Studies of lead phosphate glass based composites in bulk and thin films forms: Promising materials for thermo-electricity and photovoltaic applications

Abstract

Le but de cette thèse est la valorisation éminente des matériaux phosphatés dans le secteur énergétique. Ainsi, des verres à base de phosphate de plomb (PbP) : PbO-P2O5 chargés de particules conductrices (Ni, Co, Cr et Zn) ont été élaborés sous forme massive et en couches minces, en utilisant respectivement la technique de trempe et la voie sol-gel. Pour les composites massives, les propriétés structurales et thermiques ont été étudiées par les mesures de la densité, la diffraction des rayons X (DRX), la microscopie électronique à balayage (MEB), l'analyse calorimétrique différentielle (DSC) et l'angle de contact. Ensuite, l’évolution de la conductivité électrique en fonction de la charge à l’ambiante a été interprétée par la théorie de la percolation. Les mesures de la conductivité électrique en fonction de la température (300 ≤ T ≤ 715 K) ont été entreprises au-dessus du seuil de percolation indiquant une transition de phase conducteur-isolant, nommée Coefficient de Température Positif (PTC). Enfin un comportement semi-conducteur a été décelé en dessous du seuil de percolation, montrant ainsi des mécanismes de conduction multiples, interprétés par la théorie des polarons à haute température et celle de VRH de Mott (Mott's variable range hopping theory) à basse température. Les films obtenus ont été caractérisés par DRX, MEB-EDAX, UV-visible et des mesures de résistivité respectivement. De plus, la résistivité électrique des couches minces semi-conductrices a été mesurée en fonction de la température. Tous les résultats ont été décrits en détail et ils ont indiqué que les couches minces préparées dans cette étude sont utiles dans le domaine optoélectronique.