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One-step electrodeposited CuInSe2 absorber layers for efficient PV cells

Des couches minces polycristallines de CuInSe2 (CIS) pour des applications photovoltaïques ont été déposées sur des substrats de verre sodé recouvert d’une fine couche de molybdène (Mo) par la méthode de l’électrodéposition. La croissance des films a été réalisée en utilisant des bains aqueux à base de sulfate, faiblement concentrés contenant CuSO4.5H2O, In2(SO4)3H2O and SeO2. Les couches minces de CIS électrodéposées ont été étudiées en utilisant la microscopie électronique à balayage (MBE), la spectroscopie par dispersion d’énergie (SDE), la diffraction aux rayons X (DRX) et des analyses optiques. Il a été trouvé que la microstructure, la composition atomique et la morphologie des films dépend fortement de la concentration initiale des espèces ioniques électro-actives Cu(II), In(III) et Se(IV) dans le bain électrochimique. L’étude de la structure des films a montré que les films fraîchement déposés sont composés de matériaux microcristallins et/ou amorphes et nécessitent une recristallisation à température élevées pour la réalisation des dispositifs photovoltaïques. Le traitement thermique à 450 °C sous atmosphère de sélénium conduit à des couches minces fortement cristallisées mettant en évidence la structure chalcopyrite avec une forte orientation préférentielle correspondant au plan (112). Les conditions optimales permettant d’élaborer des matériaux absorbeurs en couches minces de CIS de haute qualité ont été établies et les dispositifs photovoltaïques réalisés avec ces couches donnent des rendements de conversion proches de 9 %.


 
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