Conception et développement d’un four solaire pour l’élaboration des oxydes métalliques -caractérisation des oxydes.

Abstract

L’étude qui a fait l’objectif de ce travail était de réaliser un système de four solaire pour développer un prototype de spray pyrolyse. Le dimensionnement de ce système nous permis d’avoir une température de la plaque chauffante dans la gamme de 300-500°C. Cette température dépend de plusieurs facteurs dont les plus importants sont la variation de l’éclairement solaire, la géométrie du réflecteur, les propriétés optiques de sa surface réfléchissante, la nature et les dimensions de l’absorbeur et les conditions climatiques. Pour valider l’efficacité et la fiabilité de notre dispositif de spray une étude a été fait en faisant appelle à la caractérisation par DRX, UV-visible et la méthode de quatre pointes sur des couches minces d'oxyde de ZnO et SnO2 déposées sur de substrats en verre de référence 217102 chauffé à 300 et 350°C par ce four solaire. Pour les couches ZnO, L’analyse par DRX a montré que ces films sont nanostructures avec une structure hexagonale wurtzite avec orientation préférentielle suivant (002) qui a été observée sur tous les couches élaborées par la décomposition du précurseur (composé de l'acétate de zinc dihydraté dans une solution d'éthanol). La valeur maximale de la taille des grains (21,91 nm) est atteinte dans le cas de couches minces obtenus par pulvérisation de 30 ml de la solution. Avec différentes temps de dépôt un abaissement de l'épaisseur de la couche des films a été remarqué. L’abaissement de la couche de films de ZnO est probablement dû à une amélioration de la cristallinité des films. L’analyse UV-vis a montré que la transmission moyenne de tous les films est d'environ 90-95%. L'énergie de bande interdite (Eg) varie de 3,265 à 3,286eV et qui a été affectée par les temps de dépôt correspondant aux solutions comprises entre 10 et 35 ml. La résistivité électrique des couches, déduite par la méthode de quatre points, a diminué de 0,394 à 0,266 (Ω.cm). Les meilleurs résultats sont obtenus pour les films pulvérisés avec une solution comprise entre 25 et 30 ml. L’augmentation du gap après le recuit a été expliquée par la diffusion de l'oxygène. Pour les couches SnO2, L’analyse par DRX a montré que ces films sont amorphes et possèdent un début d’orientation cristalline sur la couche élaborées par la pulvérisation d’une solution 0.2 molaire. L’analyse UV-vis a montré que la transmission moyenne de tous les films est d'environ 55%. L'énergie de bande interdite (Eg) est de l’ordre de 4.05eV pour une solution de concentration 0.2 molaire. La résistance électrique des couches, déduite par la méthode de quatre points, a diminué jusqu’à 1.4MΩ. L’aspect amorphes des couches de SnO2 a été explique par la baisse de température des substrats due aux conditions climatiques. Des futures études seront prises en considération pour améliorer la qualité des couches de SnO2 notamment la température, la concentration du précurseur et le dopage.