Synthèse et caractérisation de nanoparticules de Cu1.0(In1.05-x,Alx)S2.1 pour application dans des cellules photovoltaïques

La recherche et le developpement dans le domaine des energies renouvelables sont en pleine expansion, considerant les debuts de crises environnementales auxquelles nous faisons face. Les espoirs se tournent maintenant vers les alternatives eco-energetiques telle l'energie solaire, dont l'exploitation est un choix tres interessant puisqu'il s'agit d'une source d'energie inepuisable, non polluante, flexible et associee a de faibles couts de fonctionnement. Ce projet de recherche consiste en la synthese et l'etude de nanoparticules semi-conductrices de Cu1.0(In1.05-x,Alx)S2.1 (CIAS), materiau composant la photo-anode d'une cellule photovoltaique. La synthese de ce semi-conducteur de type n est basee sur celle de son predecesseur, soit le Cu1.0In1.05S2.1 (CIS), un semi-conducteur chalcopyrite ternaire dont les proprietes optiques, physico-chimiques et electrochimiques lui octroient une efficacite potentielle interessante. Cependant, l'indium etant un element relativement rare et dispendieux, l'idee de le substituer par un element plus abondant et moins couteux pourrait mener a une commercialisation economiquement viable. C'est dans cette perspective que l'aluminium a ete considere en tant que substitut de l'indium. L'aluminium ne peut cependant remplacer entierement l'indium, car le compose resultant, soit le CuAlS2, possede un caractere isolant. C'est pourquoi differentes proportions en aluminium ont ete etudiees. Ainsi, les objectifs de ce projet sont le developpement d'un protocole de synthese pour le materiau Cu1.0(In1.05-x,Alx)S2.1 en plus de l'etude de l'effet de la substitution partielle de l'indium par l'aluminium (x=0; 0,05; 0,10; 0,20 et 0,50) sur les proprietes du materiau, en employant des methodes de caracterisation diverses. L'objectif ultime de ce projet sera de combiner, dans un meme dispositif, le n-CIAS et le p-CIAS pour en former une cellule photovoltaique a jonction solide-solide. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLES DE L’AUTEUR : Cellules solaires, CuInS2, Cu(In,Al)S2, synthese colloidale, semi-conducteur, nanoparticules