Thesis defence by Claire VERRIER - PhD Student IMEP LHAC - LMGP
Fabrication et caractérisation avancée de cellules photovoltaïques à base de nanofils de ZnO
Mots-clés:
ZnO / nanofils / dopage / photovoltaïque
cliquer pour voir la liste des membres du jury
Résumé:
L’oxyde de zinc est un semiconducteur pressenti pour une large variété d’applications optoélectroniques, biologiques ou encore détecteurs de gaz. En effet, en plus d’être un matériau abondant, il possède plusieurs propriétés remarquables comme sa large bande interdite de 3,33 eV, sa grande mobilité électronique de 200 cm²/(V.s) mais également sa capacité à croitre sous plusieurs formes nanométriques par des techniques de dépôt bas coût et facilement adaptables au milieu industriel. Les nanofils de ZnO élaborés par la technique de dépôt en bain chimique seront utilisés dans cette thèse pour leur intégration dans des cellules solaires de 3ème génération. Dans ces cellules, la morphologie des nanofils ainsi que leur dopage est primordial pour obtenir des rendements intéressants. Ce dernier aspect en particulier n’a cependant pas été étudié en détails dans la littérature concernant le dépôt en bain chimique. Ce travail présente donc une façon innovante de contrôler simultanément la morphologie et le dopage des nanofils par cette technique de dépôt. Un mécanisme de croissance et de dopage a été déterminé grâce à des simulations thermodynamiques, des mesures de pH in-situ et plusieurs méthodes de caractérisation telles que la microscopie électronique à balayage et à transmission, la diffraction des rayons X, la spectroscopie Raman en température et la microscopie à force atomique en mode électrique. Les nanofils de ZnO réalisés sont ensuite intégrés dans des cellules solaires à colorant pour étudier l’intérêt de l’optimisation des nanofils sur les performances des cellules solaires. Finalement, ces nanofils de ZnO combinés à une électrode en nanofils d’argent peuvent être intégrés sur substrat flexible pour réaliser une cellule à colorant plus légère et maniable et donc visant davantage d’applications.
Membres du jury :
Prof. S. DANIELE - IRCE- Lyon - Rapporteur
Dr. T. PAUPORTE - IRCP - Paris - Rapporteur
PROF. G. LERONDEL - LNIO - Troyes - Président
Dr. V. SALLET - GEMaC - Versailles - Examinateur
Dr. Q. RAFHAY - IMEP-LAHC - Grenoble - Co-encadrant de these
Dr. V. CONSONNI - LMGP - Grenoble - Co-directeur de these
Prof. A. KAMINSKI-CACHOPO - IMEP-LAHC - Grenoble - Directrice de thèse
ZnO / nanofils / dopage / photovoltaïque
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Résumé:
L’oxyde de zinc est un semiconducteur pressenti pour une large variété d’applications optoélectroniques, biologiques ou encore détecteurs de gaz. En effet, en plus d’être un matériau abondant, il possède plusieurs propriétés remarquables comme sa large bande interdite de 3,33 eV, sa grande mobilité électronique de 200 cm²/(V.s) mais également sa capacité à croitre sous plusieurs formes nanométriques par des techniques de dépôt bas coût et facilement adaptables au milieu industriel. Les nanofils de ZnO élaborés par la technique de dépôt en bain chimique seront utilisés dans cette thèse pour leur intégration dans des cellules solaires de 3ème génération. Dans ces cellules, la morphologie des nanofils ainsi que leur dopage est primordial pour obtenir des rendements intéressants. Ce dernier aspect en particulier n’a cependant pas été étudié en détails dans la littérature concernant le dépôt en bain chimique. Ce travail présente donc une façon innovante de contrôler simultanément la morphologie et le dopage des nanofils par cette technique de dépôt. Un mécanisme de croissance et de dopage a été déterminé grâce à des simulations thermodynamiques, des mesures de pH in-situ et plusieurs méthodes de caractérisation telles que la microscopie électronique à balayage et à transmission, la diffraction des rayons X, la spectroscopie Raman en température et la microscopie à force atomique en mode électrique. Les nanofils de ZnO réalisés sont ensuite intégrés dans des cellules solaires à colorant pour étudier l’intérêt de l’optimisation des nanofils sur les performances des cellules solaires. Finalement, ces nanofils de ZnO combinés à une électrode en nanofils d’argent peuvent être intégrés sur substrat flexible pour réaliser une cellule à colorant plus légère et maniable et donc visant davantage d’applications.
Membres du jury :
Prof. S. DANIELE - IRCE- Lyon - Rapporteur
Dr. T. PAUPORTE - IRCP - Paris - Rapporteur
PROF. G. LERONDEL - LNIO - Troyes - Président
Dr. V. SALLET - GEMaC - Versailles - Examinateur
Dr. Q. RAFHAY - IMEP-LAHC - Grenoble - Co-encadrant de these
Dr. V. CONSONNI - LMGP - Grenoble - Co-directeur de these
Prof. A. KAMINSKI-CACHOPO - IMEP-LAHC - Grenoble - Directrice de thèse
Date infos
2:00 pm - Ground Floor M001 - Phelma
Location infos
Grenoble INP - Phelma
3 parvis Louis Néel - 38000 Grenoble
Accès : TRAM B arrêt Cité internationale
3 parvis Louis Néel - 38000 Grenoble
Accès : TRAM B arrêt Cité internationale
Free entrance - No registration