FR2917898A1 - Solid photovoltaic device for e.g. roof of building, has absorber component composition disposed in continuous absorption layer, where absorption layer is formed of stibnite and argentite-based/stibnite and copper sulphide-based component - Google Patents

Solid photovoltaic device for e.g. roof of building, has absorber component composition disposed in continuous absorption layer, where absorption layer is formed of stibnite and argentite-based/stibnite and copper sulphide-based component Download PDF

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Abstract

The device has an absorber component composition disposed in a fine continuous absorption layer (2) between transparent n-type and p-type semi-conductor components. The components are presented in a form of a porous substrate (1) with pores (1-1). The substrate is made of crystals. An internal surface of the pores is covered with the layer. The pores are filled in volumic proportion of 15 percentages by a filling layer (3) constituted of the n-type or p-type semi-conductor component. The absorption layer is formed of stibnite and argentite-based or stibnite and copper sulphide-based component.

Description

La présente invention concerne des dispositifs photovoltaïques tout solideThe present invention relates to all-solid photovoltaic devices

du type comprenant 3 matériaux inorganiques et solides comprenant respectivement: - un composé semi-conducteur de type n et transparent (1), - un composé semi-conducteur de type p et transparent (3), et - une composition d' au moins un composé absorbeur disposée en couche continue (2) entre lesdits composés semi-conducteur de type n et p lesquels ne sont pas en contact, et - ledit composé semi-conducteur de type n ou p se présentant sous forme d'un substrat poreux (1), avec des pores (11) de taille de 10 à 100 nm, dont la surface interne desdits pores est entièrement revêtue d'une fine couche continue d'absorption (2) dudit composé absorbeur, et dont lesdits pores sont ensuite remplis dans une proportion volumique d'au moins 10%, de préférence plus de 15%, par une couche de remplissage (3) constituée de l'autre dit composé solide semi-conducteur de type p ou respectivement n, Les dispositifs photovoltaïques classiques consistent en une jonction de deux couches de semi-conducteurs, un de type p (où les porteurs de charge majoritaires sont des trous, ou charges positives) et l'autre de type n (où les porteurs majoritaires sont des électrons, ou charges négatives). Les dispositifs photovoltaïques les plus utilisés sont ceux faits à base de silicium (Si), qui consistent en une homojonction, dans laquelle les deux couches sont faites à base de Si, l'une des couches étant dopée n et l'autre p. D'autres dispositifs photovoltaïques connus sont basés sur des hétérojonctions, dans lesquelles les deux couches sont constituées de deux matériaux semi-conducteurs différents, telles que les dispositifs comprenant des couches CdTe/CdS ou CuInSe2/CdS. Ces deux types de dispositifs sont fabriqués selon une configuration avec deux couches plates empilées. À part les deux couches semi-conductrices, d'autres couches peuvent être présentes dans le dispositif final, telles que les couches de contact avant et arrière, des couches tampon, etc., mais toujours en gardant la configuration plane et empilée. Le principe de fonctionnement de ce type de dispositif est le suivant : quand la radiation solaire pénètre dans la jonction, les photons sont absorbés dans les couches semi- conductrices, ils sont convertis dans des paires électrons/trous, et une séparation de charges a lieu; ensuite, les électrons se déplacent vers le contact côté n, et les trous vers le contact côté p.  of the type comprising 3 inorganic and solid materials comprising respectively: - an n-type and transparent semiconductor compound (1), - a p-type and transparent semiconductor compound (3), and - a composition of at least one an absorber compound arranged in a continuous layer (2) between said n-type semiconductor compounds and which are not in contact, and - said n-type or p-type semiconductor compound in the form of a porous substrate (1 ), with pores (11) of size 10 to 100 nm, the inner surface of said pores is fully coated with a thin continuous layer of absorption (2) of said absorber compound, and of which said pores are then filled in a a volume proportion of at least 10%, preferably more than 15%, by a filler layer (3) consisting of the other p-type semiconductor solid compound or respectively n, The conventional photovoltaic devices consist of a junction two layers of semi- conductors, one of type p (where the majority charge carriers are holes, or positive charges) and the other of type n (where the majority carriers are electrons, or negative charges). The most widely used photovoltaic devices are those based on silicon (Si), which consist of a homojunction, in which the two layers are made of Si, one of the layers being doped n and the other p. Other known photovoltaic devices are based on heterojunctions, in which the two layers consist of two different semiconductor materials, such as devices comprising CdTe / CdS or CuInSe2 / CdS layers. Both types of devices are manufactured in a configuration with two stacked flat layers. Apart from the two semiconductor layers, other layers may be present in the final device, such as front and back contact layers, buffer layers, etc., but still keeping the configuration flat and stacked. The principle of operation of this type of device is as follows: when the solar radiation enters the junction, the photons are absorbed in the semiconductor layers, they are converted into electron pairs / holes, and a separation of charges takes place ; Then the electrons move to the n-side contact, and the holes to the p-side contact.

Un des problèmes de ce type de jonction est celui de devoir utiliser des matériaux de grande pureté et avec un dopage très contrôlé, ceci pour éviter les pertes dues à la recombinaison des charges. En effet, les deux porteurs de charges opposées se déplacent au sein du même matériau et, en présence de certains centres de recombinaison tels que des impuretés, des défauts du réseau, des joints de grains, etc., ils peuvent se recombiner et ne sont pas convertis en électricité. Ce phénomène de recombinaison est un facteur de baisse important du rendement photovoltaïque. Les opérations de purification et dopage précis impliquent l'utilisation de techniques sophistiquées et augmentent considérablement le coût de fabrication. Or, le coût est un facteur contraignant lorsque ce type de dispositif veut être utilisé pour des panneaux de grande surface dans l'application comme générateur photovoltaïque domestique dans les toits des maisons. La puissance nominale typique de ces systèmes est de l'ordre de 1-5 kilowatts (au point de puissance maximale), ce qui représente une surface de panneaux de l'ordre de 10 à 30 m2 pour un rendement photovoltaïque nominale typique de l'ordre de 10%. Un autre problème des dispositifs basés sur des hétérojonctions p-n est celui d'utiliser certains composés à caractère toxique, tels que ceux faits à base de Cd, Se ou Te, ou celui d'utiliser des éléments dont la disponibilité est très réduite, tel que l'In. Des exemples de cellules interpénétrées qui sont faites avec des quantum dots à base (entre autres) de sulfure d'antimoine sont décrites dans Vogel et al., J. Phys.Chem.93, 3183 (1994), mais ont le désavantage d'utiliser un électrolyte liquide, qui est instable. D'autres exemples qui utilisent des quantum dots sont décrits dans le brevet US2002/017656, 2001, qui revendiquent une composition de sulfure de plomb, PbS, et citent d'autres composition possibles comme le sulfure d'antimoine Sb2S3, entre autres, mais ont le désavantage de remplir les pores avec un conducteur de trous de composition consistant en une molécule organique, ce qui les rend instables. Dans tous les cas les résultats en termes d'efficacité photovoltaïques ne sont pas satisfaisants. D'autres technologies de conversion de radiation en électricité sont apparues revendiquant comme avantage un bas coût de fabrication. En particulier, un nouveau type de configuration photovoltaïque a été proposé dans des publications [Siebentritt, Koenenkamp et al., 14th European Photovoltaic Solar Energy Conference & Exhibition Proceedings, p. 1823, Barcelona 1997); Rost, Koenenkamp et al., 2nd World Conference & Exhibition Photovoltaic Solar Energy Conversion Proceedings, p 212, Vienna 1998]. Il est constitué principalement de trois matériaux inorganiques et solides disposés dans une configuration interpénétrée, différente de celle de couches planes empilées. Le dispositif consiste dans un substrat "transparent" et semi-conducteur de type n présent sous forme de couche poreuse, qui est recouvert dans sa surface interne par une couche fine d'un matériau absorbeur et semi-conducteur, finalement la couche étant remplie dans ses pores avec un matériau "transparent" et semi-conducteur de type p. Leur principe de fonctionnement est le suivant: la radiation (les photons) est seulement absorbée par le matériau absorbeur; ensuite, un électron est transféré au semi-conducteur "transparent" (ou non absorbeur) de type n, tandis qu'une charge positive est transférée au semi-conducteur p. Selon ce principe, le transport de porteurs de charges opposées est effectué dans deux phases différenciées, ce qui théoriquement réduit considérablement la baisse de performance par recombinaison de charges. L'utilisation des couches poreuses nanocristallines ou microcristallines du substrat semi-conducteur est nécessaire pour fournir une quantité suffisante d'absorbeur présent dans la couche par unité de surface projeté. Le principal avantage de ce type de configuration interpénétrée par rapport aux dispositifs connus avec configuration à couches planes empilées est la possibilité de réaliser des dispositifs photovoltaïques à faible coût de fabrication parce qu'il est fait recours à des matériaux bon marché qui n'ont pas besoin d'être très purs et les techniques de fabrication ne sont pas onéreuses (en particulier, on n'utilise pas des techniques trop consommatrices d'énergie, contrairement aux technologies impliquant la mise en oeuvre de silicium). Cette configuration présente aussi d'autres avantages par rapport à d'autres qui utilisent des configurations interpénétrées. D'abord, le fait de disposer l'absorbeur en forme de fine couche, plutôt qu'en forme de molécules (comme dans les piles solaires dites sensibilisées au colorant, telles que celles décrites dans Desilvestro et al., J. Amer. Chem. Soc. 107, 2988 (1985) et dans le brevet U.S. 5,084,365 (1992) ou en forme de quantum dots (petites particules discrètes de la taille de quelques nm), permet d'obtenir des photocourants et des efficacités photovoltaïques plus élevées (de par la plus grande quantité de matériau absorbeur, et l'absence de recombinaison inter faciale par absence de contact entre les semi-conducteurs n et p). Ensuite, le fait d'utiliser des matériaux solides et inorganiques permet d'obtenir une stabilité plus longue, par rapport aux autres technologies utilisant des électrolytes liquides ou, dans leur version solide, des matériaux organiques à conduction par trous, qui sont sensibles aux températures élevées et à une forte irradiation solaire (comme c'est le cas pour des applications à l'extérieur) et se dégradent. Les dispositifs fabriqués jusqu'à présent avec la configuration interpénétrée tout solide et inorganique ont montré une très faible efficacité photovoltaïque. Des exemples basés sur ce concept ont été présentés dans certaines publications [Tennakone et al., J. Phys. D Appl. Phys. 31, 2326 (1998) et Kaiser, Kônenkamp et al., Solar Energy Materials & Solar Cells 67, 89 (2001)], dans lesquelles étaient mises en oeuvre des couches poreuses de TiO2 (à base de cristaux ou de grains), des recouvrements d'absorbeur à base de Se ou CuInS2 faits respectivement par électro-dépôt ou par la technique ILGAR (imprégnation de précurseurs de Cu et In suivi de traitement au gaz H25 chaud), et un remplissage ou recouvrement d'un semi-conducteur "transparent" de type p à base de CuSCN. Une réponse spectrale (rendement quantique) a été démontrée, mais le rendement photovoltaïque était très faible, résultant d'un très faible photocourant à court-circuit (inférieur à 10-3 ou 10-4 mA/cm2).  One of the problems of this type of junction is that of having to use materials of high purity and with a very controlled doping, this to avoid the losses due to the recombination of the charges. Indeed, the two opposite charge carriers move within the same material and, in the presence of certain recombination centers such as impurities, lattice defects, grain boundaries, etc., they can recombine and are not not converted into electricity. This recombination phenomenon is a major factor of decrease in photovoltaic efficiency. The precise purification and doping operations involve the use of sophisticated techniques and considerably increase the manufacturing cost. However, cost is a limiting factor when this type of device wants to be used for large-area panels in the application as a domestic photovoltaic generator in the roofs of homes. The typical power rating of these systems is in the order of 1-5 kilowatts (at the point of maximum power), which represents a panel area of the order of 10 to 30 m2 for a nominal photovoltaic efficiency typical of order of 10%. Another problem with devices based on pn heterojunctions is that of using certain toxic compounds, such as those based on Cd, Se or Te, or that of using elements whose availability is very low, such as linen. Examples of interpenetrated cells that are made with quantum dots based on (inter alia) antimony sulphide are described in Vogel et al., J. Phys. Chem., 93, 3183 (1994), but have the disadvantage of use a liquid electrolyte, which is unstable. Other examples that use quantum dots are described in US2002 / 017656, 2001, which claim a lead sulfide composition, PbS, and cite other possible compositions such as Sb2S3 antimony sulfide, among others, but have the disadvantage of filling the pores with a compound hole conductor consisting of an organic molecule, which makes them unstable. In all cases the results in terms of photovoltaic efficiency are not satisfactory. Other technologies for converting radiation into electricity have emerged claiming as a benefit a low manufacturing cost. In particular, a new type of photovoltaic configuration has been proposed in publications [Siebentritt, Koenenkamp et al., 14th European Photovoltaic Solar Energy Conference & Exhibition Proceedings, p. 1823, Barcelona 1997); Rost, Koenenkamp et al., 2nd World Conference & Solar Photovoltaic Solar Energy Conversion Proceedings, p 212, Vienna 1998]. It consists mainly of three inorganic and solid materials arranged in an interpenetrating configuration, different from that of stacked flat layers. The device consists of a "transparent" and n-type semiconductor substrate present in the form of a porous layer, which is covered in its inner surface by a thin layer of an absorber and semiconductor material, finally the layer being filled in its pores with a "transparent" material and semiconductor p-type. Their operating principle is as follows: the radiation (photons) is only absorbed by the absorber material; then an electron is transferred to the n-type "transparent" (or non-absorber) semiconductor, while a positive charge is transferred to the semiconductor p. According to this principle, the transport of opposite charge carriers is carried out in two differentiated phases, which theoretically considerably reduces the drop in performance by recombination of charges. The use of the nanocrystalline or microcrystalline porous layers of the semiconductor substrate is necessary to provide a sufficient amount of absorber present in the layer per unit area projected. The main advantage of this type of interpenetrated configuration compared to known devices with stacked flat layer configuration is the possibility of producing low cost manufacturing photovoltaic devices because cheap materials are used which do not have need to be very pure and manufacturing techniques are not expensive (in particular, we do not use energy-intensive techniques, unlike technologies involving the implementation of silicon). This configuration also has other advantages over others that use interpenetrated configurations. First, having the absorber in the form of a thin layer, rather than in the form of molecules (as in so-called dye-sensitized solar cells, such as those described in Desilvestro et al., J. Amer. Chem 107, 2988 (1985) and in US Pat. by the greater amount of absorbing material, and the absence of inter-facial recombination due to the absence of contact between the n and p semiconductors, and then the use of solid and inorganic materials makes it possible to obtain more stability a long time, compared to other technologies using liquid electrolytes or, in their solid version, hole-conductive organic materials, which are sensitive to high temperatures and high solar irradiation (as is the case case for outdoor applications) and degrade. The devices manufactured so far with the interpenetrated all solid and inorganic configuration have shown a very low photovoltaic efficiency. Examples based on this concept have been presented in some publications [Tennakone et al., J. Phys. D Appl. Phys. 31, 2326 (1998) and Kaiser, Konenkamp et al., Solar Energy Materials & Solar Cells 67, 89 (2001)], in which porous layers of TiO2 (based on crystals or grains), absorber coverings based on Se or CuInS2 made respectively by electro-deposition or by the ILGAR technique (impregnation of Cu and In precursors followed by treatment with hot H25 gas), and a filling or covering of a semiconductor " transparent "p-type based CuSCN. A spectral response (quantum efficiency) has been demonstrated, but the photovoltaic efficiency was very low, resulting from a very short photocurrent short circuit (less than 10-3 or 10-4 mA / cm2).

