Permanents impliqués : Alain Lafond, Catherine Guillot-Deudon, Maria Teresa Caldes, Nicolas Barreau, Stephane Jobic

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Cette thématique se focalise sur l’étude cristallochimique des composés Cu(In,Ga)(S,Se)₂ (CIGSSe) et Cu₂ZnSn(S,Se)₄ (CZTSSe), potentiels absorbeurs dans les cellules solaires en couches minces. Pour concevoir de nouveaux matériaux fonctionnels, la non-stœchiométrie en cuivre a été sondée dans les systèmes Cu₂S-In₂S₃-Ga₂S₃ et Cu₂S-SnS₂-ZnS et leurs homologues séléniés. De nouveaux composés CIGSSe et CZTSSe pauvres en cuivre, ont ainsi été identifiés. Un résultat majeur concerne les composés Cu(In,Ga)S₂ (CIGS), envisagés dans des dispositifs solaires “tandem”. Nos résultats montrent que le système Cu₂S-In₂S₃-Ga₂S₃ est plus complexe que son homologue sélénié. Le domaine monophasé des composés CIGS pauvres en cuivre à structure chalcopyrite est plus étroit, pouvant expliquer les rendements plus faibles des dispositifs. Dans ce système, de nouveaux composés lamellaires CIGSn à gap de van der Waals ont été découverts. Ces matériaux sont des candidats potentiels pour des applications photovoltaïques et/ou photocatalytiques

Mots-clés : Cristallochimie, Chalcopyrite, CIGS, CZTSSe, photovoltaïque

Expertises :
chimie du solide,
diffraction des RX,
analyses élémentaires,
caractérisation nano-structurale,
XPS, propriétés optoélectroniques

Liens :
Chemical crystallographic investigation on Cu₂S-In₂S₃-Ga₂S₃ ternary system.
A. Thomere, C. Guillot-Deudon, M T. Caldes, R. Bodeux, N. Barreau, S. Jobic and A. Lafond.
Thin Solid Films 2018, 665, 46-50

Layered Quaternary Compounds in the Cu2S-In2S3-Ga2S3 system.
Maria Teresa Caldes, Catherine Guillot-Deudon, Angelica Thomere, Margaux Penicaud, Eric Gautron, Philippe Boullay, Martine Bujoli-Doeuff, Nicolas Barreau, Stephane Jobic and Alain Lafond.
Inorg. Chem. 2020, 59, 4546-4553

Cationic and Anionic Disorder in CZTSSe Kesterite Compounds: A Chemical Crystallography Study.
Pierre Bais, Maria Teresa Caldes, Michael Paris, Catherine Guillot-Deudon, Pierre Fertey, Bernadette Domenges and Alain Lafond.
Inorg. Chem. 2017, 56, 11779-11786

Crystal Chemistry, Optical-Electronic Properties, and Electronic Structure of Cd_1-xIn_2+2x/3S₄ Compounds (0 <= x <= 1), Potential Buffer in CIGS-Based Thin-Film Solar Cells.
Catherine Guillot-Deudon, Maria Teresa Caldes, Adrien Stoliaroff, Leo Choubrac, Michael Paris, Camille Latouche, Nicolas Barreau, Alain Lafond and Stephane Jobic.
Inorg. Chem. 2018, 57, 12624-12631

Collaborations :
IMN : Michael PARIS (RMN), Eric GAUTRON (MET)
Institut photovoltaïque d'Ile de France (IPVF) : Projet C financé par le Programme d'Investissement d'Avenir (PIA – ANRIEED-002-01).
Institut de Sciences Chimiques de Rennes (ISCR)-UMR 6226
Laboratoire de Cristallographie et Science des Matériaux (CRISMAT)-UMR 6508