actuellement inférieur de la cellule CZTS/ZnS s'affirme comme un choix prometteur pour les cellules solaires en couche mince.
Note de contenu :	Sommaire Introduction générale .................................................................................................................. 1 Chapitre I : Etat de l’art des cellules solaires en couches minces I.1. Introduction ........................................................................................................................... 3 I.2. Présentation des différentes technologies de cellules solaires en couche minces ................ 3 I.3. Fonctionnement d’une cellule solaire ................................................................................... 4 I.4. Structure d’une cellule solaire en couches minces ............................................................... 5 I.5. Avantages et limites des technologies existantes ................................................................. 6 I.6. Cellules à base de Cu2ZnSnS4 (CZTS) ................................................................................. 7 I.6.1. Composition et les propriétés du couche absorbante ......................................................... 7 I.6.1.1. Propriétés structurales .................................................................................................... 8 I.6.1.2. Propriétés Morphologique .............................................................................................. 9 I.6.1.3. Propriétés Optiques ........................................................................................................ 9 I.6.2. Propriétés du couche tampon .......................................................................................... 10 I.7. Caractéristiques des cellules solaires.................................................................................. 11 I.7.1. La courbe courant-tension (I-V) ...................................................................................... 11 Chapitre II : Techniques d’élaborations et de caractérisations II.1. Introduction ....................................................................................................................... 14 II.2. Méthode d’élaboration des films ZnO, CdS, ZnS et Cu2ZnSnS4 ......................................................... 14 II.2.1. Technique de dépôt par spray pyrolyse .......................................................................... 14 II.2.1.1 Réalisation des dépôts de ZnO, ZnS et Cu2ZnSnS4................................................................................ 15 II.2.2 Technique de dépôt par bain chimique (CBD) ............................................................... 17 II.2.2.1 Composition du bain et procédure de dépôt de couches CdS ...................................... 18 II.2.2.2 Procédure expérimentale .............................................................................................. 18 II.2.3 Dépôt d’or (Contacté arriéré) .......................................................................................... 19 II.3. Techniques de caractérisation des films réalisés ............................................................... 19 II.3.1 Caractérisations structurales ............................................................................................ 19 II.2. Caractérisation morphologique ......................................................................................... 21 II.2.2. Microscopie à force atomique (AFM)............................................................................ 21 II. 3 Mesure l’épaisseur par le Profil-mètre .............................................................................. 22 II.4 Caractérisation optique ...................................................................................................... 23 II.5. Caractérisation électrique .................................................................................................. 24 II.6. Caractérisation des hétérojonctions Au/CZTS/ZnS ou (CdS)/FTO .................................. 25 Chapitre III : Résultats et discussions III.1. Propriétés des couches minces ........................................................................................ 26 III.1.1 Propriétés structurales par la diffraction des rayons X .................................................. 26 III.1.2. Propriétés morphologiques ........................................................................................... 28 III.1.2.1. Microscopie électronique à balayage (MEB et EDS) ................................................ 28 III.1.2.2. Microscopie à force atomique (AFM) ....................................................................... 30 III.1.3. Le Profilomètre ............................................................................................................ 32 III.1.4. Propriétés Optiques ...................................................................................................... 33 III.1.4.1. Transmittance ............................................................................................................ 33 III.1.4.2. Le gap optique .......................................................................................................... 33 III.1.5. Propriétés électriques .................................................................................................... 34 III.2. Les caractéristiques de courant-tension (I-V) .................................................................. 35 III.2.1. Sous obscurité ............................................................................................................... 35 III.2.2. Sous éclairement ........................................................................................................... 37 Conclusion générale ................................................................................................................. 40 Références ............................................................................................................................... 42
Côte titre :	MAPH/0686

Amélioration des performances des cellules solaires à base de CZTS avec une couche ZnS comme couche tampon en comparaison avec la couche CdS [document électronique] / Yaakoub Hassaine, Auteur ; Souad Laghrib, Directeur de thèse . - [S.l.] : Setif:UFA, 2025 . - 1 vol (48 f.) ; 29 cm.