Un type similaire de dispositif à configuration interpénétrée a été décrit [Lévy-Clément et al., 205th Electrochemical Society Meeting, San Antonio, USA (2004) Abstract 402; Adv Mater. 17, 1512 (2005)] fait avec les matériaux ZnO / CdSe / CuSCN, dont le semi-conducteur poreux de type n est ZnO en forme de cristaux à la forme de prisme, de plus de 100 nm de largeur et 1 à 2 micromètres de longueur. Ils ont revendiqué un rendement photovoltaïque d'environ 2% à une irradiation de 360 W/m2, et ont attribué cette amélioration au fait d'avoir utilisé une couche poreuse avec une taille de pores très ouverte (et très large). Cependant, cette structure présente le problème de fournir un facteur de rugosité faible, inférieur à 10 (le facteur de rugosité étant le rapport entre la surface interne de la couche poreuse et la surface projeté), ce qui limite la valeur maximale du photocourant qu'on peut espérer obtenir puisque celle-ci est liée à la quantité d'absorbeur dans la couche et, en conséquence, limite la valeur maximale espérée pour le rendement photovoltaïque. La demanderesse a proposé dans la demande de brevet FR 2.881.881 des dispositifs photovoltaïques à configuration interpénétrée à trois composants tout solides et inorganiques comprenant (a) un composé de type n , (b) un composé absorbeur, et (c) un composé semi conducteur de type p, avec une couche poreuse de composé semi conducteur constitué de particules dont les particules sont revêtues d'une couche dudit composé absorbeur constitué de composé à base de sulfure de Bi, sulfure de Sn, sulfure de Mo, sulfure de Cu, ou oxydes de Co. Bien que les composés de sulfure du brevet mentionné ci-dessus présentent un seuil d'absorption relativement élevé, les seuils de réponse spectrale des meilleurs dispositifs photovoltaïques (ceux de sulfure de Bi) se sont avérés très faibles, à savoir de l'ordre de 550 nm. On entend ici par seuil d'absorption (en anglais onset ) la valeur de la longueur d'onde au-dessous de laquelle le matériau absorbe la radiation significativement. D'autres dispositifs photovoltaïques à configuration interpénétrée à trois composants tout solides et inorganiques, ont été décrits par la demanderesse dans la demande de brevet en France n 06/02791 déposée le 31 Mars 2006 non publiée. Ces dispositifs réalisés avec une couche d'absorbeur à base de sulfure d'antimoine (Sb), un semi-conducteur n à base de TiO2 et un semi-conducteur p à base de CuSCN présentaient une réponse spectrale améliorée avec un seuil de réponse spectrale à 750 nm et un rendement photovoltaïque plus élevé 3.4% Cependant,une couche d'absorbeur présentant un seuil d'absorption à 750 nm, limite toujours le photocourant maximum théorique à -24 mA/cm2, lequel peut retomber en pratique à 16-20 mA/cm2, à cause des pertes d'absorption de radiation près du seuil et des pertes dû à l'absorption par un substrat verre conducteur combiné aux couches de semi conducteur ci-dessus mentionnées à titre de contact avant et/ou arrière. Une absorption de la radiation solaire dans un spectre solaire plus large notamment avec un seuil de réponse spectrale supérieur à 800 nm et inférieur à 1200 nm conférerait à ces dispositifs photovoltaïques des rendements théoriques plus élevés, et un photocourant théorique espéré plus élevé. Une absorption au dessus de 1200nm est désavantageuse car la valeur de la tension à circuit ouvert, Voc, qui rentre dans le calcul du rendement photovoltaïque (voir ci-dessous) diminue en augmentant la longueur d'onde du seuil. En effet, le rendement photovoltaïque résulte d un compromis entre le photocourant (qui augmente avec le seuil d'absorption) et la tension à circuit ouvert (qui diminue avec ce seuil), ce qui donne un rendement théorique maximum pour des seuils entre 800 et 1200 nm. Enfin, des dispositifs photovoltaïques à base de sulfure d'antimoine et d'argent ou à base de sulfure d'antimoine et de cuivre d'un autre type ont été décrits, mais leur performance photovoltaïque étaient très faibles.  A similar type of interpenetrating configuration device has been described [Lévy-Clément et al., 205th Electrochemical Society Meeting, San Antonio, USA (2004) Abstract 402; Adv Mater. 17, 1512 (2005)] made with ZnO / CdSe / CuSCN materials, whose n-type porous semiconductor is ZnO in the form of prism-shaped crystals, more than 100 nm in width and 1 to 2 micrometers length. They claimed a photovoltaic yield of about 2% at an irradiation of 360 W / m2, and attributed this improvement to having used a porous layer with a very open (and very wide) pore size. However, this structure has the problem of providing a low roughness factor, less than 10 (the roughness factor being the ratio between the inner surface of the porous layer and the projected surface), which limits the maximum value of the photocurrent that we can hope to obtain since this is related to the amount of absorber in the layer and, consequently, limits the maximum value expected for the photovoltaic efficiency. The Applicant has proposed in the patent application FR 2,881,881 interpenetrated three-component photovoltaic devices all solid and inorganic comprising (a) an n-type compound, (b) an absorber compound, and (c) a semi compound p-type conductor, with a porous layer of semiconductor compound consisting of particles whose particles are coated with a layer of said absorber compound consisting of a compound of Bi sulphide, Sn sulphide, Mo sulphide, Cu sulphide, Although the sulfide compounds of the above mentioned patent have a relatively high absorption threshold, the spectral response thresholds of the best photovoltaic devices (those of Bi sulfide) have been found to be very low, i.e. of the order of 550 nm. Absorption threshold (in English onset) is the value of the wavelength below which the material absorbs the radiation significantly. Other photovoltaic devices with interpenetrating configuration with three components, all solid and inorganic, have been described by the applicant in the French patent application No. 06/02791 filed March 31, 2006 unpublished. These devices made with an absorber layer based on antimony sulphide (Sb), a n-based semiconductor TiO2 and a p-based semiconductor CuSCN had an improved spectral response with a spectral response threshold at 750 nm and a higher photovoltaic efficiency 3.4% However, an absorber layer with an absorption threshold at 750 nm always limits the theoretical maximum photocurrent to -24 mA / cm 2, which can drop to 16-20 in practice. mA / cm 2, because of radiation absorption losses near the threshold and losses due to absorption by a conductive glass substrate combined with the semiconductor layers mentioned above as front and / or back contact. An absorption of solar radiation in a wider solar spectrum, especially with a spectral response threshold greater than 800 nm and less than 1200 nm, would give these photovoltaic devices higher theoretical yields, and a theoretical photocurrent expected higher. Absorption above 1200 nm is disadvantageous because the value of the open-circuit voltage, Voc, which enters into the calculation of the photovoltaic efficiency (see below) decreases by increasing the wavelength of the threshold. Indeed, the photovoltaic efficiency results from a compromise between the photocurrent (which increases with the absorption threshold) and the open circuit voltage (which decreases with this threshold), which gives a theoretical maximum yield for thresholds between 800 and 1200 nm. Finally, photovoltaic devices based on antimony sulphide and silver or based on antimony sulphide and copper of another type have been described, but their photovoltaic performance was very low.

Ainsi, un dispositif photovoltaïque à base de sulfure d'argent et d'antimoine a été publié [Ch. Laubis, PhD Thesis, 2001, Berlin], consistant à une configuration à couches planes empilés du type Ag-Sb-S absorbeur (2 à 3 microns d'épaisseur) / CdS. Le rendement photovoltaïque été très faible, de l'ordre de 0.1%, avec des photo-courants de 0.5 - 1.7 mA/cm2. Dans la publication [Nûnez Rodriguez et al., Semicond. Sci. Technol. 20 (2005), 576] le composé AgSbS2 a été mentionné comme un possible candidat pour des applications photovoltaïques, mais les auteurs se sont limités à fabriquer de couches planes minces sans arriver à la fabrication de quelconque dispositif photovoltaïque.  Thus, a photovoltaic device based on silver sulphide and antimony has been published [Ch. Laubis, PhD Thesis, 2001, Berlin], consisting of a stacked flat layer configuration of the Ag-Sb-S absorber type (2 to 3 microns thick) / CdS. Photovoltaic efficiency was very low, of the order of 0.1%, with photocurrents of 0.5 - 1.7 mA / cm2. In the publication [Nûnez Rodriguez et al., Semicond. Sci. Technol. 20 (2005), 576] the compound AgSbS2 has been mentioned as a possible candidate for photovoltaic applications, but the authors have limited themselves to making thin flat layers without arriving at the manufacture of any photovoltaic device.

De même, un dispositif photovoltaïque à base de sulfure de cuivre et d'antimoine a été publié [Rodriguez-Lazcano et al., J. Electrochem. Soc. 152 (2005) G635] consistant à une configuration à couches planes empilés du type CuSbS2 absorbeur (100 à 300 nm d'épaisseur) / Sb2S3 / CdS. Le rendement photovoltaïque est très faible, inférieur à 0.05%, avec des photocourants inférieurs à 0.2 mA/cm2 et phototensions inférieurs à 0.35 V. Un autre dispositif photovoltaïque à base de sulfure de cuivre et d'antimoine a été publié [Manolache et al., Proceedings of the 20th European Photovoltaic Solar Energy Conference (2005), Barcelona, Spain, p. 1906], consistant à une configuration interpénétrée à 2 composants différente de celle à trois composants mentionnée ci- dessus, fabriqué avec une couche poreuse à base de nanocristaux de TiO2 dont leur pores sont remplis du composé absorbeur CuSbS2, qui a le rôle double d'absorbeur et de transporteur de charges positives, dû à son caractère de semi-conducteur de type p et du fait de remplir suffisamment les pores pour permettre ce transport. La différence avec la configuration interpénétrée à trois composants mentionnée ci-dessus est celle d'être basée sur deux composants principaux (au lieu de trois), le semi-conducteur p transparent étant absent. Ce dispositif ne montre pas de performance photovoltaïque significative, et seulement un comportement diode (courant noir). Au total, les dispositifs photovoltaïques à configuration interpénétrée basés sur trois composants inorganiques tout solides (deux semi-conducteurs transparents, n et p, et un absorbeur) présentent l'avantage d'être d'un faible coût de fabrication, tout en présentant un rendement photovoltaïque satisfaisant, voir supérieure dans certains modes de réalisation. Un autre avantage des dispositifs photovoltaïques à 3 composants tout solide est celui d'espérer une plus longue durée de vie pour des applications à l'extérieur, et plus particulièrement pour l'application pour les toits des maisons, par rapport à d'autres dispositifs connus à configuration interpénétrée, qui utilisent de matériaux liquides et/ou organiques, lesquels présentent de courtes durées de vie, causées par des pertes de liquide au niveau du scellage et/ou des problèmes de photodégradation des composés organiques. Le but de la présente invention est donc de fournir de nouveaux dispositifs photovoltaïques à configuration interpénétrée à 3 composants solides et inorganiques tels que décrits ci-dessus du type présentant une couche de semi-conducteur poreuse recouverte d'une couche d'absorption qui présentent des propriétés et performances photovoltaïques améliorées, avec des photocourants à court-circuit supérieurs à 1 mA/cm2 , de préférence supérieurs à 3 mA/cm2 ,sous irradiation de 1000 W/m2 et rendements de conversion photovoltaïque supérieures à 0.4%, et notamment avec une réponse spectrale étendue dans l'infrarouge proche, en particulier avec un seuil de réponse spectrale supérieur à 800 nm et inférieur à 1200 nm.  Similarly, a photovoltaic device based on copper sulphide and antimony has been published [Rodriguez-Lazcano et al., J. Electrochem. Soc. 152 (2005) G635] consisting of a stacked plane layer configuration of the absorber CuSbS2 type (100 to 300 nm thick) / Sb2S3 / CdS. Photovoltaic efficiency is very low, less than 0.05%, with photocurrents less than 0.2 mA / cm 2 and phototensions less than 0.35 V. Another photovoltaic device based on copper sulphide and antimony has been published [Manolache et al. Proceedings of the 20th European Photovoltaic Solar Energy Conference (2005), Barcelona, Spain, p. 1906], consisting of a two-component interpenetrated configuration different from the three-component one mentioned above, manufactured with a porous layer based on TiO 2 nanocrystals whose pores are filled with the absorber compound CuSbS 2, which has the dual role of absorber and positive charge carrier, due to its p-type semiconductor nature and the fact of filling the pores sufficiently to allow this transport. The difference with the interpenetrated three-component configuration mentioned above is that of being based on two main components (instead of three), the transparent p-semiconductor being absent. This device does not show significant photovoltaic performance, and only a diode behavior (black current). In total, the interpenetrated configuration photovoltaic devices based on three solid inorganic components (two transparent semiconductors, n and p, and an absorber) have the advantage of being of low manufacturing cost, while presenting a satisfactory photovoltaic efficiency, see higher in some embodiments. Another advantage of all-solid 3-component photovoltaic devices is the expectation of a longer service life for outdoor applications, and more particularly for the application for house roofs, compared to other devices. known interpenetrated configuration, which use liquid and / or organic materials, which have short lifetimes, caused by loss of liquid sealing and / or problems of photodegradation of organic compounds. The object of the present invention is therefore to provide novel interpenetrated 3-component solid and inorganic photovoltaic devices as described above of the type having a porous semiconductor layer covered with an absorption layer which have improved photovoltaic properties and performances, with short-circuit photocurrents greater than 1 mA / cm 2, preferably greater than 3 mA / cm 2, under irradiation of 1000 W / m2 and photovoltaic conversion efficiencies greater than 0.4%, and in particular with extended spectral response in the near-infrared, in particular with a spectral response threshold greater than 800 nm and less than 1200 nm.

Un autre but de la présente invention est de fournir de nouveaux dispositifs photovoltaïques qui utilisent des matériaux peu coûteux, suffisamment disponibles dans les ressources naturelles, stables et n'induisant aucun problème grave de toxicité ou d'impact négatif sur l'environnement. Pour ce faire la présente invention fournit un dispositif photovoltaïque tout solide du type comprenant 3 matériaux inorganiques et solides comprenant respectivement: - un composé semi-conducteur de type n et transparent (1), - un composé semi-conducteur de type p et transparent (3), et - une composition d' au moins un composé absorbeur disposée en couche d'absorbeur continue (2) entre lesdits composés semi-conducteur de type n et p lesquels ne sont pas en contact, et - ledit composé semi-conducteur de type n ou p se présentant sous forme d'un substrat poreux (1), avec des pores (11), notamment de taille de 10 à 100 nm, dont la surface interne desdits pores est entièrement revêtue d'une fine couche continue d'absorption (2) dudit composé absorbeur, et dont lesdits pores sont ensuite remplis dans une proportion volumique d'au moins 10%, de préférence plus de 15%, par une couche de remplissage (3) constituée de l'autre dit composé solide semi-conducteur de type p ou respectivement n, caractérisé en ce que ladite couche d' absorbeur comprend au moins un composé à base de sulfure d'antimoine et d'argent ou composé à base de sulfure d'antimoine et de cuivre. On entend par transparent que ledit composé n'absorbe pas de façon significative, c'est-à-dire avec un pourcentage d'absorption inférieur à 35%, les radiations à des longueurs d'ondes entre 400 et 1200 nm et de préférence inférieur à 10% entre 450 et 1200 nm. On entend par absorbeur qu'il absorbe avec un pourcentage d'absorption d'au moins 50%, les radiations dans un intervalle de longueur d'ondes allant de 400 nm jusqu'à une longueur d'onde comprise entre 600 et 1200 nm. On entend par au moins un composé à base de sulfure d'antimoine et d'argent ou de sulfure d'antimoine et de cuivre que ledit(s) composé(s) présentent une composition majoritairement de dit composé sulfure. Plus particulièrement, ledit composé présente une composition du type MXSbYSZ, avec M= Ag ou Cu, dans laquelle le rapport x/y est de 0.1 à 1.2 et le rapport (x+y)/z est de 0.7 à 3. On comprend que x, y et z sont des nombres réels, et pas nécessairement des entiers, qui représenteraient seulement une composition stoechiométrique définie. Ce(s) composé(s) peuvent toutefois contenir un certain pourcentage des ions oxyde et/ou hydroxyde à la place des sulfures. C'est pourquoi, plus particulièrement encore, le taux (M+Sb)/S , c'est à dire (x+y)/z ,est de 0.70 à 3.0. Cette couche d'absorption peut être cristalline ou pas ou les domaines cristallins peuvent n'être pas assez grands pour pouvoir être détectés par la technique de diffraction des rayons X (DRX). On a obtenu différentes couches d'absorption avec une composition variable de sulfure d'antimoine et argent. La composition des couches peut être donnée par la formule générale AgxSbYSZ en ce qu'elle peut contenir un mélange de plusieurs phases, en particulier, d'une ou plusieurs phases ternaires Ag-Sb-S, plus particulièrement AgSbS2, et d'autres phases binaires tel que le Sb2S3. Le taux Ag/Sb, c'est-à-dire le rapport x/y quand M=Ag, peut varier ainsi d'une valeur d'environ 0.1 (peu de AgSbS2 par rapport à Sb2S3), jusqu'au Ag/Sb=1 (composition pure de AgSbS2). Mais, la présence d'une petite quantité d'autres phases ternaires Ag-Sb-S, telles que le Ag3SbS3 ou Ag5SbS5, ou la binaire Ag2S, peut faire monter le taux Ag/Sb légèrement au dessus d'1. Et, à cause de la possible présence d'ions O en remplacement de S, en particulier, la présence de Sb2O3, le taux (Ag+Sb)/S peut varier d'une valeur légèrement supérieure à 0.67 (zéro Sb2O3, beaucoup de Sb2S3 et peu de AgSbS2) jusqu'à des taux élevés (s'il y a un fort excès de Sb2O3), mais inférieur à 3.  Another object of the present invention is to provide novel photovoltaic devices that use inexpensive materials, sufficiently available in natural resources, stable and not inducing any serious problem of toxicity or negative impact on the environment. To this end, the present invention provides an all-solid photovoltaic device of the type comprising 3 inorganic and solid materials comprising respectively: an n-type and transparent semiconductor compound (1), a p-type and transparent semiconductor compound ( 3), and - a composition of at least one absorber compound arranged as a continuous absorber layer (2) between said n-type semiconductor compounds and which are not in contact, and - said semiconductor compound of n or p type being in the form of a porous substrate (1), with pores (11), in particular of size from 10 to 100 nm, whose inner surface of said pores is entirely coated with a continuous thin layer of absorption (2) of said absorber compound, and of which said pores are then filled in a volume proportion of at least 10%, preferably more than 15%, by a filling layer (3) consisting of the other said semi solid compound -conductor type p or res n, characterized in that said absorber layer comprises at least one antimony and silver sulfide compound or antimony and copper sulfide compound. Transparency means that said compound does not absorb significantly, that is to say with an absorption percentage of less than 35%, the radiation at wavelengths between 400 and 1200 nm and preferably lower at 10% between 450 and 1200 nm. Absorber is understood to absorb with an absorption percentage of at least 50%, radiation in a wavelength range from 400 nm to a wavelength of 600 to 1200 nm. By at least one compound based on antimony sulphide and silver or antimony sulphide and copper, said compound (s) have a composition predominantly of said sulphide compound. More particularly, said compound has a composition of the MXSbYSZ type, with M = Ag or Cu, in which the ratio x / y is from 0.1 to 1.2 and the ratio (x + y) / z is from 0.7 to 3. It is understood that x, y and z are real numbers, and not necessarily integers, which would represent only a defined stoichiometric composition. This compound (s) may, however, contain a certain percentage of the oxide and / or hydroxide ions in place of the sulphides. This is why, more particularly, the rate (M + Sb) / S, that is to say (x + y) / z, is 0.70 to 3.0. This absorption layer may or may not be crystalline or the crystalline domains may not be large enough to be detectable by the X-ray diffraction (XRD) technique. Different absorption layers were obtained with varying composition of antimony and silver sulfide. The composition of the layers may be given by the general formula AgxSbYSZ in that it may contain a mixture of several phases, in particular, one or more Ag-Sb-S ternary phases, more particularly AgSbS2, and other phases. binaries such as Sb2S3. The Ag / Sb ratio, that is to say the ratio x / y when M = Ag, can thus vary by a value of approximately 0.1 (little AgSbS2 with respect to Sb2S3), up to Ag / Sb = 1 (pure composition of AgSbS2). However, the presence of a small amount of other Ag-Sb-S ternary phases, such as Ag3SbS3 or Ag5SbS5, or the Ag2S binary, can cause the Ag / Sb level to rise slightly above 1. And, because of the possible presence of O ions instead of S, in particular, the presence of Sb2O3, the rate (Ag + Sb) / S can vary by a value slightly greater than 0.67 (zero Sb2O3, many of Sb2S3 and little AgSbS2) to high levels (if there is a large excess of Sb2O3), but less than 3.

