Etude théorique et expérimentale des propriétés électroniques optiques et thermoélectriques d’oxyde de cuivre CuO

Abstract

L'oxyde de cuivre (CuO) en tant qu'oxydes métalliques semiconducteurs de type p, a été exploité théoriquement par étude ab initio des propriétés structurales, électroniques, optiques et thermoélectriques et expérimentalement par élaboration et caractérisation des couches minces de CuO préparées par la technique spin coating. Il a été un sujet brûlant à travers de nombreuses études de recherches, considérés comme des matériaux futurs et prometteurs en raison de sa simplicité de préparation, abondance dans la nature, à faible coût et non toxique, ses propriétés encourageantes dans diverses applications comme des dispositifs optoélectroniques utilisés dans les technologies de modules photovoltaïques pour la fabrication de cellules solaires. Cette thèse présente un intérêt scientifique et envisage une étude théorique et expérimentale à fin d’approuver le mécanisme responsable pour l’amélioration des propriétés électroniques et optiques de CuO. La première partie de cette thèse porte sur la modélisation des propriétés structurales, électroniques, et optiques d'oxyde de cuivre, pure et dopée par l'Argent. Les calculs sont basés sur la méthode DFT en utilisant l’approximation mBJ implémenté dans le code WIEN2K. Par conséquent, par une combinaison réaliser entre la théorie des transports de Boltzmann et les propriétés structurales, électroniques de CuO, afin d’étudier les propriétés thermoélectriques sous l'effet des contraintes. Dans la deuxième partie, le CuO été élaboré avec succès en couchesminces pour l’application photovoltaïque sur des substrats en utilisant la technique de spin coating en raison de sa simplicité, efficacité et peu coûteuse. Nous commencerons d’abord par l’élaboration de ces couches, ensuite nous entamerons la méthode de Taguchi, qui fait partie des plans d’expérience afin d’optimiser les paramètres de dépôts des films préparés. Les propriétés structurales, optiques et électriques ont été étudié en utilisant les caractérisations de la diffraction des rayons X (DRX), le MEB, la spectroscopie UV. Vis et les mesures de la résistance carrée.