Elaboration and characterization of metal oxide nanostructures and their applications to optoelectronics
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Université Sétif 1 - Ferhat ABBAS , Institut d'Optique et Mécanique de Précision
Abstract
The nanostructuration of solar cells is an interesting approach to improve the photovoltaic
conversion efficiency (PCE), in which the main goal of this thesis is to enhance the performance of the electrodeposited 〖Cu〗_2 O and ZnO nanostructures for optoelectronic devices.
Many key parameters effect are studied for both metal oxides to control their physical and
electrochemical properties. Firstly, a comparative study between galvanostatic and potentiostatic mode for the ZnO nanosheets (ZnO_((NS))) and ZnO nanowires (ZnO_((NW))) is
taken place. Secendly, Similar strategy was applied for 〖Cu〗_2 O nanostructures and 〖Cu〗_2 O
nanoparticles. The structural, morphological, optical and electrochemical parameters
were investigated for the synthesized ZnO and 〖Cu〗_2 O nanostructures, where they show
good performance and high photoelectrochemical stability. Finaly, a heterojunction design ((〖p-Cu〗_2 O)⁄((n-ZnO_((NW)))⁄〖ZnO〗_((NS)) )) was proposed and exanimated under the different
electrodeposition approaches. Whereas, n-ZnO_((NW)) ⁄(ZnO_((NS)) ) is the conductive layer
in the heterojunction and 〖p-Cu〗_2 O is the absorber layer.
Description
Lananostructurationdescellulessolairesestuneapprocheintéressantepouraméliorer lerendementdeconversionphotovoltaïque(ARP)danslaquellel'objectifprincipalde cettethèseestd'améliorer laperformancedesnanostructuresélectrodéposéesàbase de 𝐶𝑢2𝑂 et de 𝑍𝑛𝑂 pour les dispositifs photovoltaïques. L'effet de nombreux paramètresclésaétéétudiépour lesdeuxoxydesmétalliquesafindecontrôler leurs propriétés physiques et électrochimiques. Dans un premier temps, une étude comparativeentrelemodegalvanostatiqueetpotentiostatiqueaétéeffectuéepourdes nanofeuilletsde𝑍𝑛𝑂(𝑍𝑛𝑂(𝑁𝑆))etdesnanofilsde𝑍𝑛𝑂(𝑍𝑛𝑂(𝑁𝑊)).Deuxièmement, unestratégiesimilaireaétéappliquéepourlesnanostructureset lesnanoparticulesde 𝐶𝑢2𝑂Oùlesparamètresstructurels,morphologiques,optiquesetélectrochimiquesont étéétudiéspour lesnanostructures synthétisées àbasede𝑍𝑛𝑂et cellesde𝐶𝑢2𝑂 qu'elles ontmontré de bonnes performances et une stabilité photoélectrochimique élevée. Enfin, une architecture d'une hétérojonction 𝑝−𝐶𝑢2𝑂 𝑛−𝑍𝑛𝑂(𝑁𝑊) 𝑍𝑛𝑂(𝑁𝑆) aétéproposéeetexaminéesous lesdifférentes approches d’électrodéposition. Dont 𝑛−𝑍𝑛𝑂(𝑁𝑊) 𝑍𝑛𝑂(𝑁𝑆) est la couche conductricedansl’hétérojonctionet𝐶𝑢2𝑂estlacoucheabsorbante..