Les couches qui ont trop d'argent (typiquement avec un rapport Ag/Sb supérieur à 1.2), notamment celles qui contiennent le composé Ag2S ou le composé Ag3SbS3 en fort quantité (détectés par diffraction de rayons X, DRX) présentent un spectre d'absorption trop étendu (seuil de longueur d'ondes > 1200 nm, spectre similaire à celui correspondant à l'absorbeur Ag2S ou trop étroit (seuil d'environ 550 nm, qui semble correspondre au composé Ag3SbS3), respectivement. Les dispositifs photovoltaïques faits avec ces couches n'ont pas une réponse photovoltaïque significative. Les couches qui ont peu d'argent (rapport Ag/Sb < 0.1), qui contiennent les composés AgSbS2 et Sb2S3 (d'après la diffraction de rayons X), montrent un spectre d'absorption satisfaisant, avec un seuil d'absorption de 880 nm. En outre, les dispositifs photovoltaïques faits avec ces couches ont une réponse photovoltaïque significative. Cependant, la réponse spectrale a présenté par l'instant un seuil d'environ 750 nm, similaire à celui de l'absorbeur à base de sulfure d'antimoine tout seul, et, donc, inférieur à une valeur recherchée qui devrait être égale au seuil d'absorption de 880 nm. Les couches d'absorption qui ont un taux d'argent avec un taux Ag/Sb entre 0.2 et 1.0, contiennent le composé AgSbS2 et peuvent contenir du Sb2S3 (d'après la diffraction de rayons X). Ces couches présentent un spectre d'absorption qui a un seuil d'absorption plus grand que celui de l'absorbeur à base de sulfure d'antimoine tout seul, à savoir à une longueur d'onde d'environ 880 nm. Et, les dispositifs photovoltaïques selon l'invention faits avec ces couches ont un rendement photovoltaïque significatif, avec des seuils de réponse spectrale d'environ 880 nm, similaires aux valeurs du seuil d'absorption. Ces couches d'absorption peuvent aussi contenir de l'oxyde de Sb (Sb2O3) et même de petites quantités d'autres phases ternaires Ag-Sb-S différentes du composé AgSbS2, telles que le Ag3SbS3 ou Ag5SbS5, ou le binaire Ag2S. D'autres composés pourraient être présents dans l'état amorphe ou avec des domaines cristallins trop petits pour être identifiable par diffraction de rayons X, DRX (pas de signal assez grand de DRX). En conséquence, on n'a que les rapports atomiques mesurés par EDX pour donner une composition de la couche plus précise.  The layers which have too much silver (typically with an Ag / Sb ratio higher than 1.2), in particular those which contain the Ag2S compound or the Ag3SbS3 compound in large quantities (detected by X-ray diffraction, XRD) have a spectrum of too much absorption (wavelength threshold> 1200 nm, spectrum similar to that corresponding to the Ag2S absorber or too narrow (threshold of around 550 nm, which seems to correspond to the Ag3SbS3 compound), respectively.) Photovoltaic devices made with these layers do not have a significant photovoltaic response.The layers that have little silver (Ag / Sb ratio <0.1), which contain the compounds AgSbS2 and Sb2S3 (according to the X-ray diffraction), show a spectrum of satisfactory absorption, with an absorption threshold of 880 nm.In addition, the photovoltaic devices made with these layers have a significant photovoltaic response.However, the spectral response has presented by the moment a threshold of 750 nm, similar to that of the antimony sulphide absorber alone, and therefore less than a desired value which should be equal to the absorption threshold of 880 nm. Absorption layers that have a silver content with an Ag / Sb level between 0.2 and 1.0, contain the AgSbS2 compound and may contain Sb2S3 (based on X-ray diffraction). These layers have an absorption spectrum that has a higher absorption threshold than that of the antimony sulfide absorber alone, namely at a wavelength of about 880 nm. And, the photovoltaic devices according to the invention made with these layers have a significant photovoltaic efficiency, with spectral response thresholds of about 880 nm, similar to the values of the absorption threshold. These absorption layers may also contain Sb (Sb 2 O 3) oxide and even small amounts of other different Ag-Sb-S ternary phases of the AgSbS2 compound, such as Ag3SbS3 or Ag5SbS5, or the Ag2S binary. Other compounds could be present in the amorphous state or with crystalline domains too small to be identifiable by X-ray diffraction, DRX (no large enough DRX signal). As a result, only the atomic ratios measured by EDX are available to give a more accurate layer composition.

Plus particulièrement, un dispositif selon l'invention comprend une composition de composé(s) de sulfure d'antimoine et d'argent du type AgXSbYSZ, dans laquelle le taux Ag/Sb (c'est-à-dire, x/y) est supérieur à 0.1 et inférieur à 1.2. De préférence, la composition de composé(s) de sulfure d'antimoine et d'argent est du type AgXSbYSZ, dans laquelle le rapport Ag/Sb est supérieur ou égale à 0.2 et inférieur ou égale à 1. Plus particulièrement, la composition de composé(s) de sulfure d'antimoine et d'argent comprend les composés AgSbS2 et éventuellement Sb2S3.. On a également obtenu différentes couches d'absorption avec une composition variable de sulfure d'antimoine et de cuivre, avec des rapports Cu/Sb variables entre environ 0.1 et moins de 1.2. La composition des couches peut être donnée par la formule générale CuxSbYSZ, en ce qu'elle peut contenir un mélange de plusieurs phases, en particulier, d'une ou plusieurs phases ternaires Cu-Sb-S, plus particulièrement CuSbS2, et d'autres phases binaires tel que le Sb2S3.  More particularly, a device according to the invention comprises a composition of antimony sulphide compound (s) and silver of the AgXSbYSZ type, in which the Ag / Sb content (that is to say, x / y). is greater than 0.1 and less than 1.2. Preferably, the composition of antimony and silver sulfide compound (s) is of the AgXSbYSZ type, in which the Ag / Sb ratio is greater than or equal to 0.2 and less than or equal to 1. More particularly, the composition of Antimony and silver sulfide compound (s) comprises AgSbS2 and optionally Sb2S3. Various absorption layers with varying composition of antimony and copper sulfide have also been obtained with Cu / Sb ratios. variables between about 0.1 and less than 1.2. The composition of the layers may be given by the general formula CuxSbYSZ, in that it may contain a mixture of several phases, in particular, one or more Cu-Sb-S ternary phases, more particularly CuSbS2, and others binary phases such as Sb2S3.

Les dispositifs photovoltaïques selon l'invention qui présentent des couches qui contiennent le composé CuSbS2, et éventuellement du Sb2S3 (d'après la diffraction de rayons X) présentent un spectre de réponse spectrale (seuil de rendement quantique) à une longueur d'onde d'environ 830 nm, plus grande que celle la couche d'absorbeur à base sulfure d'antimoine tout seul (ù750 nm), plus grande que la couche d'absorbeur à base de sulfure de Cu(I) tout seul (ù650 nm), et en dessous de 1200nm (contrairement à des couches à base de sulfure de Cu(II) tout seul). Les dispositifs photovoltaïques faits avec ces couches ont également un rendement photovoltaïque significatif. La couche d'absorbeur peut aussi contenir de l'oxyde de Sb (Sb2O3) et même de petites quantités phases ternaires Cu-Sb-S différentes du composé CuSbS2, telles que le Cu3SbS3, Cu3SbS3, ou Cu12Sb4S13, ou phases binaires telles que le CuS. Le taux (Cu+Sb)/S reste en général inférieur à 3.0. De préférence, dans le dispositif selon l'invention, la composition de composé(s) de sulfure d'antimoine et de cuivre est du type CuxSbYSZ, dans laquelle le rapport Cu/Sb est supérieur à 0.1 et inférieur à 1.2.  The photovoltaic devices according to the invention which have layers which contain the compound CuSbS2, and optionally Sb2S3 (based on X-ray diffraction) have a spectrum of spectral response (quantum yield threshold) at a wavelength of about 830 nm greater than that of the antimony sulfide absorber layer alone (ù750 nm), larger than the Cu (I) sulfide absorber layer alone (ù650 nm) , and below 1200nm (unlike layers based on Cu (II) sulphide alone). Photovoltaic devices made with these layers also have a significant photovoltaic efficiency. The absorber layer may also contain Sb oxide (Sb2O3) and even small amounts of different Cu-Sb-S ternary phases of the CuSbS2 compound, such as Cu3SbS3, Cu3SbS3, or Cu12Sb4S13, or binary phases such as CuS. The rate (Cu + Sb) / S remains in general less than 3.0. Preferably, in the device according to the invention, the composition of antimony sulphide compound (s) and copper is of the CuxSbYSZ type, in which the Cu / Sb ratio is greater than 0.1 and less than 1.2.

De préférence encore, la composition du composé(s) de sulfure d'antimoine et de cuivre est du type CuxSbYSZ, dans laquelle le rapport Cu/Sb est supérieur ou égale à 0.2 et inférieur ou égale à 1.  More preferably, the composition of the antimony and copper sulphide compound (s) is of the CuxSbYSZ type, in which the Cu / Sb ratio is greater than or equal to 0.2 and less than or equal to 1.

Plus particulièrement, la composition de composé(s) de sulfure d'antimoine et de cuivre comprend les composés CuSbS2 et éventuellement. Dans les différents modes de réalisation avec des composé(s), lorsque la couche d'absorption comprend de composé(s) d'antimoine à base de sulfure d'antimoine et d'argent ou de composé(s) à base de sulfure d'antimoine et de cuivre, la couche d'absorption peut comprendre en outre le composé Sb2O3. Ce composé résulte de la substitution d'une partie des ions sulfure par des ions oxyde et/ou hydroxyde dans la composition générale du composé(s) . Selon d'autres caractéristiques avantageuses : - ledit matériau semi-conducteur transparent de type n est un oxyde métallique tel que TiO2, ZnO et Sn02, de préférence encore TiO2; et - ledit matériau semi-conducteur transparent de type p est choisi parmi les matériaux à base de Cu(I), de préférence CuSCN, Cul ou CuAIO2, et des oxydes métalliques, de préférence un oxyde de nickel.  More particularly, the composition of antimony and copper sulfide compound (s) comprises CuSbS2 compounds and optionally. In the various embodiments with compounds (s), when the absorption layer comprises antimony compound (s) based on antimony sulphide and silver or compound (s) based on sulfide d antimony and copper, the absorption layer may further comprise the compound Sb2O3. This compound results from the substitution of a part of the sulphide ions by oxide and / or hydroxide ions in the general composition of the compound (s). According to other advantageous characteristics: said n-type transparent semiconductor material is a metal oxide such as TiO 2, ZnO and SnO 2, more preferably TiO 2; and said transparent p-type semiconductor material is chosen from Cu (I), preferably CuSCN, CuI or CuAlO 2 based materials, and metal oxides, preferably a nickel oxide.

De préférence, selon d'autres caractéristiques particulières du dispositif : - le facteur de rugosité dudit substrat poreux avant dépôt de la couche d'absorbeur est supérieur à 50 de préférence supérieur à 100. On entend ici par facteur de rugosité le rapport entre la surface interne de la couche poreuse (qui suit la surface interne des pores dont elle est composée) et l'aire projetée de la couche sur son substrat. Cette porosité peut être due au fait que la couche est constituée de particules ou cristaux dont l'agrégation a créé des pores dans l'espace interstitiel entre les particules ou cristaux lors de sa fabrication et/ou à la création de pores directement dans un matériau monolithique ne comportant pas de joint de grain. La rugosité ainsi définie peut être estimée de façon approximative (pour des pores supérieurs à 2 nm et des pores approchant la forme sphérique) par la mesure de la porosité (et de la distribution de taille des pores) par la technique d'adsorption/désorption d'azote suivie de calcul de la surface active BET; - le substrat poreux est constitué de particules ou cristaux. On comprend que la surface interne des pores est constituée par la surface des dites particules ou cristaux; - la taille moyenne des particules ou cristaux est de 30 à 50nm;- la porosité de la couche poreuse avant dépôt de la couche d'absorbtion est de 30 à 70%, de préférence encore, de 40 à 60% ; - la taille moyenne des pores est de 20 à 50 nm, la taille de pores étant ici la taille d'ouverture des pores, c'est-à-dire la dimension moyenne de leur section transversale et non pas leur longueur ou profondeur dans l'épaisseur de la couche .  Preferably, according to other particular characteristics of the device: the roughness factor of said porous substrate before deposition of the absorber layer is greater than 50, preferably greater than 100. Here, the term "roughness factor" refers to the ratio between the surface area internal of the porous layer (which follows the inner surface of the pores of which it is composed) and the projected area of the layer on its substrate. This porosity may be due to the fact that the layer consists of particles or crystals whose aggregation has created pores in the interstitial space between the particles or crystals during its manufacture and / or the creation of pores directly in a material monolithic with no grain boundary. The roughness thus defined can be estimated approximately (for pores greater than 2 nm and pores approaching the spherical shape) by measuring the porosity (and the pore size distribution) by the adsorption / desorption technique. nitrogen followed by calculation of BET active area; the porous substrate consists of particles or crystals. It is understood that the inner surface of the pores is constituted by the surface of said particles or crystals; the average size of the particles or crystals is from 30 to 50 nm, the porosity of the porous layer before deposition of the absorption layer is from 30 to 70%, more preferably from 40 to 60%; the average pore size is from 20 to 50 nm, the pore size here being the pore opening size, that is to say the average dimension of their cross section and not their length or depth in the thickness of the layer.

