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RESUME

Contexte : Lorsque l’on regarde l’énergie qui nous arrive directement du soleil par m², c’est 1 000 à 2 000 fois plus, c’est-à-dire 1 à 2 MWh par mètre carré et par an. On peut récupérer 70 % de cette énergie sous forme de chaleur grâce au solaire thermique: cela représente donc pratiquement une ressource de 1 MWh/m²/an. Dans le cadre du solaire photovoltaïque, avec des rendements de conversion de 10 à 20 %, ce sont 100 à 200 kWh/m²/an que l’on peut récupérer directement sous forme électrique. Il existe des systèmes photovoltaïque obtenu par le silicium qui permet d’obtenir qualité microélectronique excellentes, environ 30 % du marché, mais sa fabrication est plus délicate, car elle nécessite une dépense d'énergie considérable et donc plus coûteuse. Il s’avère intéressant d’avoir les cellules solaires de la deuxième génération à base de couche mince ayant une épaisseur inférieure à 5microns, ce type de cellule succédait les cellules à base de silicium cristallin ayant comme principal objectif la réduction des coûts de fabrication. Objectifs : Élaborer une couche mince de ZnO sur le substrat de verre et d’investiguer l’influence des paramètres de dépôt sur les propriétés optiques, structurales et électriques par la technique, spray pyrolyse. Méthodes : Caractérisation structurale par diffraction rayon X. Caractérisation optique dans la gamme l’UV visible. Procédé de dépôt par Spray pyrolyse. Résultats : Les résultats obtenus à partir de la caractérisation par diffraction des rayons X sur les films déposés ont montré la formation du matériau ZnO désiré avec ses diverses phases cristallines d’orientations suivant les directions (100), (002), (101), (102) et(103), perpendiculaire à la surface du substrat. L’augmentation du temps de dépôt, est accompagnée par une augmentation de l’intensité du pic de diffraction (002). La caractérisation optique sur la gamme du visible 380 à 800 nm a montré que les films sont transparent, avec une valeur de transmittance qui reste en moyenne supérieure de 70%. Les mesures optiques ont montré aussi que la couche déposée de ZnO : Al, présente une bande interdite ‘Gap’ de 3.236 eV proche de celui du ZnO monocristallin 3.3 eV. Par contre pour la couche de ZnO : S est de 2.57eV. Conclusions : Cette étude prouve l’intérêt de ZnO pour les applications photovoltaïques car son utilisation de ce semi-conducteur dans la conversion de l'énergie au niveau d’une cellule solaire permettra d’avoir des hauts rendements à un coût concurrentiel.
Mots-clés: couches minces, oxyde de zinc dopé aluminium (ZnO: Al), Spray pyrolyse, analyse structurale et optiques

ABSTRACT

Background: When we look at the energy coming directly from the sun per square meter, it is 1,000 to 2,000 times more, that is, 1 to 2 MWh per square meter per year. We can recover 70% of this energy in the form of heat thanks to solar thermal, so this represents practically a resource of 1 MWh/m2/year. In the context of photovoltaic solar, with conversion yields of 10 to 20%, 100 to 200 kWh/m²/year can be recovered directly in electric form. There are photovoltaic systems obtained by silicon that can obtain excellent microelectronics quality, about 30% of the market, but its manufacture is more delicate because it requires a considerable energy expenditure and therefore more expensive. It is interesting to have second-generation thin-film solar cells with a thickness of less than 5microns; this type of cell was the main objective of crystalline silicon cells to reduce manufacturing costs. Objective: To develop a thin film of ZnO on the glass substrate and investigate the influence of deposit parameters on optical, structural and electrical properties by technique, pyrolysis sprays .Method: Structural characterization by X-ray diffraction. Optical characterization in the visible UV range. Deposit process by Spray pyrolysis Results: The results obtained from the diffraction characterization of X-rays on the deposited films showed the formation of the desired ZnO material with its various crystalline phases of orientations in directions (100), (002), (101), (102) and (103), perpendicular to the surface of the substrate. The increase in deposit time is accompanied by an increase in the intensity of the diffraction peak (002). The optical characterization on the range of the visible 380 to 800 nm showed that the films are transparent, with a transmittance value that remains on average 70% higher. Optical measurements also showed that the deposited layer of ZnO: Al has energy 'Gap' of 3.236eV similar to that of the monocrystalline ZnO is 3.3 eV. On the other hand for the ZnO: S is 2.57eV. Conclusion: This study proves ZnO's interest in photovoltaic applications because its use of this semiconductor in the conversion of energy to solar cell will enable to have high yields at a competitive cost.
Keywords: thin films, aluminum doped zinc oxide (ZnO: Al), pyrolysis spray, structural analysis, and optical.