Amélioration des propriétés électriques et optiques des couches minces de ZnO destinées aux applications photovoltaïques

Abstract

الملخص (بالعربية) :

تم إنتاج الأغشية الرقيقة لا واكسيد الزنك الغير المطعمة و المطعمة بالألمنيوم و الطعم المزدوج الألمنيوم و القصديرو انتاج اغشية مزدوجة بالقصدير و الزنك مع وبدون التلدين باستخدام الرش الحراري علي ركايز زجاجية بدرجة حرارة 350 درجة مؤوية .تم استخدام نترات الزنك و نترات الاليمنيوم و كلوريد القصدير كمواد اولية .اكدت الاشعة السينية ان جميع الافلام لم تتغير في البنية سواء كانت مطعمة او غير مطعمة و كانت جميع الافلام دات طول المستوي البلوري التفضيلي 002 في حين تم تشويه بقية الافلام بعد التطعيم بالألمنيوم و القصدير مع فقدان طفيف للبلورية .اظهر القياس البصري ان هناك زيادة في متوسط النفادية البصرية من 65٪ الي 81 ٪ في حين طاقة الفجوة ارتفعت من 3.23 الي 3.30( اليكتر-فولط).اما بالنسبة الي الوصليىة الكهربائية فقد وصلت الي قيمة 0.335 (اوم.سم)-1 يعطي الترسيب المزدوج مع التلدين قيمًا مهمة فيما يتعلق بالنفاذية التي تصل إلى 94٪ مع التوصيل الكهربائي 17.85 (اوم.سم)-1

الكلمات المفتاحية :الزنك , الأغشية الرقيقة , الرش الحراري ----------------------------------------------

Résumé (en Français) :

Des films minces de ZnO non dopé, dopé en Al, en Sn co-dopé Sn-Al et des couches double dépôt SnO2/ZnO avec et sans recuit ont été synthétisés avec succès par la méthode spray pyrolysis. Les nitrates de zinc (Zn (NO3) 2), le chlorure d'étain (SnCl2) et les nitrates d'aluminium (Al (NO3) 3) ont été utilisés comme produits chimiques de départ à différentes compositions. Les dépôts de films ont été effectués sur des substrats en verre à 350 ° C. La diffraction des rayons X a confirmé que les dopages Al, Sn et le co-dopage Al-Sn n'ont pas modifié la structure hexagonale Wurtzite de ZnO. Les couches minces de ZnO non dopées obtenues étaient fortement orientées suivant le plan cristallographique préférentiel (002) tandis que les films ZnO dopés Al, dopés Sn et Co-dopés Sn-Al étaient désorientés avec une légère perte de cristallinité. Les mesures optiques ont montré une augmentation de la transparence optique de 65% à 81% et de l'énergie de la bande interdite (Eg) de 3,23 à 3,30 eV. La conductivité électrique a augmenté avec la concentration de co-dopage Al-Sn pour atteindre la valeur de 0,335 (Ω cm) -1. Le double dépôt SnO2/ZnO avec recuit donne des valeurs importantes de la transmittance qui atteint 94% avec une conductivité électrique de 17.85 (Ω cm) -1

Les mots clés : ZnO, couches minces, spray pyrolysis

----------------------------------------------

Abstract (en Anglais) :

Un-doped, Al-doped, Sn-doped, Sn-Al co-doped ZnO and SnO2 / ZnO double deposition layers with and without annealing thin films have been successfully synthesized by Spray Pyrolysis method. Zinc Nitrate (Zn(NO3)2), Tin Chloride (SnCl2) and Aluminum Nitrate (Al(NO3)3) were used as starting chemicals at different compositions. Films depositions were carried out on glass substrates at 350°C. The X-ray diffraction confirmed that the Al-doping, Sn-doping and Al-Sn co-doping did not change the ZnO Hexagonal Wurtzite structure. The obtained un-doped ZnO films were highly oriented along the preferential (002) crystallographic plane while the Al-doped, Sn-doped and Sn- Al co-doped ZnO films were disoriented with slight loss of crystallinity. The optical measurement showed an increase of the average transmittance from 65 % to 81 % and the band gap energy (Eg) from 3.23 to 3.30 eV. The electrical conductivity has increased with the Al-Sn co-doping concentration to reach the value of 0.335 (Ω.cm)-1. The SnO2/ZnO double deposition with annealing gives an important values of the transparency which reach 94% with an electrical conductivity of 17.85 (Ω cm) -1

Keywords : ZnO, Thin films , Spray pyrolysis