Plus particulièrement, ledit substrat poreux est constitué d'une couche poreuse de semi-conducteur d'oxyde métallique de type n et ladite couche de remplissage est constituée d'un composé semi-conducteur de type p. De préférence, ledit oxyde métallique semi-conducteur de type n est du TiO2 présentant une taille moyenne de particules de 30 à 50 nm. Pour le TiO2, ces tailles de particules correspondent à une surface BET dudit substrat poreux avant dépôt d'absorbeur, supérieure à 25 m2/g, de préférence encore de 25 à 50 m2/g. De préférence encore, ladite couche de remplissage constitue aussi une couche de recouvrement d'au moins 10 nm d'épaisseur par-dessus l'une des surfaces du substrat poreux, notamment par-dessus la surface du substrat poreux qui n'est pas en contact avec un substrat conducteur le cas échéant. De préférence encore ladite couche de remplissage est constituée de CuSCN ou d'oxyde de nickel. Plus particulièrement, dans le dispositif selon l'invention comprend: - le dit substrat poreux constitue une couche d'épaisseur supérieure à 1 pm, de préférence de 2 à 10 pm, et - la dite couche d'absorption présente une épaisseur de 1 à 25 nm, de préférence de 1 à 10 nm, et - la dite couche de remplissage remplit au moins 10% du volume de pores, de préférence de plus de 15%, et - de préférence, ladite couche de remplissage constitue aussi une couche de recouvrement d'au moins 10 nm d'épaisseur entre ledit substrat poreux, et la couche conductrice dudit second substrat conducteur de contact arrière, et - ledit substrat poreux et ses couches d'absorption et de remplissage sont confinés entre deux substrats conducteurs de contact avant et contact arrière. Ledit premier substrat de contact avant étant conducteur et transparent, le second substrat conducteur de contact arrière pouvant être transparent ou non, notamment constitué de métal ou de charbon.  More particularly, said porous substrate consists of a porous n-type metal oxide semiconductor layer and said filler layer is composed of a p-type semiconductor compound. Preferably, said n-type semiconductor metal oxide is TiO 2 having an average particle size of 30 to 50 nm. For TiO 2, these particle sizes correspond to a BET surface of said porous substrate before absorber deposition, greater than 25 m 2 / g, more preferably 25 to 50 m 2 / g. More preferably, said filler layer also constitutes an overlayer layer at least 10 nm thick over one of the surfaces of the porous substrate, especially over the surface of the porous substrate which is not in contact with the substrate. contact with a conductive substrate where appropriate. More preferably, said filler layer consists of CuSCN or nickel oxide. More particularly, in the device according to the invention comprises: the said porous substrate constitutes a layer with a thickness greater than 1 μm, preferably from 2 to 10 μm, and the said absorption layer has a thickness of 1 to 25 nm, preferably from 1 to 10 nm, and said filler layer fills at least 10% of the pore volume, preferably more than 15%, and preferably said filler layer also constitutes a layer of at least 10 nm thick overlap between said porous substrate, and the conductive layer of said second back contact conductive substrate, and - said porous substrate and its absorption and filler layers are confined between two front contact conductive substrates and back contact. Said first front contact substrate being conductive and transparent, the second rear contact conductive substrate may be transparent or not, in particular made of metal or coal.

Le dépôt de la couche poreuse nanocristalline de semi-conducteur d'oxyde métallique tel que TiO2 peut être réalisé en utilisant des techniques de fabrication à bas coût telles que celle connue du doctor blading (ou tape casting ), en utilisant des dispersions colloïdales dudit oxyde métallique tel que TiO2, ou telles que la sérigraphie avec une pâte à base dudit oxyde métallique TiO2. Le dépôt de la couche d'absorbeur peut être réalisé en utilisant une technique de fabrication à bas coût telle que le dépôt par bain chimique ou l'électro-dépôt. Le remplissage du volume libre de pores avec le deuxième semi-conducteur transparent peut être fait en utilisant une technique de fabrication à bas coût telle que l'imprégnation avec une solution du matériau dissous suivi d'évaporation du solvant, ou par une technique d'imprégnation d'une solution de précurseurs suivie de la méthode de la tournette ( spin coating ), ou par électro-dépôt. En plus de cette configuration interpénétrée, les trois composants doivent satisfaire certaines conditions, notamment une compatibilité des niveaux énergétiques respectifs.  Deposition of the porous nanocrystalline layer of metal oxide semiconductor such as TiO2 can be achieved using low cost manufacturing techniques such as that known from doctor blading (or tape casting), using colloidal dispersions of said oxide. metal such as TiO2, or such as screen printing with a paste based on said TiO2 metal oxide. Deposition of the absorber layer can be achieved using a low cost manufacturing technique such as chemical bath deposition or electro-deposition. The filling of the pore free volume with the second transparent semiconductor can be done using a low cost manufacturing technique such as impregnation with a solution of the dissolved material followed by evaporation of the solvent, or by a technique of impregnation of a precursor solution followed by the spin coating method, or by electro-deposition. In addition to this interpenetrated configuration, the three components must satisfy certain conditions, including compatibility of the respective energy levels.

En prenant le modèle des bandes de semi-conducteurs, en première approximation, la bande de conduction de l'absorbeur doit être moins négative que la bande de conduction du semi-conducteur de type n (dans la convention la plus utilisée, les niveaux ont des valeurs négatives qui démarrent à zéro, le niveau du vide), et la bande de valence de l'absorbeur doit être plus négative que la bande de valence du semi-conducteur de type p, tout ceci pour permettre l'injection des électrons et des trous, respectivement. Avantageusement, le dispositif selon l'invention comprend en outre une couche mince non poreuse transparente d'un composant semi-conducteur qui est intercalée entre la dite couche poreuse de ce semi-conducteur et la couche de substrat conducteur transparent dit contact avant . Cette couche mince (appelée couche barrière) faite du même matériau du même type ou d'un autre (n ou p respectivement) que le matériau de la couche poreuse permet d'éviter tout court-circuit entre le semi-conducteur remplissant les pores et le substrat conducteur transparent dit contact avant . Ce substrat conducteur ou contact avant peut être constitué d'un verre transparent conducteur commercial.  Taking the semiconductor band model as a first approximation, the absorber conduction band must be less negative than the n-type semiconductor conduction band (in the most commonly used negative values that start at zero, the vacuum level), and the valence band of the absorber must be more negative than the valence band of the p-type semiconductor, all this to allow the injection of the electrons and holes, respectively. Advantageously, the device according to the invention further comprises a transparent nonporous thin layer of a semiconductor component which is interposed between said porous layer of this semiconductor and the transparent conductive substrate layer known as forward contact. This thin layer (called the barrier layer) made of the same material of the same type or another (n or p respectively) as the material of the porous layer makes it possible to avoid any short circuit between the semiconductor filling the pores and the transparent conductive substrate said front contact. This conductive substrate or front contact may consist of a transparent conductive commercial glass.

De même, avantageusement, le dispositif selon l'invention comprend une couche d'épaisseur supérieure à 10 nm d'un dit composant semi-conducteur qui est intercalé entre ladite couche poreuse de semi-conducteur et une dite couche du substrat conducteur dit contact arrière . Cette surcouche mince de ce semi-conducteur ou d'un autre de même type que le semi-conducteur remplissant les pores permet d'éviter tout court-circuit entre le semi-conducteur de la couche poreuse et le substrat conducteur dit contact arrière . Ce substrat conducteur ou contact arrière peut être constitué de charbon ou un autre matériau conducteur comme du métal.  Likewise, advantageously, the device according to the invention comprises a layer of thickness greater than 10 nm of a said semiconductor component which is interposed between the said porous semiconductor layer and the said layer of the conductive substrate referred to as the back contact. . This thin overcoat of this semiconductor or of another of the same type as the semiconductor filling the pores avoids any short circuit between the semiconductor of the porous layer and the conductive substrate said back contact. This conductive substrate or back contact may be made of coal or other conductive material such as metal.

La présente invention fournit également un substrat poreux utile dans un dispositif selon l'invention constitué d'un dit composé semi-conducteur transparent de type n ou p, de préférence d'oxyde métallique semi-conducteur de type n, dont la surface interne des pores est revêtue d'une dite couche d'absorption . Plus particulièrement le substrat poreux selon l'invention présente des propriétés d'absorption avec un maximum d'absorption supérieure à 70%, pour des longueurs d'ondes supérieures à 400 nm et avec un seuil d'absorption d'au moins 800 nm, et un facteur de rugosité supérieur à 50 de préférence supérieur à 100. Ce type de substrat poreux peut être utile dans d'autres dispositifs de séparation de charges induites par irradiation de photons sur une couche d'absorbeur, mais avec un remplissage avec un fluide (liquide ou gazeux), qui peut donner lieu à une transformation nette de composés présents dans le fluide par réaction d'oxydo-réduction induite par irradiation, comme dans les dispositifs photo-catalytiques (réaction chimique) ou comme dans les dispositifs photo-électrolytiques (réaction électrochimique). Un avantage du dispositif photovoltaïque selon l'invention est qu'il peut atteindre un rendement photovoltaïque élevé en conservant un faible coût de fabrication. Ceci est dû au fait de l'utilisation d'une configuration interpénétrée, qui permet l'usage de matériaux n'ayant pas besoin d'une haute pureté, contrairement aux dispositifs à base de silicium, et parce qu'il peut être fabriqué en utilisant des techniques moins coûteuses que celles utilisés pour les dispositifs à base de silicium.  The present invention also provides a porous substrate useful in a device according to the invention consisting of a said n-type or p-type transparent semiconductor compound, preferably an n-type semiconductor metal oxide, the internal surface of which is pores is coated with a so-called absorption layer. More particularly, the porous substrate according to the invention has absorption properties with an absorption maximum of greater than 70%, for wavelengths longer than 400 nm and with an absorption threshold of at least 800 nm, and a roughness factor greater than 50, preferably greater than 100. This type of porous substrate may be useful in other charge separation devices induced by irradiation of photons on an absorber layer, but with a filling with a fluid (liquid or gaseous), which can result in a net transformation of compounds present in the fluid by radiation-induced oxidation-reduction reaction, such as in photo-catalytic devices (chemical reaction) or in photo-electrolytic devices (electrochemical reaction). An advantage of the photovoltaic device according to the invention is that it can achieve a high photovoltaic efficiency while maintaining a low manufacturing cost. This is due to the use of an interpenetrated configuration, which allows the use of materials not requiring high purity, unlike silicon-based devices, and because it can be manufactured in using less expensive techniques than those used for silicon-based devices.

Un autre avantage du dispositif photovoltaïque selon l'invention par rapport à d'autres dispositifs antérieurs avec la même configuration interpénétrée mais avec d'autres couches d'absorbeur est de présenter une réponse spectrale et un rendement photovoltaïque nettement supérieurs. En particulier, un dispositif photovoltaïque selon l'invention présente un seuil de réponse spectrale supérieur à 800 nm, ce qui permet d'espérer un rendement théorique nettement supérieur par rapport au dispositif photovoltaïque antérieur fait avec la même configuration interpénétrée mais avec une couche d'absorbeur à base de sulfure de bismuth ou d'antimoine.  Another advantage of the photovoltaic device according to the invention compared with other prior devices with the same interpenetrated configuration but with other absorber layers is to have a significantly higher spectral response and photovoltaic efficiency. In particular, a photovoltaic device according to the invention has a spectral response threshold greater than 800 nm, which makes it possible to expect a significantly higher theoretical efficiency compared to the previous photovoltaic device made with the same interpenetrated configuration but with a layer of absorber based on bismuth sulphide or antimony.

Un autre avantage du dispositif photovoltaïque selon l'invention dû au fait d'utiliser des composants inorganiques et solides est de contribuer à conférer une plus longue durée de vie pour des applications à l'extérieur, et plus particulièrement pour l'application pour les toits des maisons, par rapport à d'autres dispositifs connus à configuration interpénétrée, qui utilisent de matériaux liquides et/ou organiques, et qui ont montrés de courtes durées de vie, causés par des pertes de liquide par le scellage et/ou de problèmes de photo-dégradation des composés organiques. Un autre avantage du dispositif photovoltaïque selon l'invention est que les trois composants ne contiennent pas d'éléments toxiques tels que le cadmium, sélénium, etc., ou d'élément à disponibilité réduite tel que l'indium (In), contrairement aux dispositifs photovoltaïques à couches minces du type CdTe/CdS et CuIn(Ga)Sei/CdS. Enfin, les couches poreuses selon l'invention, faites à base de la couche de semi-conducteur, en particulier le TiO2 nanocristallin, recouvertes par la couche d'absorbeur, présentent de bonnes propriétés d'absorption de la radiation et garde une porosité élevée. Ceci constitue un avantage pour des applications où ces deux propriétés sont requises concomitamment, telles que des applications photovoltaïques. Mais d'autres applications sont envisageables telles que des applications optiques, photo-catalytiques ou de génération photo-électrolytiques, comme la production de l'hydrogène à partir de l'eau. Les couches d'absorbeurs selon l'invention présentent une absorption élevée, avec un maximum d'absorption supérieur à 70%, dans un intervalle large de longueurs d'onde au-dessus de 400 nm et un seuil d'absorption supérieur à 800 nm, tout en gardant une porosité élevée de la couche finale (pas de blocage ou renfermement de pores). D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lumière de la description détaillée de plusieurs modes de réalisation suivante faite en référence aux figures 1 à 4 dans lesquelles: - la figure 1 représente un schéma d'un dispositif photovoltaïque tout solide à trois composants principaux avec une configuration interpénétrée nanocristalline selon l'invention ; - la figure 2 représente les spectres d'absorption des différentes couches d'absorbeurs déposées dans une couche poreuse nanocristalline de TiO2 d'environ 3 microns d'épaisseur sur un substrat de verre conducteur (l'absorption correspondant au verre conducteur ayant été enlevée): (a) une couche d'absorbeur à base de sulfure d'antimoine et d'argent selon l'exemple la, (b) une couche d'absorbeur à base de sulfure d'antimoine et de cuivre selon l'exemple 2a, (c) une couche d'absorbeur à base de sulfure d'antimoine selon l'exemple comparatif 3; - la figure 3 représente la réponse spectrale (ou courbes de rendement quantique (%) en fonction de la longueur d'onde) des différents dispositifs photovoltaïques fabriqués avec différentes couches d'absorbeur et avec un recouvrement d'un semi-conducteur transparent de type p à base de CuSCN: (a) une couche d'absorbeur à base de sulfure d'antimoine et d'argent selon l'exemple la, (b) une couche d'absorbeur à base de sulfure d'antimoine et de cuivre selon l'exemple 2a, (c) une couche d'absorbeur à base de sulfure d'antimoine selon l'exemple comparatif 3; d) une couche d'absorbeur à base de sulfure de bismuth selon l'exemple comparatif 4; - la figure 4 représente les courbes de courant-tension sous une irradiation de 1000 W/m2 (selon la norme standard du spectre solaire AM1.5G) correspondantes à différents dispositifs photovoltaïques fabriqués avec différentes couches d'absorbeur et avec un recouvrement d'un semi-conducteur transparent de type p à base de CuSCN: (a) une couche d'absorbeur à base de sulfure d'antimoine et d'argent selon l'exemple la, (b) une couche d'absorbeur à base de sulfure d'antimoine et de cuivre selon l'exemple 2a ; c) une couche d'absorbeur à base de sulfure de bismuth selon l'exemple comparatif 4. Exemples 1 à 7 : Couches d'absorbeur.  Another advantage of the photovoltaic device according to the invention due to the fact of using inorganic and solid components is to contribute to confer a longer life for applications outside, and more particularly for the application for roofs houses, compared to other known interpenetrating configuration devices, which use liquid and / or organic materials, and which have shown short lifetimes, caused by liquid losses by sealing and / or photo-degradation of organic compounds. Another advantage of the photovoltaic device according to the invention is that the three components do not contain toxic elements such as cadmium, selenium, etc., or element with reduced availability such as indium (In), unlike the thin-film photovoltaic devices of the CdTe / CdS and CuIn (Ga) Sei / CdS type. Finally, the porous layers according to the invention, made based on the semiconductor layer, in particular the nanocrystalline TiO 2, covered by the absorber layer, have good radiation absorption properties and keep a high porosity. . This is an advantage for applications where both of these properties are required concomitantly, such as photovoltaic applications. But other applications are possible such as optical applications, photo-catalytic or photoelectrolytic generation, such as the production of hydrogen from water. The absorber layers according to the invention have a high absorption, with an absorption maximum greater than 70%, in a wide range of wavelengths above 400 nm and an absorption threshold greater than 800 nm. , while keeping a high porosity of the final layer (no blocking or confining of pores). Other features and advantages of the present invention will become apparent in the light of the following detailed description of several embodiments with reference to FIGS. 1 to 4 in which: FIG. 1 represents a diagram of a completely solid photovoltaic device with three main components with an interpenetrating nanocrystalline configuration according to the invention; FIG. 2 represents the absorption spectra of the various layers of absorbers deposited in a porous nanocrystalline TiO 2 layer approximately 3 microns thick on a conducting glass substrate (the absorption corresponding to the conducting glass having been removed); (a) an antimony and silver sulfide absorber layer according to example 1a, (b) an antimony and copper sulfide absorber layer according to example 2a, (c) an antimony sulfide absorber layer according to Comparative Example 3; FIG. 3 represents the spectral response (or quantum yield curves (%) as a function of the wavelength) of the different photovoltaic devices manufactured with different absorber layers and with a covering of a transparent semiconductor of the type based on CuSCN: (a) an absorber layer based on antimony sulphide and silver according to example la, (b) an absorber layer based on antimony sulphide and copper according to Example 2a, (c) an antimony sulfide absorber layer according to Comparative Example 3; d) a bismuth sulfide absorber layer according to Comparative Example 4; FIG. 4 represents the current-voltage curves under an irradiation of 1000 W / m2 (according to the standard AM1.5G solar spectrum standard) corresponding to different photovoltaic devices manufactured with different layers of absorber and with a covering of one p-type transparent semiconductor based on CuSCN: (a) an antimony and silver sulfide absorber layer according to example 1a, (b) a sulfide absorber layer of antimony and copper according to Example 2a; c) a bismuth sulfide absorber layer according to Comparative Example 4. Examples 1 to 7: Absorber layers.

