Comparaison des effets antireflets du SnO et ZnO utilisés

MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA
RECHERCHE SCIENTIFIQUE
UNIVERSITE MOULOUD MAMMERI DE TIZI-OUZOU
Faculté de Génie Electrique et d’informatique
Département d’Electronique
MEMOIRE
Présenté par
BOUBRIK Nacer
Pour l’obtention du diplôme de
Magister
En Electronique
Option Microélectronique
Thème :
Mémoire soutenue le : 25 /09/2013 devant le jury composé de :
MEGHERBI M. Professeur Université M. MAMMERI, Tizi-Ouzou Président
BELKAID M. S. Professeur Université M. MAMMERI, Tizi-Ouzou Rapporteur
CHIKOUCHE A. Directeur de recherche, UDES, Bou-Ismail, Alger Examinateur
LAGHA-MENOUER K. Maître de conférences B, Université M. MAMMERI, Tizi-Ouzou Examinatrice
Comparaison des effets antireflets du SnO2
et ZnO utilisés comme couches antireflet
sur les propriétés de la cellule solaire à
homo-jonction.

Remerciements
Ce présent travail a été réaliser au Laboratoire des Technologies Avancés de la
Faculté de Génie Electrique (LATAGE) de l’Université Mouloud Mammeri de Tizi Ouzou.
Je tiens à exprimer ma profonde reconnaissance et mes vifs remerciements au professeur
Mohammed Said BELKAID, Doyen de la Faculté de Génie Electrique et d’Informatique
de l’Université Mouloud Mammeri de Tizi Ouzou pour la confiance qu’il a placée en moi,
pour ses précieux conseils, son soutien et sa disponibilité durant la préparation de ce
présent travail.
Comme je tiens à exprimer mes vifs remerciements aux membres de jury qui m’ont
fait l’honneur en acceptant d’examiner ce travail malgré leurs lourdes responsabilités :
Le président de jury, Monsieur : MEGHERBI Mohamed Professeur à l’Université
Mouloud MAMMERI de Tizi-Ouzou ainsi que Monsieur : CHIKOUCHE Ahmed Directeur
de recherche au centre de recherche UDES, Bou-Ismail, Alger et Madame LAGHA-
MENOUER Kahina, maître de conférences (B) à l’Université Mouloud MAMMERI, Tizi-
Ouzou.
Je tiens à exprimer aussi mes remerciements à Monsieur HADJ Arab, directeur de
recherche au centre de recherche CDER, Alger, de m’avoir transmis ses connaissances
sans le rencontrer, je remercie tout les centres de recherches en Algérie, de m’avoir
répondu soit par email ou par téléphone.
Je souhaite maintenant remercier tous les collègues, ou plutôt amis, de leurs
soutiens.

Sommaire

Sommaire
Introduction générale:.……....……………………………………………………………..1
Chapitre I : Etat de l’art des TCOs et couche antireflet.
Introduction……………………… ………………………………………………………..3
I.1. Etat de l’art des TCOs………………………………………………………………….4
I.2. Définition d’un TCO…………………………………………………………………...5
I.3. Critère du choix d’un TCO…………………………………………………………….6
I.3.1. Facteur de mérite………………………………………………………………...6
I.4. Les propriétés des TCO………………………………………………………………..7
I.4.1. Propriétés électriques des TCO…………………………………………………..7
a- La largeur de la bande interdite des TCO (Gap) (eV)…………………………...8
b- La conductivité électrique : σ (Ω. cm)-1 ………………………………………....8
c- La résistance surfacique : Rs (Ω), (Ω/□)…………………………………………8
d- La mobilité : μ(cm2/V.S) ………………………………………………………..8
d.1. Les oxydes transparents conducteurs à l’état intrinsèque et dopés…………..9
d.1.1. Les TCO intrinsèques……………………………………………………9
d.1.2. Le dopage des TCO…………………………………………………….10
d.1.2.1. Dopage type n ……………………………………………….10
d.1.2.2. Dopage type p ……………………………………………….10
I.4.2. Les propriétés optiques des oxydes transparents conducteurs…………………..11
a- Le facteur de transmission T …………………………………………………...12
b- Le facteur de réflexion R………………………………………………….……12
c- Le facteur d'absorption A………………………………………………….........12
c.1. Le coefficient d'absorption …………………………………………………12
I.4.3. Autres propriétés qui influent sur le choix des TCO……………………………15
I.5. Applications des TCO ……………………………………………………………….16
a. Capteurs à gaz………………………………………………………………………16
b. Revêtements couches protectrices ou intelligentes………………………………....18
c. Systèmes optoélectroniques………………………………………………………...18
d. Cellules solaires…………………………………………………………………….19

I.6. Utilisation des TCO comme couches antireflet………………………………………20
I.6.1. Principe d’une couche antireflet………………………………………….……...21
a. Le champ réfléchi………………………………………………………………22
b. Le champ transmis ………………………………………………………….....22
c. Intensités Ir et It ………………………………………………………………...23
I.6.1.1. Cas d’une incidence normale ………………………………………………...23
I.7. L oxydes transparents conducteurs…………………………………………………...25
I.7.1. L’oxyde d’étain SnO2…………………………………………………………..25
a- Structure cristalline…………………………………………………………..25
b- Propriétés électriques………………………………………………………...26
c- Propriétés optiques…………………………………………………………...26
d- Les différentes phases de l’oxyde d’étain……………………………….…...27
I.7.2. Oxyde de Zinc (ZnO)………………………………………………….……….28
a. Propriétés générales de ZnO……………………………………………….28
b. Structure cristalline………………………………………………………...28
c. Propriétés électriques………………………………………………………29
d. Propriétés optiques………………………………………………………...30
Chapitre II : Techniques de fabrication et de caractérisation des TCO.
II.1. Méthodes de dépôt des TCO ………………………………………………………..32
II.1.1.Méthodes d’élaborations par voie humide …………………………………...34
a. Technique de spray pyrolyse ……………………………………………….34
a.1. Principe de Spray pyrolyse……………………………………………...34
II.1.2. Méthodes d’élaborations par voie sèche (dépôt en phase vapeur)…………...37
a. La technique CVD………………………………………………………………37
b. Technique de pulvérisation cathodique (Sputtering)…………………………..40
II.2. Les techniques de caractérisations des TCO ……………………………………….42