ÉTUDE DE DOPAGE DES COUCHES MINCES DE ZNO ÉLABORÉES PAR SPRAY PYROLYSE ALIMENTÉE PAR ÉNERGIE SOLAIRE

Abstract

Plusieurs travaux, dans la littérature, ont porté sur l’élaboration et la caractérisation des couches minces d’oxydes métalliques par différentes techniques de déposition et modes de chauffage. La variation de leurs propriétés ont été étudiées en fonction des plusieurs paramètres et conditions de dépôt pour diverses applications en industrie de l'électronique et l’optique. Dans ce contexte, le but de ce travail est d’étudier l’influence de taux de nickel (dopage) sur les propriétés structurales, optiques et électriques des couches minces d’oxyde de zinc (ZnO). Nous avons élaboré des couches minces d’oxyde de zinc ZnO dopées par NiO par la méthode de spray pyrolyse sur des substrats de verre chauffés (450°C) à l'aide d'un four solaire et à différentes taux de NiO (0%, 1%, 2%, 3% et 6%), en utilisant pour la pulvérisation des solutions contenant desacétates de zinc et nickel solutés dans l’eau distillée. En ce qui concerne l’étude des propriétés structurales, nos couches minces ont été caractérisées par la diffraction de rayons X afin de déduire l’évolution de leur structure. Aussi les propriétés optoélectriques ont été utilisées en faisant appel à un appareil UV-visible et la méthode des quatre points. D'après les résultats obtenus, on peut conclure ce qui suit : • L’analyse par diffraction de rayons X a montré que les couches minces déposées de ZnOdopées par le NiO sont poly-cristallins avec destrès hauts picssuivant les directions (100), (002) et (101) de la phase de ZnO. • La structure cristalline a été améliorée pour les films minces dopés, la taille de la cristallite a diminué en augmentant le taux en NiO jusqu’à un taux de 6 %. • Par analyse UV-vis, les spectres de la transmittance ont montré que la transmission élevée dans la région visible d’environ 85%. وقد ركزت العديد من الأعمال في الأدب على التطوير والتوصيف طبقات رقيقة من أكاسيد المعادن بتقنيات وأساليب ترسيب مختلفة من التدفئة. تمت دراسة تباين خصائصها وفقا لعدة المعلمات وشروط الترسيب لمختلف التطبيقات في صناعة الإلكترونيات و بصريات. وفي هذا السياق فإن الهدف من هذا العمل هو دراسة تأثير مستويات النيكل (المنشطات) على الخواص التركيبية والضوئية والكهربائية لطبقات رقيقة من ثاني أكسيد الكربون الزنك (أكسيد الزنك). لقد قمنا بتطوير طبقات رقيقة من أكسيد الزنك ZnO المشوب بـ NiO بواسطة طريقة الرش الحراري على ركائز زجاجية ساخنة (450 درجة مئوية) باستخدام الفرن الشمسية وبمستويات مختلفة من NiO (0%، 1%، 2%، 3%، 6%)، وتستخدم للرش المحاليل التي تحتوي على أسيتات الزنك والنيكل المذابة في الماء المقطر. فيما يتعلق بدراسة الخصائص الهيكلية، كانت طبقاتنا الرقيقة تتميز بحيود الأشعة السينية من أجل استنتاج تطور بنيتها. أيضا تم استخدام الخصائص الكهروضوئية باستخدام جهاز مرئي للأشعة فوق البنفسجية و طريقة من أربع نقاط. في ضوء النتائج التي تم الحصول عليها يمكن استنتاج ما يلي: • أظهر تحليل حيود الأشعة السينية أن الطبقات الرقيقة ترسبت ZnOdoped مع NiO عبارة عن بلورات متعددة ذات قمم عالية جدًا تتبع التوجيهات (100)، (002) و (101) من مرحلة أكسيد الزنك. • تم تحسين التركيب البلوري للأغشية الرقيقة المشبعة، كما تم تحسين الحجم البلوري انخفض عن طريق زيادة معدل NiO حتى معدل 6٪. • من خلال تحليل الأشعة فوق البنفسجية والمرئية، أظهرت أطياف النفاذية أن النفاذية عالية في المنطقة المرئية حوالي 85%.