Les couches d'absorbeur recouvrant la couche poreuse de TiO2 des exemples 1 à 7 ci-après ont été obtenues par la technique générale de dépôt par bain chimique, connue de l'état de l'art notamment pour la fabrication de couches planes sur des substrats plats. Les procédés décrits pour des dépôts de couches planes de sulfure d'antimoine tels que ceux décrits dans Nair et al. J. Electrochem. Soc. 145, 2113 (1998) ont été modifiés pour réussir à obtenir une couche d'absorbeur à l'intérieur de la couche poreuse de telle façon que l'absorbeur recouvre uniformément la surface interne de cette couche poreuse de TiO2, en faisant un recouvrement de fine épaisseur et sans fermer ni en bloquer les pores. Plus précisément le protocole opératoire comprend les étapes essentielles consistent à appliquer la technique générale de dépôt par bain chimique, par immersion du substrat dans une ou plusieurs solutions contenant des précurseurs d'antimoine, d'argent ou de cuivre, et de sulfure, maintenues à une température et temps donnés.  The absorber layers covering the porous TiO 2 layer of Examples 1 to 7 below have been obtained by the general technique of deposition by chemical bath, known from the state of the art in particular for the manufacture of plane layers on flat substrates. The methods described for antimony sulphide flat layer deposits such as those described in Nair et al. J. Electrochem. Soc. 145, 2113 (1998) have been modified to succeed in obtaining an absorber layer inside the porous layer so that the absorber uniformly covers the inner surface of this porous layer of TiO2, making a recovery of thin and without closing or blocking the pores. More specifically, the operating method comprises the essential steps consisting in applying the general technique of deposition by chemical bath, by immersion of the substrate in one or more solutions containing precursors of antimony, silver or copper, and sulphide, maintained at a given temperature and time.

Le recouvrement de la couche d'absorbeur est approximativement homogène tout au long de la couche poreuse de TiO2 décrite ci-dessus pour des épaisseurs des couches de TiO2 inférieures à 4 microns. La distribution de l'absorbeur a été estimé en mesurant les rapports des éléments présents dans la coupe des couches à différentes profondeurs en utilisant la technique d'analyse atomique EDX (en anglais, Energy-Dissipative X-ray), couplée à un microscope électronique à balayage SEM (en anglais, Scanning Electron Microscope). La quantité totale d'absorbeur dans les couches d'absorbeur (estimée par mesure EDX des rapports atomiques (Ag+Sb)/Ti ou (Cu+Sb)/Ti) est de l'ordre de 2 à 30%, plus particulièrement d'environ 10 à 15%. Les épaisseurs des couches d'absorbeur (estimées par des mesures par microscopie électronique de transmission TEM, en anglais, Transmission Electron Microscope) sont de l'ordre de 1 à 5 nm en moyenne. La composition des deux types de couches d'absorbeur des exemples 1 et 2 est AgXSbYSZ ou CuXSbYSZ respectivement. Cette composition a été estimée avec la technique d'EDX par mesure des proportions des différents éléments. Cependant, cette estimation est approximative à cause de la faible densité d'absorbeur dans la couche poreuse et de la résolution de la technique d'EDX. Les couches peuvent contenir un certain pourcentage d'ions oxyde et/ou hydroxyde en substitution partielle d'ions sulfure. Dépendant du dégrée de cristallisation et de la taille des domaines cristallins, des phases cristallines peuvent être détecté par la technique de diffraction de rayons X, DRX. Les couches peuvent contenir des phases cristallines correspondantes aux composés ternaires AgSbS2 ou CuSbS2 respectivement. Elles peuvent contenir aussi des phases cristallines correspondantes au sulfure d'antimoine, Sb2S3, et à l'oxyde d'antimoine, Sb2O3. D'autres phases cristallines ternaires ou binaires pourraient être aussi présentes mais en moindre quantité. En conséquence, la composition de ces absorbeurs est donnée de façon générale comme sulfure d'antimoine et d'argent ou comme sulfure d'antimoine et de cuivre, respectivement, avec un rapport Ag/Sb ou Cu/Sb entre 0.1 et 1.2. Exemple la: Fabrication d'une couche d'absorbeur à base de sulfure d'antimoine (Sb) et d'argent (Ag), AgXSbYSZ avec un rapport Ag/Sb de 0.3, dans une couche poreuse nanocristalline de TiO2 (de taille moyenne de particule de 40 nm.  The coverage of the absorber layer is approximately homogeneous throughout the porous TiO 2 layer described above for thicknesses of TiO 2 layers less than 4 microns. The absorber distribution was estimated by measuring the ratios of the elements present in the layer cut at different depths using the EDX (Energy-Dissipative X-ray) atomic analysis technique, coupled to an electron microscope scanning SEM (Scanning Electron Microscope). The total amount of absorber in the absorber layers (estimated by EDX measurement of the atomic ratios (Ag + Sb) / Ti or (Cu + Sb) / Ti) is of the order of 2 to 30%, more particularly of about 10 to 15%. The thicknesses of the absorber layers (estimated by transmission electron microscopy TEM measurements, in English transmission electron microscope) are of the order of 1 to 5 nm on average. The composition of the two types of absorber layers of Examples 1 and 2 is AgXSbYSZ or CuXSbYSZ respectively. This composition was estimated with the EDX technique by measuring the proportions of the different elements. However, this estimate is approximate because of the low absorber density in the porous layer and the resolution of the EDX technique. The layers may contain a certain percentage of oxide ions and / or hydroxide in partial substitution of sulphide ions. Depending on the degree of crystallization and the size of the crystalline domains, crystalline phases can be detected by the X-ray diffraction technique, XRD. The layers may contain crystalline phases corresponding to the ternary compounds AgSbS2 or CuSbS2 respectively. They may also contain crystalline phases corresponding to antimony sulphide, Sb2S3, and antimony oxide, Sb2O3. Other ternary or binary crystalline phases could also be present but in lesser amounts. As a result, the composition of these absorbers is generally given as antimony and silver sulfide or as antimony and copper sulfide, respectively, with an Ag / Sb or Cu / Sb ratio between 0.1 and 1.2. EXAMPLE 1 Preparation of an Absorbent Antimony (Sb) and Silver (Ag) Absorbent Layer, AgXSbYSZ with an Ag / Sb Ratio of 0.3, in a Nanocrystalline TiO2 Porous Layer (Medium Size) particle size of 40 nm.

Des verres commerciaux conducteurs transparents (faits avec une couche de SnO2 dopé au F) ont été coupés en pièces de 2.5 par 2.5 cm, et nettoyés avec de l'éthanol et de l'eau distillée. Une couche compacte (non poreuse) de TiO2 d'environ 50 nm d'épaisseur a été déposée sur le substrat antérieur par la méthode de pulvérisation pyrolytique: On a pulvérisé pendant 10 minutes une solution de titane(IV) bis(acetylacetonato) di-isopropoxyde à 10% en volume dans l'éthanol sur la surface du substrat de verre antérieur chauffé à environ 450 C, comme décrit dans Kavan et al. Electrochim. Acta 40, 643 (1995). Cette couche est nécessaire lors des applications photovoltaïques avec configuration interpénétrée puisqu'elle agit comme barrière contre le transport de charges positives vers le côté collecteur d'électrons. Suite au dépôt de la couche compacte, une couche poreuse et nanocristalline de TiO2 a été déposée par doctor blading (ou tape casting ), en utilisant une dispersion colloïdale de TiO2 préparée comme décrit dans le brevet EP1271580, avec une taille moyenne des particules d'environ 40 nm. La couche a été chauffée et frittée à 450 C pendant 30 minutes, ce qui la nettoie des impuretés organiques et assure un bon contacte des nanocristaux entre eux et avec le substrat. L'épaisseur de la couche poreuse de TiO2 est d'environ 3 microns. La couche d'absorbeur de sulfure d'antimoine (Sb) et d'argent (Ag) a été déposée selon une technique utilisant des solutions de précurseurs. D'abord, dans une première étape on a déposé une couche de sulfure d'antimoine (Sb) par dépôt par bain chimique. On a utilisé un seul récipient contenant 35 mL d'une solution de précurseurs. Le bain a consisté en une solution dans le mélange acétone/eau (20:80 en volume) contenant du SbCl3 à une concentration de 0.025 M et du thiosulfate de sodium (Na25203) à une concentration de 0.25 M. L'échantillon a été immergé dans ce bain, et le récipient qui le contient a été placé dans un réfrigérateur à 10 C et laissé là pendant 2 heures. Ensuite, l'échantillon a été sorti, rincé à l'eau distillée, et finalement séché avec de l'azote sec. La couche a été soumise à un traitement de recuit thermique en la chauffant à 300 C sous un flux d'azote pendant 30 minutes. Ensuite, dans une deuxième étape, la couche avec le dépôt de sulfure de Sb a été immergé dans une solution aqueuse de nitrate d'argent (AgNO3) à 0.05 M à température ambiante pendant 10 minutes. Ensuite, l'échantillon a été sorti, rincé à l'eau distillée, et finalement séché avec de l'azote sec. La couche a été soumise à un traitement de recuit thermique en la chauffant à 400 C sous un flux d'azote pendant 30 minutes. La couche a une couleur marron foncé. La couche d'absorbeur est, donc, finie et prête pour la caractérisation. Le rapport Ag/Sb mesuré par EDX est de 0.3. Le rapport (Ag+Sb)/S était de 2.0. Les diffractogrammes de rayons X ont montré la présence de la phase ternaire cristallisée de sulfure d'argent et d'antimoine AgSbS2, ainsi que la phase cristallisée du sulfure d'antimoine Sb2S3.  Transparent conductive commercial glasses (made with a layer of F-doped SnO2) were cut into 2.5 by 2.5 cm pieces, and cleaned with ethanol and distilled water. A compact (non-porous) layer of TiO 2 about 50 nm thick was deposited on the anterior substrate by the pyrolytic spraying method: A solution of titanium (IV) bis (acetylacetonato) di- 10% v / v isopropoxide in ethanol on the surface of the anterior glass substrate heated to about 450 ° C, as described in Kavan et al. Electrochim. Acta 40, 643 (1995). This layer is necessary during photovoltaic applications with interpenetrating configuration since it acts as a barrier against the transport of positive charges towards the electron collector side. Following the deposition of the compact layer, a porous and nanocrystalline layer of TiO2 was deposited by doctor blading (or tape casting), using a colloidal dispersion of TiO 2 prepared as described in patent EP1271580, with an average particle size of about 40 nm. The layer was heated and sintered at 450 ° C. for 30 minutes, which cleans it of organic impurities and ensures good contact of the nanocrystals with each other and with the substrate. The thickness of the porous TiO2 layer is about 3 microns. The absorber layer of antimony (Sb) sulfide and silver (Ag) was deposited using a technique using precursor solutions. First, in a first step, a layer of antimony sulphide (Sb) was deposited by chemical bath deposition. A single vessel containing 35 mL of a precursor solution was used. The bath consisted of a solution in acetone / water (20:80 by volume) containing SbCl3 at a concentration of 0.025M and sodium thiosulfate (Na25203) at a concentration of 0.25M. The sample was immersed in this bath, and the container which contains it was placed in a refrigerator at 10 C and left there for 2 hours. Then, the sample was taken out, rinsed with distilled water, and finally dried with dry nitrogen. The layer was subjected to thermal annealing treatment by heating it at 300 C under a nitrogen flow for 30 minutes. Then, in a second step, the layer with the Sb sulphide deposit was immersed in 0.05 M aqueous silver nitrate solution (AgNO 3) at room temperature for 10 minutes. Then, the sample was taken out, rinsed with distilled water, and finally dried with dry nitrogen. The layer was subjected to thermal annealing treatment by heating it at 400 ° C. under a stream of nitrogen for 30 minutes. The layer has a dark brown color. The absorber layer is, therefore, finished and ready for characterization. The Ag / Sb ratio measured by EDX is 0.3. The ratio (Ag + Sb) / S was 2.0. X-ray diffractograms showed the presence of the crystalline ternary phase of silver sulphide and antimony AgSbS2, as well as the crystalline phase of antimony sulphide Sb2S3.

D'autres exemples des couches d'absorbeur de composé(s) Ag-Sb-S ont été obtenus avec d'autres rapports Ag/Sb. Exemple lb. La couche d'absorbeur a été réalisée en suivant la première étape de l'exemple la ci-dessus, pour le dépôt du sulfure d'antimoine, mais sans le recuit intermédiaire, suivi d'une autre étape de bain chimique pour le sulfure d'argent, comme celui de l'exemple comparatif 6 ci-après, mais avec un temps d'immersion de 25 minutes. Ensuite, l'échantillon a été sorti, rincé à l'eau distillée, et finalement séché avec de l'azote sec. La couche a été soumise à un traitement de recuit thermique en la chauffant à 300 C sous un flux d'azote pendant 20 minutes. La couche d'absorption est de couleur marron foncé et elle présente un spectre d'absorption très large, avec un seuil supérieur à 1200 nm, très similaire à celui de l'absorbeur à base de sulfure d'argent tout seul, Ag2S, de l'exemple comparatif 6. Exemple 1c. La couche d'absorbeur a été réalisée comme en dans l'exemple lb mais avec un temps d'immersion de 15 minutes dans la deuxième étape. Ensuite, l'échantillon a été sorti, rincé à l'eau distillée, et finalement séché avec de l'azote sec. La couche a été soumise à un traitement de recuit thermique en la chauffant à 300 C sous un flux d'azote pendant 20 minutes. La couche d'absorption, de couleur jaune, présente un spectre d'absorption avec un seuil à 550 nm, valeur similaire à celui publié par [Ch. Laubis, PhD Thesis, 2001, Berlin] et correspondant à une couche plane du composant Ag3SbS3.  Other examples of the absorber layers of Ag-Sb-S compound (s) have been obtained with other Ag / Sb ratios. Example lb. The absorber layer was made by following the first step of Example la above, for the deposition of the antimony sulphide, but without the intermediate annealing, followed by another chemical bathing step for the sulphide. silver, like that of Comparative Example 6 below, but with an immersion time of 25 minutes. Then, the sample was taken out, rinsed with distilled water, and finally dried with dry nitrogen. The layer was subjected to thermal annealing treatment by heating it at 300 ° C. under a stream of nitrogen for 20 minutes. The absorption layer is dark brown in color and has a very broad absorption spectrum, with a threshold greater than 1200 nm, very similar to that of the silver sulfide absorber alone, Ag2S, from Comparative Example 6 Example 1c. The absorber layer was carried out as in Example 1b but with an immersion time of 15 minutes in the second step. Then, the sample was taken out, rinsed with distilled water, and finally dried with dry nitrogen. The layer was subjected to thermal annealing treatment by heating it at 300 ° C. under a stream of nitrogen for 20 minutes. The absorption layer, of yellow color, has an absorption spectrum with a threshold at 550 nm, a value similar to that published by [Ch. Laubis, PhD Thesis, 2001, Berlin] and corresponding to a flat layer of the Ag3SbS3 component.

