Optimisation des propriétés des couches minces ZnO dopées et Co-dopées élaborées par voie chimique pour des applications photovoltaïques

Abstract

L’oxyde de Zinc est l’un des rares matériaux multifonctionnels que l’on peut trouver aujourd’hui, et il est classé parmi les meilleurs oxydes transparents conducteurs, Afin de déposer des couches ZnO compétitives de ce qui est disponible actuellement, deux stratégies ont été déployées. La première consiste à déposer des films ZnO par les deux modes Ultrasonique et Pneumatique de la méthode Spray pyrolyse, La deuxième conduite a été basée sur le dopage de la matrice ZnO par le Bismuth, l’Etain et par un co-dopage symétrique (Bi, Sn).La caractérisation structurale a révélé que toutes les couches sont polycristallines et que les atomes se disposent dans une structure wurtzite. Nous avons également noté que tous les films ZBO, ZSO et ZBSO ont une taille nanométrique des cristallites. Tous les films ont présenté une forte transmittance d’environ 80 % et plus, avec la présence des franges d’interférence pour quelques films. Des émissions dans le visible et dans l’ultraviolet ont été enregistrées presque dans tous les spectres de la spectroscopie photoluminescence. Nous avons assisté exceptionnellement à une émission rouge pour l’échantillon ZnO : 1 % Bi préparé par la méthode Spray Ultrasonique. Une résistivité minimale d’environ ρ=0,00843 Ω-cm a été trouvée dans le cas du film ZnO dopé 1% Bi préparé par la méthode SPPN. Ce film est considéré le plus adéquat pour des applications dans le domaine du photovoltaïque. Nous avons démontré expérimentalement que l’effet du Bismuth est plus prononcé que celui de l’Etain sur l’amélioration de la conductivité électrique des films. En fin On recommande fortement l’utilisation de la technique Spray Pyrolyse Pneumatique (N2) pour la déposition des films minces ZnO.