Sciences des matériaux

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et

Effet de l'épaisseur du film mince de CZTS sur les propriétés physiques et électrique. Obtenus par immersion pour l'application de cellules solaires

Mohamed Cherif Benachour, Haider Dahdouh, Rabeh Bensaha  (2019)
Article de conférence

L'influence de l'épaisseur des couches minces de Cu2ZnSnS4 (CZTS) cristallin revêtu sur ses propriétés a été étudiée, allant de 350 à 800 nm. Les échantillons obtenus ont été préparés par la méthode Sol-gel et ont été étudiés par plusieurs techniques telles que la diffraction des rayons X (DRX), la spectroscopie UV-vis et la méthode de mesure à deux sondes. Confirmés par l’analyse DRX qui révèle la formation d'une phase tétragonale de kestérite avec une orientation préférentielle dans la direction (112). L'analyse optique révèle que les couches ont un coefficient d'absorption relativement élevé dans le spectre visible avec une réduction de la bande interdite de 1,94 à 1,53 eV avec l'augmentation de l'épaisseur qui est assez proche de la valeur optimale pour une cellule solaire. L'analyse électrique montre une diminution de la résistivité de (1.6117.10-1 Ω.cm) à (0.4282.10-1 Ω.cm), conduit à une optimisation de la conductivité électrique des couches avec l'augmentation de l'épaisseur.CZTS, Sol-gel, couche mince, cellule solaire, épaisseur. Voir les détails

Mots clés : CZTS, sol-gel, couche mince, Cellule solaire, épaisseur

Electrochemical, Structural, and optical properties of Tin oxide thin films

D. Lakhdari, D.Belfenqche, M.C.Benachour, H.DEHDOUH  (2017)
Article de conférence

ABSTRACT SnO2 thin films were electrodeposited on fluorine tin oxide substrate in nitric acid solution. The potential was swept from -0.4 to -1.6V with a rate of 50 mV/s. The films were found uniform, adherent to the substrate and amorphous. The XRD patterns reveal that after heat treatment at 500 °C for 1h, the films turn out to be crystalline in nature. Indeed, the film becomes composed of SnO2 nanocrystallite with a casseterite tetragonal structure. The nanocrystallite size is about 50 nm. The films thickness was found to be approximately 592nm and 563 nm for asdeposited and heat-treated SnO2 thin films, respectively. Some optical parameters of these films such as refractive index (n), extinction coefficient (k), absorption coefficient (α) and band gap were studied. Voir les détails

Mots clés : Thin films, SnO2, XRD

Elaboration et caractérisation des couches minces de CZTS  à différentes températures et épaisseurs pour les applications photovoltaïque 

BENACHOUR Med Cherif (En préparation)
Thèse de doctorat

Résumé :Le composé de kestérite au sulfure d'étain et de zinc et de cuivre (Cu2ZnSnS4 ou CZTS) a beaucoup attiré l'attention au cours des dernières années en tant que nouveau matériau abondant, peu coûteux et respectueux de l'environnement, doté de propriétés optoélectroniques souhaitables pour les applications de cellules solaires à couche mince photovoltaïque (PV). Nous avons mis en évidence l’influence de l’épaisseur, du taux de dopant et de la température de recuit sur les propriétés optiques, structurales et thermiques des couches minces et des xérogels.Cette étude consiste à l’élaborer et caractériser des couches minces CZTS (Cu2ZnSnS4) traitées dans un domaine de température 300, 400 et 500°C, à différentes épaisseurs obtenues par voie sol-gel. Ces couches minces sont déposées sur des substrats en verre et en silicium poreux. Voir les détails

Mots clés : couches minces, CZTS, photovoltaïque

Etude de l’influence de terre rare (Er3+) sur les propriétés structurales, optiques et magnétiques des couches minces et xérogels de TiO2

