Etudiant : OMANNA MOHAMMED

Filière : Master Matériaux et Applications pour l’Energie Photovoltaïque (MAEP)

Encadrant : Pr. MRHARRAB LAMIAE

Annèe : 2025

Résumé : Dans cette étude, des couches minces d'oxyde de cadmium, purs et dopées au strontium, ont été élaborés par la méthode sol-gel, reconnue pour sa simplicité, sa rentabilité et sa capacité à contrôler avec précision les propriétés des films. Les dépôts ont été réalisés par spin-coating sur des substrats en verre, suivis d'un traitement thermique, sous air, dans un four programmable à 550 °C pendant une heure. L'étude a porté sur l'évaluation de l'effet de trois paramètres clés (le nombre de couches déposées, la concentration molaire, et le taux de dopage en strontium) sur les propriétés structurales et optiques des films élaborés, à l'aide des analyses par diffraction des rayons X (DRX) et spectroscopie UV-Visible. Les résultats DRX ont révélé que tous les films possèdent une structure polycristalline cubique à faces centrées de type NaCl, avec une orientation préférentielle selon le plan (111). Sur la base des résultats structurales et optiques, il a été démontré que: Le film à 12 couches présente un équilibre optimal entre épaisseur, homogénéité, cristallinité et transparence, ce qui en fait le choix optimal pour la suite de l'étude. Une molarité de 0.5 M s'est révélée optimale, offrant un équilibre satisfaisant entre transparence optique et qualité cristalline. Ces conditions optimisées ont été utilisées pour étudier l'effet du dopage au strontium. L'analyse structurale a montré que le dopage influence de manière significative la structure cristalline des films, où l'incorporation des ions Sr, de rayon ionique plus grand que celui des ions Cd, a entraîné une expansion de la maille CdO, sans apparition de phases secondaires. Sur le plan optique, une diminution progressive de la transmittance a été observée avec l'augmentation du taux de dopage, accompagnée d'un déplacement du bord d'absorption vers des longueurs d'onde plus grandes (décalage vers le rouge), ce qui indique une réduction de la largeur de la bande interdite. Malgré la dégradation des performances optiques, certaines limites persistent. En particulier, l'absence de caractérisations complémentaires telles que les mesures d'énergie de gap précises, les propriétés électriques (conductivité, mobilité, densité de porteurs), on encore des analyses par microscopie électronique à balayage (MEB), ne permet pas une interprétation complète de l'impact du dopage sur les performances des films. Ainsi, ce travail constitue une base solide pour de futures recherches, notamment dans le cadre d'un doctorat, avec la perspective d'approfondir l'étude des propriétés électriques, d'affiner l'analyse structurale via des techniques avancées (MEB, AFM, etc.) et d'explorer d'autres dopants ou conditions de dépôt.