Exemple 1d. La couche d'absorbeur a été réalisée en suivant le procédé de l'exemple la ci-dessus, avec la première étape mais sans le recuit intermédiaire. La deuxième étape a été réalisée de façon similaire à celle de l'exemple 1 mais en immergeant l'échantillon dans une solution de AgNO3 à une concentration 0.02 mM pendant 5 minutes. . Ensuite, l'échantillon a été sorti, rincé à l'eau distillée, et finalement séché avec de l'azote sec. La couche a été soumise à un traitement de recuit thermique en la chauffant à 300 C sous un flux d'azote pendant 20 minutes. La couche d'absorption a une couleur marron foncé et elle présente un spectre d'absorption avec un seuil à 880 nm, similaire à celui de l'exemple 1. Le rapport Ag/Sb mesuré par EDX était de 0.06. Exemple 2a: Fabrication d'une couche d'absorbeur à base de sulfure d'antimoine (Sb) et de cuivre (Cu), avec un rapport Cu/Sb de 0.2, dans une couche poreuse nanocristalline de TiO2 (de taille moyenne de particule de 40 nm). Le substrat et la couche poreuse nanocristalline de TiO2 sont les mêmes que dans l'exemple 1.  Example 1d. The absorber layer was made following the method of Example 1a above, with the first step but without the intermediate annealing. The second step was carried out in a manner similar to that of Example 1 but immersing the sample in a solution of AgNO3 at a concentration of 0.02 mM for 5 minutes. . Then, the sample was taken out, rinsed with distilled water, and finally dried with dry nitrogen. The layer was subjected to thermal annealing treatment by heating it at 300 ° C. under a stream of nitrogen for 20 minutes. The absorption layer has a dark brown color and has an absorption spectrum with a threshold at 880 nm, similar to that of Example 1. The Ag / Sb ratio as measured by EDX was 0.06. Example 2a: Manufacture of an Absorbent Antimony (Sb) and Copper (Cu) Absorber Layer, with a Cu / Sb Ratio of 0.2, in a Nanocrystalline TiO2 Porous Layer (Medium Particle Size) 40 nm). The substrate and the porous nanocrystalline layer of TiO 2 are the same as in Example 1.

La fabrication de la couche d'absorbeur à base de sulfure d'antimoine et de cuivre a été réalisée en deux étapes consistant en deux dépôts par bain chimique. Dans une première étape on a déposé une couche de sulfure d'antimoine en suivant la même procédure que dans l'exemple la jusqu'à l'étape 1. Cette procédure a été répétée une deuxième fois, en utilisant une nouvelle solution de précurseurs de sulfure d'antimoine, mais sans le recuit à 300 C. En suite, on a poursuivi avec une deuxième étape de dépôt par bain chimique pour déposer une couche à base de sulfure de cuivre. Le bain a consisté en une solution aqueuse contenant du sulfate de cuivre (CuSO4) à une concentration de 0.025 M, du thiosulfate de sodium (Na2S2O3) à une concentration de 0.05 M, et de la thioacétamide (CH3CSNH2) à une concentration de 0.025 M. L'échantillon a été immergé dans ce bain, et le récipient qui le contient a été placé dans un bain thermostatique à 50 C et laissé là pendant 10 minutes. Ensuite, l'échantillon a été sorti, rincé à l'eau distillée, et finalement séché avec de l'air sec. La couche a été soumise à un traitement de recuit thermique en la chauffant à 400 C sous un flux d'azote pendant 30 minutes. Le rapport Cu/Sb mesuré par EDX est de 0.2. Le rapport (Cu+Sb)/S était de -1.3. Les diffractogrammes de rayons X ont montré la présence de la phase ternaire cristallisée de sulfure de cuivre et d'antimoine CuSbS2, ainsi que les phases cristallisées du sulfure d'antimoine Sb2S3 et de l'oxyde d'antimoine Sb2O3.  The manufacture of the absorber layer based on antimony sulphide and copper was carried out in two stages consisting of two deposits by chemical bath. In a first step, an antimony sulphide layer was deposited by following the same procedure as in example la until step 1. This procedure was repeated a second time, using a new solution of precursors of antimony sulphide, but without annealing at 300 C. Thereafter, it was continued with a second deposition step by chemical bath to deposit a layer of copper sulphide. The bath consisted of an aqueous solution containing copper sulfate (CuSO4) at a concentration of 0.025M, sodium thiosulfate (Na2S2O3) at a concentration of 0.05M, and thioacetamide (CH3CSNH2) at a concentration of 0.025M The sample was immersed in this bath, and the container containing it was placed in a thermostatic bath at 50 ° C and left there for 10 minutes. Then, the sample was taken out, rinsed with distilled water, and finally dried with dry air. The layer was subjected to thermal annealing treatment by heating it at 400 ° C. under a stream of nitrogen for 30 minutes. The Cu / Sb ratio measured by EDX is 0.2. The ratio (Cu + Sb) / S was -1.3. X-ray diffractograms showed the presence of the crystalline ternary phase of copper sulphide and antimony CuSbS2, as well as the crystalline phases of antimony sulphide Sb2S3 and antimony oxide Sb2O3.

D'autres exemples des couches d'absorbeur de composé(s) Cu-Sb-S ont été obtenus avec d'autres rapports Ag/Sb. Exemple 2b. La couche d'absorbeur a été réalisée en suivant le procédé de l'exemple 2a ci-dessus, mais en faisant le dépôt avec la solution de précurseur de sulfure d'antimoine une seule fois et sans le recuit intermédiaire. La deuxième étape de dépôt avec la solution de précurseurs de sulfure de cuivre et le recuit final ont été fait comme dans l'exemple 2a. La couche d'absorption a une couleur marron foncé et a montré un spectre d'absorption avec un seuil à 830 nm, similaire à celui de l'exemple 2a. Le rapport Cu/Sb mesuré par EDX était de 0.5. Le rapport (Cu+Sb)/S était de -1.3. Les diffractogrammes de rayons X ont montré la présence de la phase ternaire cristallisée de sulfure de cuivre et d'antimoine CuSbS2, ainsi que la phase cristallisée d'oxyde d'antimoine Sb2O3. Exemple comparatif 3: Fabrication d'une couche d'absorbeur à base de sulfure d'antimoine (Sb) dans une couche poreuse nanocristalline de TiO2 (de taille moyenne de particule de 40 nm).  Other examples of the absorber layers of Cu-Sb-S compound (s) have been obtained with other Ag / Sb ratios. Example 2b. The absorber layer was made following the method of Example 2a above, but depositing with the antimony sulfide precursor solution only once and without the intermediate annealing. The second deposition step with the copper sulphide precursor solution and the final annealing were done as in Example 2a. The absorption layer has a dark brown color and showed an absorption spectrum with a threshold at 830 nm, similar to that of Example 2a. The Cu / Sb ratio measured by EDX was 0.5. The ratio (Cu + Sb) / S was -1.3. X-ray diffractograms showed the presence of the crystalline ternary phase of copper sulphide and antimony CuSbS2, as well as the crystalline phase of antimony oxide Sb2O3. Comparative Example 3: Manufacture of an Antimonium Sulfide Absorbent (Sb) Absorber Layer in a Nanocrystalline TiO2 Porous Layer (Average Particle Size 40 nm)

La fabrication de la couche d'absorbeur à base de sulfure d'antimoine a été réalisée en suivant la même procédure que dans l'exemple la jusqu'à l'étape 1. La couche a une couleur marron foncé. La couche d'absorbeur est, donc, finie et prête pour la caractérisation.  The manufacture of the antimony sulfide absorber layer was carried out following the same procedure as in Example 1a to Step 1. The layer was dark brown in color. The absorber layer is, therefore, finished and ready for characterization.

Exemple comparatif 4: Fabrication d'une couche d'absorbeur à base de sulfure de bismuth (Bi) dans une couche poreuse nanocristalline de TiO2 (de taille moyenne de particule de 40 nm). Le substrat et la couche poreuse nanocristalline de TiO2 sont les mêmes que dans l'exemple 1.  Comparative Example 4: Production of a bismuth sulfide absorber (Bi) absorber layer in a porous nanocrystalline TiO2 layer (average particle size 40 nm). The substrate and the porous nanocrystalline layer of TiO 2 are the same as in Example 1.

Une couche d'absorbeur de sulfure de bismuth (Bi) a été déposée avec une technique de dépôt par bain chimique. On a utilisé un récipient contenant 50 mL d'une solution de précurseurs. Le bain a consisté en une solution aqueuse contenant du Bi(NO3)3 à une concentration de 0.025 M, triéthanolamine ((OHCH2CH2)3N) à une concentration de 0.12 M, et thioacétamide (CH3CSNH2) à une concentration de 0.04 M.  A layer of bismuth sulphide absorber (Bi) was deposited with a chemical bath deposition technique. A container containing 50 mL of a precursor solution was used. The bath consisted of an aqueous solution containing Bi (NO3) 3 at a concentration of 0.025 M, triethanolamine ((OHCH2CH2) 3N) at a concentration of 0.12 M, and thioacetamide (CH3CSNH2) at a concentration of 0.04 M.

L'échantillon a été immergé dans ce bain, et le récipient qui le contient a été placé dans un bain thermostatique à 35 C et laissé là pendant 30 secondes. Ensuite, l'échantillon a été sorti, rincé à l'eau distillée, et finalement séché avec de l'air sec. La couche a été soumise à un traitement de recuit thermique en la chauffant à 300 C sous un flux d'azote pendant 30 minutes. La couche a une couleur marron foncé. La couche d'absorbeur est, donc, finie et prête pour la caractérisation. Exemple comparatif 5: Fabrication d'une couche d'absorbeur à base de sulfure de cuivre I (Cu) dans une couche poreuse nanocristalline de TiO2 (de taille moyenne de particule de 40 nm). Le substrat et la couche poreuse nanocristalline de TiO2 sont les mêmes que dans l'exemple 1. La fabrication de la couche d'absorbeur à base de sulfure de cuivre a été réalisée par dépôt par bain chimique similaire à la deuxième étape utilisé pour l'exemple 2. Ensuite, l'échantillon a été sorti, rincé à l'eau distillée, et finalement séché avec de l'air sec. La couche a pris une couleur marron. La couche d'absorbeur est, donc, finie et prête pour la caractérisation.  The sample was immersed in this bath, and the container which contained it was placed in a thermostatic bath at 35 C and left there for 30 seconds. Then, the sample was taken out, rinsed with distilled water, and finally dried with dry air. The layer was subjected to thermal annealing treatment by heating it at 300 C under a nitrogen flow for 30 minutes. The layer has a dark brown color. The absorber layer is, therefore, finished and ready for characterization. Comparative Example 5: Manufacture of a copper sulfide I (Cu) absorber layer in a porous nanocrystalline TiO 2 layer (average particle size 40 nm). The substrate and the porous nanocrystalline layer of TiO 2 are the same as in Example 1. The copper sulphide absorber layer was made by deposition by chemical bath similar to the second stage used for the Example 2. Then, the sample was taken out, rinsed with distilled water, and finally dried with dry air. The layer has turned brown. The absorber layer is, therefore, finished and ready for characterization.

Exemple comparatif 6: Fabrication d'une couche d'absorbeur à base de sulfure d'argent (Ag) dans une couche poreuse nanocristalline de TiO2 (de taille moyenne de particule de 40 nm). Le substrat et la couche poreuse nanocristalline de TiO2 sont les mêmes que dans l'exemple 1. Une couche d'absorbeur de sulfure de argent (Ag) a été déposée avec une technique de dépôt par bain chimique. On a utilisé un récipient contenant 50 mL d'une solution de précurseurs. Le bain a consisté en une solution aqueuse contenant du nitrate d'argent (AgNO3) à une concentration de 0.02 M, et du thiourée (NH2CSNH2) à une concentration de 0.02 M. L'échantillon a été immergé dans ce bain, et le récipient qui le contient a été placé dans un bain thermostatique à 60 C et laissé là pendant 15 minutes. Ensuite, l'échantillon a été sorti, rincé à l'eau distillée, et finalement séché avec de l'air sec. La couche a une couleur marron foncé et elle présente un spectre d'absorption très large, avec un seuil d'absorption légèrement supérieur à 1200 nm Exemple comparatif 7: Fabrication d'une couche d'absorbeur à base de sulfure de cuivre II (Cu) dans une couche poreuse nanocristalline de TiO2 (de taille moyenne de particule de 40 nm). Le substrat et la couche poreuse nanocristalline de TiO2 sont les mêmes que dans l'exemple 1.  Comparative Example 6: Production of a silver sulfide absorber (Ag) absorber layer in a porous nanocrystalline TiO 2 layer (average particle size 40 nm). The substrate and the porous nanocrystalline layer of TiO 2 are the same as in Example 1. A silver sulfide absorber layer (Ag) was deposited with a chemical bath deposition technique. A container containing 50 mL of a precursor solution was used. The bath consisted of an aqueous solution containing silver nitrate (AgNO3) at a concentration of 0.02M, and thiourea (NH2CSNH2) at a concentration of 0.02M. The sample was immersed in this bath, and the container which contains it was placed in a thermostatic bath at 60 C and left there for 15 minutes. Then, the sample was taken out, rinsed with distilled water, and finally dried with dry air. The layer has a dark brown color and has a very broad absorption spectrum, with an absorption threshold slightly greater than 1200 nm. Comparative Example 7: Fabrication of a Copper II Absorbent Absorber Layer (Cu ) in a nanocrystalline porous layer of TiO2 (average particle size of 40 nm). The substrate and the porous nanocrystalline layer of TiO 2 are the same as in Example 1.

La couche d'absorbeur de sulfure de cuivre II a été déposée selon une technique de dépôt par bain chimique, en utilisant des immersions séquentielles dans différents bains. Quatre récipients avec des solutions de 50 ml ont été utilisés. Un bain contient une solution aqueuse de chlorure de cuivre II (CuCl2) à une concentration de 0.05 M, un autre bain contient une solution aqueuse de sulfure de sodium (Na2S) à une concentration de 0.05 M, et les autres deux récipients contiennent de l'eau distillée. Le substrat avec la couche de TiO2 a été immergé de façon séquentielle et pendant 10 secondes dans chacun des récipients antérieurs et dans l'ordre suivant: d'abord celui avec le sel de Cu, ensuite celui avec de l'eau, ensuite celui avec du Na2S, et finalement le deuxième récipient avec de l'eau. La procédure a été répétée 10 fois et l'échantillon a été finalement séché avec de l'air sec. La couche a prisla couleur noir et elle présente un spectre d'absorption plat, avec un seuil d'absorption bien au delà de 1200 nm.  The copper sulfide absorber layer II was deposited according to a chemical bath deposition technique, using sequential immersions in different baths. Four containers with 50 ml solutions were used. One bath contains an aqueous solution of copper chloride II (CuCl 2) at a concentration of 0.05 M, another bath contains an aqueous solution of sodium sulphide (Na 2 S) at a concentration of 0.05 M, and the other two containers contain 'distilled water. The substrate with the TiO 2 layer was immersed sequentially and for 10 seconds in each of the previous containers and in the following order: first that with the salt of Cu, then that with water, then that with Na2S, and finally the second container with water. The procedure was repeated 10 times and the sample was finally dried with dry air. The layer is black in color and has a flat absorption spectrum with an absorption threshold well above 1200 nm.

Exemple 8 : Propriétés d'absorption des couches d'absorption des exemples 1 à 7. Les spectres d'absorption dans le visible et proche infrarouge, tels qu'ils sont montrés dans la Figure 2, ont été mesurés avec un spectrophotomètre commercial Perkin Elmer Lambda20 avec accessoire de sphère d'intégration, utilisé pour capter toute la radiation diffuse. Les spectres d'absorption des couches d'absorbeur des exemples 1 à 3 sont présentés dans la figure 2. Il sont similaires pour les 2 couches d'absorbeur à base de sulfure d'antimoine et d'argent de l'exemple la (figure 2a) et sulfure d'antimoine et de cuivre de l'exemple 2a (figure 2b). Les couches d'absorbeur des exemples 1 et 2 présentent une absorption élevée, avec un maximum d'absorption supérieur à 70%, dans un intervalle large de longueurs d'onde, avec un seuil (ou onset en anglais) d'absorption supérieur à 800 nm, tout en gardant une porosité élevée de la couche finale (pas de blocage ou renfermement de pores). La figure 2 montre bien que le spectre d'absorption de la couche absorbeur à base de sulfure d'antimoine seul (figure 2c) est moins large que ceux des couches faites avec l'absorbeur à base de sulfure d'argent et d'antimoine de l'exemple la, ou avec l'absorbeur à base de sulfure de cuivre et d'antimoine de l'exemple 2a.  EXAMPLE 8 Absorption Properties of the Absorption Layers of Examples 1 to 7 The absorption spectra in the visible and near infrared, as shown in FIG. 2, were measured with a Perkin Elmer commercial spectrophotometer. Lambda20 with integration sphere accessory, used to capture all the diffuse radiation. The absorption spectra of the absorber layers of Examples 1 to 3 are shown in FIG. 2. They are similar for the 2 layers of antimony and silver sulfide absorber of Example 1a (FIG. 2a) and antimony and copper sulfide of Example 2a (Figure 2b). The absorber layers of Examples 1 and 2 have a high absorption, with an absorption maximum greater than 70%, in a wide range of wavelengths, with a threshold (or onset in English) of absorption greater than 800 nm, while keeping a high porosity of the final layer (no blocking or confinement of pores). FIG. 2 clearly shows that the absorption spectrum of the absorber layer based on antimony sulphide alone (FIG. 2c) is narrower than that of the layers made with the absorber containing silver sulphide and antimony. of example la, or with the absorber of copper sulphide and antimony of Example 2a.