DEHDOUH Heider (2019)
Thèse de doctorat

Des couches minces et des xérogels de TiO2 non dopés et dopés par l’erbium ont étéélaborés par voie sol gel. Les xérogels ont été caractérisés par DSC et Raman. Les résultatsprésentent que : le maximum de cristallisation est à 339 °C de TiO2 non dopé, alors que pour celui dopé à 0.1 at.% erbium le premier maximum est observé à 301 °C et enfin, pour les autres cas(0.5, 1et 3 at.% erbium) la cristallisation débute à partir de 351 °C avec un double exothermique.La caractérisation par DRX et Raman des couches minces de TiO2 expose que leséchantillons obtenus cristallisent uniquement dans système quadrique d’anatase dans le domainede température choisi. Selon ce dernier, nous observons que la taille des grains varieprogressivement avec l’augmentation du taux d’erbium. L’étude de la morphologie par le MEB etl’AFM confirme que les films, ainsi élaborés sont homogène, sans fissuration, de structurenanométrique et possédant une très faible rugosité (de l’ordre de 1 nm).Les spectres UV-Vis- des couches minces obtenus montrent que la réflexion à uneinfluence significative sur l’indice de réfraction, la densité et la porosité. Alors que, les spectres dephotoluminescence (PL) révèlent des bandes caractéristiques d’émissions d’erbium entre 520–570nm et 640–680 nm, et que l’intensité des spectres PL augmente en fonction de taux d’erbium. Apartir des résultats de la spectroscopie des lignes noires, nous notons que les couches mincespossèdent deux modes guidés : TE0 et TE1.Les résultats du magnétomètre à échantillon vibrant (VSM) des couches minces de TiO2 non dopées révèlent un comportement ferromagnétique à la température ambiante et que le dopagepar l'erbium conduit à une augmentation du moment magnétique de saturation (Ms). Enfin, lestests photocatalytiques illustrent une bonne efficacité de dégradation de méthylorange.Les couches minces de Er3+:TiO2 présentent de bonnes propriétés structurales, descaractéristiques de photoluminescence, un très bon comportement de guidage, une structure desemi-conducteurs magnétiques dilués, et donc, sont prometteur pour des éventuelles applicationsdans les dispositifs optoélectroniques. Voir les détails

Mots clés : TiO2 dopé Er3+, sol-gel, morphologie, Photoluminescence, guide d’onde, propriétés magnétiques.

Synthesis and characterization of Co doped ZnO prepare by dip-coating method

A.R. Khantoul, M.C. Benachour, H. Fatmi, H. Serrar, S. AMARA, M. Sebais  (2017)
Article de conférence

Abstract In this work, we studied deposited Cobalt- doped ZnO ( ZnO:Co ) thin films via dip-coating technique onto glass substrate, Zinc acetate dehydrate, cobalt acetate, 2- methoxyethanol and ethanolamine were used as starting materials. Then we have characterized them as X-ray diffraction , UV- visible, atomic force microscopy (AFM ). It is found that all the thin films have good crystallinity and a preferential orientation crystallites a long [002] of ZnO with wurtzite structure, and AFM have provided the information on morphology of this films where the size grain and average surface roughnes (Rms).thin films, ZnO, ( ZnO:Co ),dip-coating Voir les détails

Mots clés : Thin films, ZnO, ( ZnO:Co ), Dip-Coating

Elaboration and characterization of electrodeposited cuprous oxide onto a sliver substrate

M.C. Benachour, D. Lakhdari, H. Fatmi, A.R. Khantoul  (2017)
Article de conférence

In this work, cuprous oxide thin films were prepared by using electrodeposition technique at different applied potentials from aqueous alkaline cupric sulfate solution with lactic acid at 70°C onto a sliver were investigated. The effects of deposition potential on the electrochemical, surface morphology, structural and, electrical properties of cuprous oxide thin films were investigated.The XRD measurements indicated that all the obtained films display a cuprous oxide cubic structure with a strong preferential orientation of the (111) direction.thin films, electrochemical, cuprous oxide, XRD Voir les détails

Mots clés : Thin films, electrochemical, cuprous oxide, XRD

EFFECT OF filler METAL types ON MICROSTRUCTURE AND MECHANICAL BEHAVIOR OF HSLA-X70/304L SS DISSIMILAR WELDS

Mohammed Farid BENLAMNOUAR, Mohamed HADJI, Riad BADJI, Nabil Bensaid, Tahar Saadi, Yazid LAIB LAKSIR, Sabah Senouci  (2019)
Article de conférence