Langues : Français (fre)

Catégories :	Thèses & Mémoires:Physique
Mots-clés :	Couches minces CdS ZnS Spray pyrolyse I-V Rendement
Index. décimale :	530 - Physique
Résumé :	Dans ce travail, nous avons réalisé deux cellules photovoltaïques en couche mince avec la variation de la couche tampon dans la structure réalisée FTO/CdS, (ZnS)/CZTS/Au, dans le but d'améliorer le rendement de la cellule. Les films de ZnO, ZnS et CZTS ont été déposés par la technique de spray pyrolyse, tandis que le film CdS a été déposé par bain chimique. Tous les couches sont analysées par diverses techniques de caractérisation comme le DRX, le microscope électronique à balayage, le spectrophotomètre UV-Visible et l’effet Hall. La caractéristique I-V d'hétérostructure CZTS/CdS et CZTS/ZnS réalisées à partir des couches élaborées selon les conditions expérimentales étudiées, montre que le rendement des cellules CZTS/CdS et CZTS/ZnS sont de 0,7 % et 0,3 % respectivement. La performance globale d'une cellule solaire dépend d'un équilibre délicat entre les caractéristiques de ses constituants. La cellule de CZTS/CdS offre un meilleur rendement de conversion, mais sa toxicité est un inconvénient majeur. Tandis que, le rendement de conversion actuellement inférieur de la cellule CZTS/ZnS s'affirme comme un choix prometteur pour les cellules solaires en couche mince.
Note de contenu :	Sommaire Introduction générale .................................................................................................................. 1 Chapitre I : Etat de l’art des cellules solaires en couches minces I.1. Introduction ........................................................................................................................... 3 I.2. Présentation des différentes technologies de cellules solaires en couche minces ................ 3 I.3. Fonctionnement d’une cellule solaire ................................................................................... 4 I.4. Structure d’une cellule solaire en couches minces ............................................................... 5 I.5. Avantages et limites des technologies existantes ................................................................. 6 I.6. Cellules à base de Cu2ZnSnS4 (CZTS) ................................................................................. 7 I.6.1. Composition et les propriétés du couche absorbante ......................................................... 7 I.6.1.1. Propriétés structurales .................................................................................................... 8 I.6.1.2. Propriétés Morphologique .............................................................................................. 9 I.6.1.3. Propriétés Optiques ........................................................................................................ 9 I.6.2. Propriétés du couche tampon .......................................................................................... 10 I.7. Caractéristiques des cellules solaires.................................................................................. 11 I.7.1. La courbe courant-tension (I-V) ...................................................................................... 11 Chapitre II : Techniques d’élaborations et de caractérisations II.1. Introduction ....................................................................................................................... 14 II.2. Méthode d’élaboration des films ZnO, CdS, ZnS et Cu2ZnSnS4 ......................................................... 14 II.2.1. Technique de dépôt par spray pyrolyse .......................................................................... 14 II.2.1.1 Réalisation des dépôts de ZnO, ZnS et Cu2ZnSnS4................................................................................ 15 II.2.2 Technique de dépôt par bain chimique (CBD) ............................................................... 17 II.2.2.1 Composition du bain et procédure de dépôt de couches CdS ...................................... 18 II.2.2.2 Procédure expérimentale .............................................................................................. 18 II.2.3 Dépôt d’or (Contacté arriéré) .......................................................................................... 19 II.3. Techniques de caractérisation des films réalisés ............................................................... 19 II.3.1 Caractérisations structurales ............................................................................................ 19 II.2. Caractérisation morphologique ......................................................................................... 21 II.2.2. Microscopie à force atomique (AFM)............................................................................ 21 II. 3 Mesure l’épaisseur par le Profil-mètre .............................................................................. 22 II.4 Caractérisation optique ...................................................................................................... 23 II.5. Caractérisation électrique .................................................................................................. 24 II.6. Caractérisation des hétérojonctions Au/CZTS/ZnS ou (CdS)/FTO .................................. 25 Chapitre III : Résultats et discussions III.1. Propriétés des couches minces ........................................................................................ 26 III.1.1 Propriétés structurales par la diffraction des rayons X .................................................. 26 III.1.2. Propriétés morphologiques ........................................................................................... 28 III.1.2.1. Microscopie électronique à balayage (MEB et EDS) ................................................ 28 III.1.2.2. Microscopie à force atomique (AFM) ....................................................................... 30 III.1.3. Le Profilomètre ............................................................................................................ 32 III.1.4. Propriétés Optiques ...................................................................................................... 33 III.1.4.1. Transmittance ............................................................................................................ 33 III.1.4.2. Le gap optique .......................................................................................................... 33 III.1.5. Propriétés électriques .................................................................................................... 34 III.2. Les caractéristiques de courant-tension (I-V) .................................................................. 35 III.2.1. Sous obscurité ............................................................................................................... 35 III.2.2. Sous éclairement ........................................................................................................... 37 Conclusion générale ................................................................................................................. 40 Références ............................................................................................................................... 42
Côte titre :	MAPH/0686