Le spectre d'absorption de la couche d'absorbeur de l'exemple 4 (non représenté) avec du sulfure de bismuth est similaire à celui de l'absorbeur à base de sulfure d'antimoine et d'argent de l'exemple la. Le spectre d'absorption de la couche d'absorbeur de l'exemple 5 (non représenté) avec du sulfure de Cu(I) présente un seuil d'absorption à une longueur d'onde (ù650nm) inférieur à celles des autres absorbeurs des exemples la, 2, 3 et 4. Le tableau 1 ci-après présente un résumé des propriétés des couches d'absorbeur sur des couches poreuses nanocristallines de TiO2 d'environ 3 microns d'épaisseur TABLEAU 1 Absorbeur No. exemple Maximum Seuil d'Absorption [%] d'Absorption [nm] Sulfures de Sb et Ag 1 (a et d) 90 880 Sulfures de Sb et Ag lb 90 Plus de 1200nm Sulfures de Sb et Ag 1c 90 550 Sulfures de Sb et Cu 2 (a et b) 90 830 Sulfure de Sb * 3 90 750 Sulfure de Bi * 4 90 880 Sulfure de Cu (I) * 5 80 650 Sulfure de Ag * 6 90 Plus de 1200nm Sulfure de Cu (II) * 7 90 Plus de 1200nm (*): Comparatif avec d'autres couches d'absorbeurs fabriqués selon les exemples 3 à 7. En plus des applications photovoltaïques, ces couches d'absorbeur sont utilisables pour des applications optiques, photo-catalytiques ou de génération photo-électrolytiques, comme la production de l'hydrogène à partir de l'eau, où absorption de la radiation et porosité sont des propriétés requises, entre autres. Exemple 9 : Dispositifs photovoltaïques. 1. Fabrication Sur la figure 1 on a représenté la structure générale du dispositif photovoltaïque comprenant les composants suivants assemblés selon les étapes suivantes. Un substrat conducteur transparent 4, tel que les verres commerciaux d'oxydes conducteurs transparents, est recouvert d'une couche barrière compacte (non poreuse) et fine (quelques dizaines de nm) faite à base d'un semi-conducteur n tel que le TiO2 5. Une couche poreuse nanocristalline à base d'un semi-conducteur "transparent" n 1, tel que le TiO2, est déposée sur ce substrat. On notera ici que le substrat revêtu de cette couche poreuse de TiO2 apparaît de couleur blanche ou translucide, bien que le composé soit dit transparent, la couleur 24 blanche ou translucide provenant de ses propriétés de diffusion de la lumière, indépendamment de ses propriétés d'absorption restrictives. Une couche du matériau absorbeur 2, d'épaisseur supérieure ou égale à 1 nm, est déposée sur la surface des nanocristaux 12 de la couche poreuse antérieure 1. Un recouvrement ou remplissage avec un semi-conducteur transparent p 3, tel que le CuSCN ou l'oxyde de nickel, est réalisé de telle façon à recouvrir la couche d'absorbeur présente à l'intérieur de la couche nanocristalline 1 ; ce recouvrement doit être fait de façon à remplir environ au moins 10% du volume des pores 11, et de préférence de plus de 15% (l'idéal étant 100%). Ce recouvrement doit aussi laisser une fine couche d'épaisseur supérieure à environ 10 nm dans la partie supérieure de la couche (celle opposée au substrat de verre). Sur cette couche, une autre couche 6 est déposée, faite à base de charbon ou d'un autre matériau conducteur tel qu'un métal, qui sert de contact arrière pour collecter les charges du côté p. Le dispositif final est confiné et scellé 7 à fin de le protéger de toute dégradation due à l'humidité ou aux polluants atmosphériques.  The absorption spectrum of the absorber layer of Example 4 (not shown) with bismuth sulfide is similar to that of the antimony and silver sulfide absorber of Example 1a. The absorption spectrum of the absorber layer of Example 5 (not shown) with Cu (I) sulphide exhibits an absorption threshold at a wavelength (ù650 nm) lower than that of the other absorbers of Examples 1a, 2, 3 and 4. Table 1 below gives a summary of the properties of the absorber layers on porous nanocrystalline layers of TiO2 of about 3 microns thick TABLE 1 Absorber No. Example Maximum Threshold Absorption [%] Absorption [nm] Sb and Ag sulphides 1 (a and d) 90 880 Sb and Ag sulphides lb 90 More than 1200nm Sb and Ag sulphides 1c 90 550 Sb and Cu 2 sulphides (a and b) 90 830 Sb sulphate * 3 90 750 Bi sulphide * 4 90 880 Cu sulphate (I) * 5 80 650 Ag sulphide * 6 90 More than 1200 nm Cu (II) sulphide * 7 90 More than 1200 nm ( *): Compared with other layers of absorbers manufactured according to Examples 3 to 7. In addition to photovoltaic applications, these absorber layers can be used for applications optical, photo-catalytic or photo-electrolytic generation, such as the production of hydrogen from water, where radiation absorption and porosity are required properties, among others. Example 9: Photovoltaic devices. 1. Manufacturing In Figure 1 there is shown the general structure of the photovoltaic device comprising the following components assembled according to the following steps. A transparent conductive substrate 4, such as commercial glasses of transparent conductive oxides, is covered with a compact (non-porous) and thin (a few tens of nm) barrier layer made of a semiconductor n such that the TiO2 5. A porous nanocrystalline layer based on a "transparent" semiconductor n 1, such as TiO 2, is deposited on this substrate. It will be noted here that the substrate coated with this porous TiO 2 layer appears white or translucent, although the compound is said to be transparent, the white or translucent color 24 from its light-scattering properties, regardless of its properties. restrictive absorption. A layer of the absorber material 2, with a thickness greater than or equal to 1 nm, is deposited on the surface of the nanocrystals 12 of the anterior porous layer 1. A covering or filling with a transparent semiconductor p 3, such as CuSCN or the nickel oxide is made in such a way as to cover the absorber layer present inside the nanocrystalline layer 1; this covering must be done so as to fill at least about 10% of the pore volume 11, and preferably more than 15% (ideally 100%). This overlap must also leave a thin layer thicker than about 10 nm in the upper part of the layer (the one opposite to the glass substrate). On this layer, another layer 6 is deposited, made of coal or other conductive material such as a metal, which serves as a rear contact to collect the charges on the p side. The final device is confined and sealed 7 to protect it from degradation due to moisture or air pollutants.

Sur la figure 1 le descriptif des symboles est donc le suivant: 1: couche poreuse et nanocristalline d'un semi-conducteur transparent de type n 11: pores 12: cristaux ou particules du semi-conducteur transparent de type n 2: couche du matériau absorbeur 3: recouvrement et remplissage des pores par un semi-conducteur transparent de type p 4: substrat conducteur transparent de contact avant 5: couche barrière fine et compacte d'un semi-conducteur de type n 6: couche conductrice d'un second substrat conducteur de contact arrière 7: scellements.  In FIG. 1 the description of the symbols is thus the following: 1: porous and nanocrystalline layer of an n-type transparent semiconductor 11: pores 12: crystals or particles of the n-type transparent semiconductor 2: layer of the material absorber 3: covering and filling the pores with a transparent p-type semiconductor 4: transparent front contact conductive substrate 5: thin and compact barrier layer of an n-type semiconductor 6: conductive layer of a second substrate rear contact conductor 7: seals.

Des dispositifs photovoltaïques ont été fabriqués en utilisant les couches poreuses de TiO2 mentionnées ci-dessus, avec les couches d'absorbeur de cette invention et en remplissant les pores avec un recouvrement d'un semi-conducteur transparent p, plus particulièrement à base du CuSCN. La méthode utilisée pour réaliser le recouvrement de CuSCN est similaire à celle connue de l'art [Kumara et al., Solar Energy Materials Solar Cells 69, 195 (2001) ; O'Regan et al. Chem. Mater. 14, 5023 (2002)], qui est basée dans l'imprégnation de la couche avec une solution de CuSCN, suivi d'une évaporation du solvant.  Photovoltaic devices have been fabricated using the aforementioned porous TiO2 layers, with the absorber layers of this invention and filling the pores with a clear p-semiconductor overlay, more particularly based on CuSCN. . The method used to carry out CuSCN recovery is similar to that known in the art [Kumara et al., Solar Energy Materials Solar Cells 69, 195 (2001); O'Regan et al. Chem. Mater. 14, 5023 (2002)], which is based on the impregnation of the layer with a solution of CuSCN, followed by evaporation of the solvent.

On a préparé une solution de CuSCN à une concentration de 15 mg/mL dans le sulfure de dipropyle (S(CH2CH2CH3)2), avec laquelle on a imprégné la partie supérieure de l'échantillon antérieur placé sur une plaque chauffante à une température de 80 C. Le volume total de solution de CuSCN versé a été de 100 microlitres. Une fois le dépôt fini, l'échantillon a été chauffé 3 minutes additionnelles à la même température, afin de s'assurer que le solvant s'est évaporé complètement. Ensuite, une couche d'or d'environ 25 nm d'épaisseur a été déposée dans la surface de l'échantillon en utilisant un évaporateur de métaux (tel que l'évaporateur Edwards-306). Dans une autre variante (alternative moins coûteuse que l'or), une couche de charbon a été peinte sur l'échantillon en utilisant une encre conductrice commerciale à base de charbon. La surface active de ces dispositifs était de 0.54 cm2. 2. Propriétés photovoltaïques. Les dispositifs ont été caractérisés avec les deux techniques les plus utilisées de l'état de l'art. Une caractéristique est la réponse spectrale ou courbe de rendement quantique (aussi connu en anglais comme quantum efficiency (QE) ou Incident Photon-to-Electron Conversion Efficiency (IPCE) ) en fonction de la longueur d'onde, À, exprimée en nanomètres, qui est le pourcentage de photons incidents (radiation) convertis en électrons (électricité): QE (À) = (débit d'électrons à court-circuit) / (débit de photons incidents) = = (photo-courant à court-circuit) / (puissance de la radiation incidente) x (1240/ À) La réponse spectrale idéale devrait être le même que le spectre d'absorption après correction par l'absorption des composants inactifs (tel que le substrat verre conducteur La réponse spectrale permet aussi de calculer le photocourant intégré qui est le photocourant à court-circuit espéré quand le dispositif est illuminé sous une irradiance de 1000 W/m2 correspondant à une norme standard, en particulier à la norme AM1.5G. Ce photocourant intégré , IQE, est calculé en faisant l'intégrale suivante : IQE = e x Integral ( QE(À) x N(À) d À ) dont N(À) est le spectre solaire correspondant à la norme AM1.5G (et exprimée en [m-2s-1nm-1]), et e est la charge de l'électron en coulombs.  A solution of CuSCN at a concentration of 15 mg / mL in dipropyl sulfide (S (CH 2 CH 2 CH 3) 2) was prepared, with which the upper portion of the anterior sample placed on a hotplate was impregnated at C. The total volume of CuSCN solution poured was 100 microliters. After the deposition was finished, the sample was heated for additional 3 minutes at the same temperature to ensure that the solvent evaporated completely. Then, a gold layer about 25 nm thick was deposited in the surface of the sample using a metal evaporator (such as the Edwards-306 evaporator). In another alternative (less expensive alternative than gold), a layer of charcoal was painted on the sample using a commercial charcoal based conductive ink. The active area of these devices was 0.54 cm2. 2. Photovoltaic properties. The devices have been characterized with the two most used techniques of the state of the art. A characteristic is the spectral response or quantum efficiency curve (also known as Quantum Efficiency (QE) or Photon-to-Electron Conversion Efficiency Incident (IPCE)) as a function of wavelength, λ, expressed in nanometers, which is the percentage of incident photons (radiation) converted to electrons (electricity): QE (A) = (short-circuit electron flow) / (incident photon flow) = = (short-circuit photo-current) / (power of the incident radiation) x (1240 / A) The ideal spectral response should be the same as the absorption spectrum after correction by the absorption of the inactive components (such as the conducting glass substrate. The spectral response also allows calculate the integrated photocurrent which is the expected short-circuit photocurrent when the device is illuminated under an irradiance of 1000 W / m2 corresponding to a standard standard, in particular to the standard AM1.5G. tégré, IQE, is calculated by making the following integral: IQE = ex Integral (QE (À) x N (À) d À) of which N (À) is the solar spectrum corresponding to the norm AM1.5G (and expressed in [m-2s-1nm-1]), and e is the charge of the electron in coulombs.

L'autre caractéristique de la performance du dispositif photovoltaïque est la mesure du rendement photovoltaïque, n, calculé à partir de la mesure des courbes courant-tension (I-V) du dispositif photovoltaïque sous irradiation, et qui est le pourcentage de la puissance électrique délivrée par le dispositif dans le point de puissance maximum par rapport à la puissance de la radiation incidente : n = (puissance électrique au point de puissance maximum) / (puissance de la radiation incidente) Ce rendement photovoltaïque a été mesuré avec un banc de test qui utilise un simulateur solaire et d'autres appareillages; la réponse des dispositifs est évaluée sous l'irradiation de 1000 W/m2 correspondante à la norme standard du spectre solaire AM1.5G. Le banc a été calibré selon la procédure standard pour la mesure de dispositifs photovoltaïques qui est pratiqué par différents instituts officiels reconnus. Le rendement photovoltaïque peut être aussi exprimée comme un produit de trois facteurs, ce qui permet une meilleure interprétation de la performance du dispositif : n [%] = IscxVocxff (pour une irradiation standard de 1000 W/m2) dans laquelle : -Isc est le photocourant à court-circuit (c'est-à-dire, à V=0), exprimée en [mA/cm2], - Voc est la tension à circuit ouvert (c'est-à-dire, à I=0), exprimée en [V], et - ff est le facteur de forme (sans unités), qui exprime combien la courbe se rapproche de la forme rectangulaire idéale (ff=1). Il est calculé en faisant le rapport entre la puissance électrique au point maximale de puissance correspondant à la courbe courant-tension et la puissance théorique maximale qui est égale à Isc x Voc. La performance photovoltaïque a été évaluée comme décrit ci-dessus en mesurant la réponse spectrale et les courbes courant-tension. La réponse spectrale d'un dispositif photovoltaïque fabriqué avec la couche de l'exemple la présente un rendement quantique maximum de ^'30% (courbe (a) figure 3), un seuil à -880 nm (donc, 130 nm étendu vers l'infrarouge par rapport à l'absorbeur à base de sulfure d'antimoine), et un photocourant intégré IQE de 4.8 mA/cm2. Le rendement photovoltaïque est de 0.45% (figure 4) sous une irradiation de 1000 W/m2 selon la norme AM1.5G. La réponse spectrale d'un dispositif photovoltaïque fabriqué avec la couche de l'exemple 1d présente un seuil à -750nm, donc, inférieur au seuil d'absorption et similaire au seuil de réponse spectrale du dispositif à base de sulfure d'antimoine tout seul de l'exemple 3.  The other characteristic of the performance of the photovoltaic device is the measurement of the photovoltaic efficiency, n, calculated from the measurement of the current-voltage curves (IV) of the photovoltaic device under irradiation, and which is the percentage of the electrical power delivered by the device in the point of maximum power in relation to the power of the incident radiation: n = (electrical power at the point of maximum power) / (power of the incident radiation) This photovoltaic efficiency was measured with a test bench which uses a solar simulator and other equipment; the response of the devices is evaluated under the irradiation of 1000 W / m2 corresponding to the standard standard of the solar spectrum AM1.5G. The bench has been calibrated according to the standard procedure for the measurement of photovoltaic devices which is practiced by various recognized official institutes. Photovoltaic efficiency can also be expressed as a product of three factors, which allows a better interpretation of the performance of the device: n [%] = IscxVocxff (for a standard irradiation of 1000 W / m2) in which: -Isc is the photocurrent short-circuit (i.e., at V = 0), expressed in [mA / cm 2], - Voc is the open-circuit voltage (i.e., I = 0) , expressed in [V], and - ff is the form factor (without units), which expresses how much the curve approximates the ideal rectangular shape (ff = 1). It is calculated by comparing the electrical power at the maximum power point corresponding to the current-voltage curve and the maximum theoretical power that is equal to Isc x Voc. Photovoltaic performance was evaluated as described above by measuring spectral response and current-voltage curves. The spectral response of a photovoltaic device manufactured with the layer of Example 1a has a maximum quantum yield of 30% (curve (a) FIG. 3), a threshold at -880 nm (therefore 130 nm extended to compared to the antimony sulphide absorber), and an integrated IQE photocurrent of 4.8 mA / cm 2. The photovoltaic efficiency is 0.45% (FIG. 4) under an irradiation of 1000 W / m2 according to the AM1.5G standard. The spectral response of a photovoltaic device manufactured with the layer of Example 1d has a threshold at -750nm, therefore, below the absorption threshold and similar to the spectral response threshold of the device based on antimony sulfide alone of Example 3.