The aim of this study is to investigate the effect filler metal types on microstructure and mechanical properties of dissimilar welds between HSLA-X70 high strength steel alloy and 304L austenitic stainless steel produced by automatic tungsten arc welding (TIG). The weld joints were prepared using E304L, E316L, E2209L, and E7010 filler metal. The mechanical characteristics obtained from hardness, tensile and impact testing, were correlated to the optical and SEM microscopy, to establish a relationship between filler metal composition and the microstructures in different weld regions. It is concluded that E2209 filler metal lead to improve in the resilience characteristics and tenacity with a slight reduction in the ultimate tensile strength and hardness. Voir les détails

Mots clés : Dissimilar weld, HSLA-X70, 304L, microstructure, Mechanical property

Optimization of TIG Welding Process Parameters for X70-304LDissimilar Joint Using Taguchi Method

Mohamed Farid Benlamnouar, Mohamed HADJI, Riad BADJI, Nabil Bensaid, Tahar Saadi, Yazid Laib dit Laksir, Sabah Senouci  (2019)
Publication

The optimization of mechanical properties of the welded joints requires a statisticalapproach such as Taguchi experimental designs associated with experimental techniques andlaboratory characterizations. The aim of this work is to propose a method of optimization of themechanical performances of a TIG dissimilar welding of two grades of steels: a high strength lowalloy steel X70 and an austenitic stainless steel 304L. The experimental designs were chosenaccording to the Taguchi method L9. The metallurgical characterization includes opticalmicroscopy, SEM microscopy, EDX analyses and mechanical tests to establish a relationshipbetween welding parameters, microstructures and mechanical behavior in different dissimilar weldregions. The results showed that the hardness is more strongly related to microstructural evolutionthan tensile strength of dissimilar joint. It was found that gas flow is the main significant TIGwelding parameter affecting dissimilar weld characteristics. Voir les détails

Mots clés : hardness, tensile test, ANOVA, Dissimilar welds, Taguchi method

Annealing duration influence on dip-coated CZTS thin films properties obtained by sol-gel method

M.C. Benachour, R. Bensaha, R. Moreno  (2019)
Publication

The effect of annealing duration on structural and optical properties of dip-coated crystallineCZTS thin films was studied. The obtained samples were investigated by several techniques suchas XRD, Raman spectroscopy, SEM, UV–vis spectroscopy and Photoluminescence. Being con-firmed by Raman spectroscopy, XRD analysis reveals the formation of kesterite tetragonal phasewith preferential orientation along (112) direction. The grain size tends to increase as the an- nealing duration increases, a result confirmed by SEM. The last shows smooth, uniform, homo-geneous and densely packed grains. Optical measurement analysis reveals that layers have re- latively high absorption coefficient in the visible spectrum with a band gap reduction of1.62−1.50 eV which is quite close to the optimum value for a solar cell. The photoluminescence distinguishes broad bands that have maximums of intensity limited between 1.50 and 1.62 eV,corresponding to the optical band gap of the CZTS.Kesterite,Sol-gel,Thin-film,Dip-coating,CZTS,Photoluminescence Voir les détails

Mots clés : Kesterite, sol-gel, Thin-film, Dip-Coating, CZTS, Photoluminescence

Annealing duration in?uence on dip-coated CZTS thin ?lms properties obtained by sol-gel method

M. C. Benachour, R. Bensaha, R. Morenoc  (2019)
Publication

The e?ect of annealing duration on structural and optical properties of dip-coated crystallineCZTS thin ?lms was studied. The obtained samples were investigated by several techniques suchas XRD, Raman spectroscopy, SEM, UV–vis spectroscopy and Photoluminescence. Being con-?rmed by Raman spectroscopy, XRD analysis reveals the formation of kesterite tetragonal phasewith preferential orientation along (112) direction. The grain size tends to increase as the an- nealing duration increases, a result con?rmed by SEM. The last shows smooth, uniform, homo-geneous and densely packed grains. Optical measurement analysis reveals that layers have re- latively high absorption coe?cient in the visible spectrum with a band gap reduction of1.62−1.50 eV which is quite close to the optimum value for a solar cell. The photoluminescence distinguishes broad bands that have maximums of intensity limited between 1.50 and 1.62 eV, corresponding to the optical band gap of the CZTS. Voir les détails

Mots clés : Kesterite, sol-gel, Thin films, Dip-coating CZTS, Photoluminescence