Chapitre 3 : Elaboration et caractérisation des
couches de TiO2
3/2 pour les transitions directes interdites. 2 pour les
transitions indirectes permises.
pour les transitions indirectes interdites.
En général pour le dioxyde de titane q est
égal à 1/2, ce qui correspond à des transitions directes
permises. D'où, nous allons considérer que les transitions
directes permises.
3.5.2 Couches élaborées sur des substrats
de verre 3.5.2.1 Spectres de transmission, d'absorption et de réflexion
? Spectres de transmission
La Figure 3.16 montre le spectre de transmission des couches
minces de dioxyde de titane déposées sur des substrats de verre
à température ambiante, 100, 200 et 300 °C pour le domaine
spectral variant de 300 nm (UVB) jusqu'à 1800 nm (PIR).
Amb 100°C 200°C 300°C
Fig. 3. 16 Spectres de transmission en fonction de A
des couches de TiO2/Verre
Sur ce spectre, on observe deux régions bien distinctes
:
- Une région où l'absorption devient de plus en
plus grande (cf. Fig 3.16), ce qui se traduit par un amortissement progressif
des franges d'interférences et une forte décroissance de la
transmission.
ENIT 2009 66
Chapitre 3 : Elaboration et caractérisation des
couches de TiO2
- Une région présentant des franges
d'interférences où les extrema gardent des valeurs sensiblement
constantes (région de transparence) dont l'exploitation nous permet de
déterminer à la fois l'indice de réfraction de la couche
et son épaisseur.
La présence des oscillations d'interférences
indiquent une bonne homogénéité des couches
élaborées.
En augmentant la température jusqu'à 200
°C, la transmission des couches augmente ensuite elle diminue pour une
température de 300 °C.
A 200 °C, les couches présentent la meilleure
homogénéité ce qui est en accord avec les résultats
données par les analyses de diffraction des rayons X. En effet, la
couche la plus cristallisée a été observé à
cette température comme indiqué par les analyses structurales. Le
maximum de transmission (77%) est obtenu aussi à température de
substrat de 200 °C. Ces couches sont transparentes dans tout le domaine
visible et infrarouge et on peut les classer comme couches non absorbantes. Ces
couches sont intéressantes comme étant couches antireflet.
? Spectres d'absorption
La figure 3.17 montre l'effet de l'échauffement des
substrats sur l'absorption des couches.
Amb
100°C
200°C
300°C
Fig. 3. 17 Spectres d'absorption en fonction de A des
couches de TiO2/Verre
ENIT 2009 67
Chapitre 3 : Elaboration et caractérisation des
couches de TiO2
On note dans la zone de forte absorption une
amélioration du front d'absorption accompagnée d'un petit
décalage vers le visible en particulier pour les hautes
températures de substrat (200 et 300°C). Mais la zone de
photoactivité des couches de TiO2 reste toujours l'ultra-violet proche
visible (UVB et UVC et une partie du bleu de visible) conformément
à la bibliographie (pragr. 1.4).
? Spectres de réflexion
Les spectres de réflexion schématisés
à la figure 3.18 présentent des oscillations
caractéristiques du phénomène d'interférence
indiquant une homogénéité des couches.
Amb 100°C 200°C 300°C
Fig. 3. 18 Spectre de réflexion en fonction de A
des couches de TiO2/Verre
Ces spectres montrent également une augmentation des
taux de réflexion sauf pour la température de substrat de
300°C. On remarque que les couches deviennent très absorbantes et
moins réfléchissantes.
Ces dernières couches combinent deux
propriétés importantes pour la fabrication des couches doubles
fonctions dans le domaine photovoltaïque : d'une part, elles
représentent un revêtement antireflet qui résiste à
la corrosion et joue au même temps le rôle d'une couche protectrice
pour les cellules solaires et d'autre part elles représentent le
semi-conducteur type N côté soleil de la jonction P-N des cellules
solaires.
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