La réponse spectrale d'un dispositif photovoltaïque fabriqué avec une couche selon l'exemple 2a présente un rendement quantique maximum de 50% (courbe (b) figure 3), un seuil à -830nm (donc, 80 nm étendu vers l'infrarouge par rapport à l'absorbeur à base de sulfure d'antimoine), et un photocourant intégré de 6.8 mA/cm2. Le rendement photovoltaïque est de 0.8% (figure 4) sous une irradiation de 1000 W/m2 selon la norme AM1.5G. La réponse spectrale d'un dispositif photovoltaïque fabriqué avec une couche selon l'exemple 2b présente un rendement quantique maximum de 20% (non représenté), un seuil à -830nm (similaire à celui de l'exemple 2a), et un photocourant intégré de 1.5 mA/cm2.  The spectral response of a photovoltaic device manufactured with a layer according to example 2a has a maximum quantum yield of 50% (curve (b) FIG. 3), a threshold at -830 nm (hence 80 nm extended towards the infrared by ratio to the antimony sulphide absorber), and an integrated photocurrent of 6.8 mA / cm 2. The photovoltaic efficiency is 0.8% (FIG. 4) under an irradiation of 1000 W / m2 according to the AM1.5G standard. The spectral response of a photovoltaic device manufactured with a layer according to Example 2b has a maximum quantum yield of 20% (not shown), a threshold at -830 nm (similar to that of Example 2a), and an integrated photocurrent of 1.5 mA / cm 2.

La réponse spectrale avec une couche selon l'exemple 3 présente un rendement quantique maximum de ^'80% (courbe (c) figure 3), un seuil à -750 nm, et un photocourant intégré de 13.5 mA/cm2. Le rendement photovoltaïque est de 3.4% sous une irradiation de 1000 W/m2 selon la norme AM1.5G. La réponse spectrale avec une couche selon l'exemple 4 présente un rendement quantique maximum de ^'30% (courbe (d) figure 3), un seuil à -600nm, et un photocourant intégré de 0.7 mA/cm2. Le rendement photovoltaïque est de 0.3% (figure 4) sous une irradiation de 1000 W/m2 selon la norme AM1.5G. Le seuil de la réponse spectrale, le photocourant intégré et le rendement photovoltaïque sont inférieurs à ceux des dispositifs faits avec les couches d'absorbeur à base de sulfure d'antimoine et d'argent de l'exemple la, ou de sulfure d'antimoine et de cuivre de l'exemple 2. La réponse spectrale avec une couche selon l'exemple 5 présente un rendement quantique faible (inférieur à 2%), un seuil à -550nm, et un très faible photo-courant intégré. Le rendement photovoltaïque est inférieur à 0.1% sous une irradiation de 1000 W/m2 selon la norme AM1.5G.  The spectral response with a layer according to Example 3 has a maximum quantum yield of '80% (curve (c) Figure 3), a threshold at -750 nm, and an integrated photocurrent of 13.5 mA / cm2. The photovoltaic efficiency is 3.4% under an irradiation of 1000 W / m2 according to the AM1.5G standard. The spectral response with a layer according to Example 4 has a maximum quantum yield of '30% (curve (d) Figure 3), a threshold at -600nm, and an integrated photocurrent of 0.7 mA / cm2. The photovoltaic efficiency is 0.3% (FIG. 4) under an irradiation of 1000 W / m2 according to the AM1.5G standard. The threshold of the spectral response, the integrated photocurrent and the photovoltaic efficiency are lower than those of the devices made with the antimony and silver sulphide absorber layers of Example 1a, or of antimony sulphide. and copper of Example 2. The spectral response with a layer according to Example 5 has a low quantum efficiency (less than 2%), a threshold at -550 nm, and a very low integrated photo-current. The photovoltaic efficiency is less than 0.1% under an irradiation of 1000 W / m2 according to the AM1.5G standard.

Les résultats obtenus avec les couches d'absorbeurs de l'invention démontrent que ce type de dispositif photovoltaïque a un bon potentiel pour obtenir une performance photovoltaïque élevée, en particulier, une réponse spectrale large, avec un seuil entre 800 et 900 nm, ce qui permettrait un photocourant maximum théorique (selon le spectre solaire standard AM1.5G) entre 29 et 33 mA/cm2, c'est-à-dire, de 20 à 35% supérieur au photocourant théorique d'un couche similaire à base de sulfure d'antimoine, qui a un seuil à 750 nm (photocourant maximum théorique de 24 mA/cm2). Des améliorations du rendement photovoltaïque de ces dispositifs sont encore possibles par optimisation des conditions de mise en oeuvre de la couche d'absorbeur, l'amélioration des contacts entre couches, et un meilleur remplissage du semi-conducteur p, ce qui peut faire augmenter encore les trois facteurs qui rentrent dans la formule du rendement. Le Tableau 2 résume les meilleures performances photovoltaïques des dispositifs fabriqués avec des couches d'absorbeur sur des couches poreuses nanocristallines de TiO2 d'environ 3 microns d'épaisseur et un recouvrement de pores avec le semi-conducteur transparent de type p CuSCN TABLEAU 2 Absorbeur Maximum de Seuil de Photo- Rendement réponse réponse courant photovoltaïque spectrale [%] spectrale nm] intégré [%] [mA/cm2] Sulfures de Sb et Ag 30 880 4.8 0.45 Sulfures de Sb et Cu 35 830 6.8 0.8 Sulfure de Sb * 80 750 13.5 3.4 Sulfure de Cu (I) * 1 550 <0.1 <0.1 Sulfure de Bi * 30 600 0.7 0.3 (*) : Comparatif avec d'autres couches d'absorbeurs fabriqués selon les exemples 3 à 5.  The results obtained with the absorber layers of the invention demonstrate that this type of photovoltaic device has a good potential for obtaining a high photovoltaic performance, in particular a broad spectral response, with a threshold between 800 and 900 nm, which would allow a theoretical maximum photocurrent (according to the standard solar spectrum AM1.5G) between 29 and 33 mA / cm2, that is to say, from 20 to 35% higher than the theoretical photocurrent of a similar layer based on sulfide d antimony, which has a threshold at 750 nm (theoretical maximum photocurrent of 24 mA / cm 2). Improvements in the photovoltaic efficiency of these devices are still possible by optimizing the conditions of implementation of the absorber layer, the improvement of the contacts between layers, and a better filling of the semiconductor p, which can increase further the three factors that go into the performance formula. Table 2 summarizes the best photovoltaic performance of devices made with absorber layers on TiO2 nanocrystalline porous layers about 3 microns thick and a pore coating with p-type transparent semiconductor CuSCN TABLE 2 Absorber Maximum Photo Threshold Response Efficiency response spectral current spectral [%] spectral nm] integrated [%] [mA / cm2] Sb and Ag sulphides 880 4.8 0.45 Sb and Cu sulphides 35 830 6.8 0.8 Sb * 80 sulphide 750 13.5 3.4 Cu (I) sulphide * 1 550 <0.1 <0.1 Bi sulphide * 30 600 0.7 0.3 (*): Compared with other absorber layers manufactured according to examples 3 to 5.

Claims (17)

REVENDICATIONS 1. Dispositif photovoltaïque tout solide du type comprenant 3 matériaux inorganiques et solides comprenant respectivement: - un composé semi-conducteur de type n et transparent (1), - un composé semiconducteur de type p et transparent (3), et - une composition d'au moins un composé absorbeur disposée en couche d'absorption continue (2) entre lesdits composés semi-conducteur de type n et p lesquels ne sont pas en contact, et - ledit composé semi-conducteur de type n ou p se présentant sous forme d'un substrat poreux (1), avec des pores (11) dont la surface interne desdits pores est entièrement revêtue d'une fine couche continue d'absorption (2) dudit composé absorbeur, et dont lesdits pores sont ensuite remplis dans une proportion volumique d'au moins 10%, de préférence plus de 15%, par une couche de remplissage (3) constituée de l'autre dit composé solide semi-conducteur de type p ou respectivement n, caractérisé en ce que la couche d'absorption comprend au moins un composé à base de sulfure d'antimoine et d'argent ou composé à base de sulfure d'antimoine et de cuivre.  1. An all-solid photovoltaic device of the type comprising 3 inorganic and solid materials comprising respectively: an n-type and transparent semiconductor compound (1), a p-type and transparent semiconductor compound (3), and a composition of at least one absorber compound arranged as a continuous absorption layer (2) between said n-type semiconductor compounds and which are not in contact, and said n-type or p-type semiconductor compound being in the form of a porous substrate (1), with pores (11) whose inner surface of said pores is entirely coated with a thin continuous absorption layer (2) of said absorber compound, and whose said pores are then filled in a proportion volume of at least 10%, preferably more than 15%, by a filling layer (3) consisting of the other said solid semiconductor solid compound of type p or respectively n, characterized in that the absorption layer includes at least one c antimony and silver sulphide compound or antimony and copper sulphide compound. 2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la composition de composé(s) de sulfure d'antimoine et d'argent ou compos(é) de sulfure d'antimoine et cuivre est du type MXSbYSZ, dans laquelle le rapport x/y est de 0.1 à 1.2 et le rapport (x+y)/z est de 0.7 à 3 avec M= Ag ou Cu.  2. Device according to claim 1 characterized in that the composition of antimony sulphide compound (s) and silver or antimony sulphide compound (e) is of the type MXSbYSZ, in which the ratio x / y is 0.1 to 1.2 and the ratio (x + y) / z is 0.7 to 3 with M = Ag or Cu. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que la composition de composé(s) de sulfure d'antimoine et d'argent est du type AgxSbYSzj dans laquelle le taux Ag/Sb est de 0.2 à 1.  3. Device according to claim 1 or 2 characterized in that the composition of antimony sulphide compound (s) and silver is of the AgxSbYSzj type in which the Ag / Sb content is from 0.2 to 1. 4. Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce que la composition de composé(s) de sulfure d'antimoine et d'argent comprend le composé AgSbS2 .  4. Device according to claim 3 characterized in that the composition of compound (s) antimony sulfide and silver comprises the compound AgSbS2. 5. Dispositif selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que la composition de composé(s) de sulfure d'antimoine et d'argent est du type CuxSbYSzjdans laquelle le taux Cu/Sb est de 0.2 à 1.  5. Device according to claim 1 or 2 characterized in that the composition of antimony sulphide compound (s) and silver is of the CuxSbYSzj type in which the Cu / Sb content is 0.2 to 1. 6. Dispositif selon la revendication 5 caractérisé en ce que la composition de composé( s) de sulfure d'antimoine et d'argent comprend le composé CuSbS2  6. Device according to claim 5 characterized in that the composition of compound (s) antimony sulfide and silver comprises the compound CuSbS2 7. Dispositif selon l'une des revendications 4 ou 6 caractérisé en ce que la composition de la couche d'absorption comprend en outre du composé Sb2S3.  7. Device according to one of claims 4 or 6 characterized in that the composition of the absorption layer further comprises Sb2S3 compound. 8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7 caractérisé en ce que ledit matériau semi-conducteur transparent de type n est un oxyde métallique tel que TiO2, ZnO et 5 Sn02i de préférence TiO2.  8. Device according to one of claims 1 to 7 characterized in that said n-type transparent semiconductor material is a metal oxide such as TiO2, ZnO and SnO2i preferably TiO2. 9. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8 caractérisé en ce que ledit matériau semi-conducteur transparent de type p est choisi parmi les matériaux à base de Cu(I), de préférence CuSCN, Cul ou CuAl02, et des oxydes métalliques, de préférence l'oxyde de nickel. 10  9. Device according to one of claims 1 to 8 characterized in that said p-type transparent semiconductor material is selected from materials based on Cu (I), preferably CuSCN, CuAl or CuAlO 2, and metal oxides. , preferably nickel oxide. 10 10. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 9 caractérisé en ce que le facteur de rugosité dudit substrat poreux, avant dépôt de ladite couche d'absorbeur, est supérieur à 50 de préférence supérieur à 100.  10. Device according to one of claims 1 to 9 characterized in that the roughness factor of said porous substrate, before deposition of said absorber layer, is greater than 50, preferably greater than 100. 11. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 10 caractérisé en ce que le substrat poreux est constitué de particules ou cristaux (12). 15  11. Device according to one of claims 1 to 10 characterized in that the porous substrate consists of particles or crystals (12). 15 12. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 11 caractérisé en ce que la taille moyenne des particules ou cristaux est de 30 à 50 nm.  12. Device according to one of claims 1 to 11 characterized in that the average size of the particles or crystals is 30 to 50 nm. 13. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 12 caractérisé en ce que ledit composé semi-conducteur de type n se présente sous forme d'un substrat poreux (1) d'oxyde métallique, et ladite couche de remplissage (3) est constituée d'un dit composé 20 solide semi-conducteur de type p.  13. Device according to one of claims 1 to 12 characterized in that said n-type semiconductor compound is in the form of a porous substrate (1) of metal oxide, and said filler layer (3) is consisting of a p-type semiconductor solid compound. 14. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 13 caractérisé en ce que ladite couche de remplissage constitue aussi une couche de recouvrement d'au moins 10 nm d'épaisseur par-dessus l'une des surfaces du substrat poreux.  14. Device according to one of claims 1 to 13 characterized in that said filler layer also constitutes an overlayer layer of at least 10 nm thick over one of the surfaces of the porous substrate. 15. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 14 caractérisé en ce que ladite couche 25 de remplissage est constituée de CuSCN ou d'oxyde de nickel.  15. Device according to one of claims 1 to 14 characterized in that said filler layer is made of CuSCN or nickel oxide. 16. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 15 caractérisé en ce que : - ledit substrat poreux (1) constitue une couche d'épaisseur supérieure à 1 pm, de préférence de 2 à 10 pm, et - ladite couche d'absorption (2) présente une épaisseur de 1 à 25 nm, de 30 préférence de 1 à 10 nm, et -ladite couche de remplissage (3) remplit au moins 10% du volume de pores, de préférence de plus de 15%, et- de préférence, ladite couche de remplissage constitue aussi une couche de recouvrement d'au moins 10 nm d'épaisseur entre ledit substrat poreux, et la couche conductrice dudit second substrat conducteur de contact arrière (6), et - ledit substrat poreux et ses couches d'absorption et de remplissage (1,2,3) étant 5 confinés (7) entre deux substrats conducteurs de contact avant (4) et contact arrière (6).  16. Device according to one of claims 1 to 15 characterized in that: - said porous substrate (1) is a layer thicker than 1 pm, preferably from 2 to 10 pm, and - said absorption layer (2) has a thickness of 1 to 25 nm, preferably 1 to 10 nm, and said filler layer (3) fills at least 10% of the pore volume, preferably more than 15%, and preferably, said filler layer also constitutes an overlap layer at least 10 nm thick between said porous substrate, and the conductive layer of said second rear contact conductive substrate (6), and - said porous substrate and its layers absorption and filling devices (1,2,3) being confined (7) between two conductive contact substrates (4) and rear contact (6). 17. Substrat poreux utile dans un dispositif selon l'une des revendications 1 à 11 constitué d'un dit composé semi-conducteur de type n ou p et transparent, de préférence d'un dit semi-conducteur d'oxyde métallique de type n, dont la surface interne des pores est revêtue d'une dite couche d'absorption (2) dudit composé absorbeur.  17. Porous substrate useful in a device according to one of claims 1 to 11 consisting of a said n-type or p-type semiconductor compound, preferably an n-type metal oxide semiconductor. , whose inner surface of the pores is coated with an absorption layer (2) of said absorber compound.
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