Elaboration Et Caracterisation Des Couches Minces, Poreuses Et Nano Tubulaires De Tio2 Pour Une Application Photovoltaïque

Résumé: Ce mémoire est basé sur l’élaboration et la caractérisation des couches de TiO2 (poreuses et nano tubulaires) dans deux électrolytes différents en concentration principalement à une durée de 60min par la méthode d'anodisation électrochimique. Au cours de ce travail, nous avons acquis une expérience d’élaboration des films d’oxydes de TiO2 par la méthode d’anodisation électrochimique. Cette technique est très intéressante, moins couteuses et facile à réaliser. Elle présente d’avantage une bonne homogénéité de dépôt sur toute la surface du substrat. Dans le cadre de cette étude, nous avons mis au point la technique d’élaboration des nanostructures de TiO2, par le choix des conditions expérimentales adaptées qui sont la tension d'anodisation, la température de recuit et le choix de l'électrolyte. En effet des nanostructures de TiO2 ont été obtenues en utilisant un milieu organique à base d’éthylène Glycol avec des pourcentages bien déterminés. Les résultats montrent que processus d’oxydation anodique conduit à la formation des couches nanostructurées de type amorphe. Après recuit, il y'a passage d'une structure amorphe vers une structure totalement cristalline de la couche du TiO2. Les analyses par Microscopie Electronique à Balayage (MEB) montrent que les échantillons anodisés dans le premier électrolyte (éthylène glycol avec une concentration 2wt% en H2O et 0.3wt% en NH4F), sont dotés d'une structure nano tubulaire de TiO2 avec des paramètres bien déterminés à savoir le diamètre intérieur, le diamètre extérieur, la distance entre les tubes et l'épaisseur du tube. Il faut noter que ce premier électrolyte possède une viscosité importante qui influe considérablement sur la diffusion des espèces dans l’électrolyte, également la tension d’anodisation joue un rôle important dans la cinétique de croissance des différents paramètres géométriques des nanostructures élaborées. Par contre, l'analyse au MEB des échantillons anodisés dans le deuxième électrolyte (éthylène glycol avec une concentration 5wt% en H2O et 0.3wt% en NH4F), a montré une structure poreuse à 20V mais qui n'a pas abouti à une structure nanotubulaire en fonction de la tension. 60 Ceci montre que même si la tension d'anodisation augmente, la structure nanotubulaire n'apparait pas et cela suite a la faible viscosité de l'électrolyte qui est bien dilué dans l'eau. dans cette étude comparative, on constate que la viscosité d'un électrolyte influe sur la formation des structures nano tubulaires de TiO2.

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