Nantilus
Cristallochimie de composés dérivés de Cu2ZnSnS4 pour des applications photovoltaïques
Les performances des dispositifs photovoltaïques en couches minces utilisant les dérivés de Cu2ZnSnS4 (CZTS) comme absorbeur sont fortement dépendantes des propriétés cristallochimiques de ce matériau. En particulier les composés plus pauvres en cuivre et plus riches en zinc sont connus pour être le...
Enregistré dans:
| Auteurs principaux : | , , , , , , |
|---|---|
| Collectivités auteurs : | , , , |
| Format : | Thèse ou mémoire |
| Langue : | français anglais |
| Titre complet : | Cristallochimie de composés dérivés de Cu2ZnSnS4 pour des applications photovoltaïques / Léo Choubrac; sous la direction de Alain Lafond ; co-encadrante Catherine Guillot-Deudon. |
| Publié : |
Nantes :
Université de Nantes
, 2014 |
| Accès en ligne : |
Accès Nantes Université
|
| Note de thèse : | Thèse de doctorat : Chimie et sciences des matériaux : Nantes : 2014 |
| Sujets : | |
| Documents associés : | Reproduction de:
Cristallochimie de composés dérivés de Cu2ZnSnS4 pour des applications photovoltaïques |
| Résumé : | Les performances des dispositifs photovoltaïques en couches minces utilisant les dérivés de Cu2ZnSnS4 (CZTS) comme absorbeur sont fortement dépendantes des propriétés cristallochimiques de ce matériau. En particulier les composés plus pauvres en cuivre et plus riches en zinc sont connus pour être les plus efficaces, et le désordre structural comme un frein à l obtention de hauts rendements. L étude de ces composés préparés par voie solide a permis d établir un diagramme de phases qui révèle deux types de substitution distincts. La structure de ces composés a ensuite été étudiée à l échelle de la maille par des méthodes cristallographiques (diffraction des rayons X sur poudre, monocristal, en conditions conventionnelles et anomales), et à celle de l atome par RMN du solide (65Cu, 67Zn, 119Sn). La combinaison de ces techniques permet de décrire ces mécanismes de substitution et d établir une corrélation entre composition, conditions de synthèse et désordre structural. Ensuite, la spectroscopie Raman - largement répandue et utilisable avec des matériaux déposés en couches minces- a été utilisée comme outil de caractérisation. Enfin, une large partie de ces résultats ont pu être étendus aux composés homologues séléniés (dérivés de Cu2ZnSnSe4). The photovoltaic performances of Cu2ZnSnS4 derivatives (CZTS)-based thin film solar cells are strongly dependant of the crystallochemistry properties of this material. Particularly, the copper-poor zinc-rich compounds are widely known to be the most efficient, and the structural disorder as a brake on growth of the efficiencies. A large set of CZTS compounds have been synthesized by solid state route. The study of these compounds permits us to determine a phase diagram which reveals two distinct type of substitution. Then we lead a structural investigation, at the scale of the cell with XRD methods (on powders and single crystals, and on classical as well as on resonant conditions), and at the atomic scale with solid state NMR of 65Cu, 67Zn and 119Sn. The combination of these techniques allows describing these substitution mechanisms and finally a relationship between composition, synthesis conditions and structural disorder. Then, Raman spectroscopy as a common and thin-film suitable method has been use as a characterization tool. Finally, a large part of these results have been extended to the homologue selenide compounds (Cu2ZnSnSe4 derivatives). |
|---|---|
| Variantes de titre : | Crystallochemistry of Cu2ZnSnS4 derivatives for the photovoltaic application |
| Notes : | Ecole(s) Doctorale(s) : École doctorale Molécules, Matières et Matériaux (3MPL) (Nantes) Partenaire de recherche : Institut des Matériaux Jean Rouxel (IMN) (Nantes) (Laboratoire) Autre(s) contribution(s) : Guy Ouvrard (Président du jury) ; Sébastien Delbos (Membre(s) du jury) ; Nathalie Audebrand, Arnaud Etcheberry (Rapporteur(s)) |
| Bibliographie : | Références bibliographiques Bibliogr p.141-145. |