Spatial Atomic Layer Deposition (SALD), an emerging tool for energy materials. Application to new-generation photovoltaic devices and transparent conductive materials

Les propriétés des matériaux constituent la pierre angulaire des dispositifs fonctionnels pour l'énergie, et cela concerne aussi bien la conversion, la récupération ou le stockage d'énergie. De façon à concevoir et fabriquer des nouveaux matériaux pour l'énergie à l'échelle industrielle, il est nécessaire de développer des méthodes de dépôt appropriées et accessibles à des prix abordables. Au cours des dernières années, une nouvelle approche du dépôt par couche atomique (ALD) a suscité un intérêt croissant. Cette approche repose sur la séparation des précurseurs dans l'espace plutôt que dans le temps lors du dépôt par couches atomiques, et a donc été appelée Spatial ALD (SALD). La méthode SALD permet d'éviter les étapes de purge typiques de l'ALD, et, par conséquent, les taux de dépôt de couches sont bien plus rapides, jusqu'à deux ordres de grandeur. De plus, le dépôt par SALD peut être facilement effectué à l'atmosphère ambiante. La mise en œuvre du SALD est donc plus facile et moins coûteuse que celle de l'ALD conventionnelle, ouvrant ainsi la possibilité de son application industrielle au dépôt de matériaux pour l'énergie, et notamment à des domaines tels que l'énergie solaire, le stockage énergétique ou les fenêtres intelligentes. Nous présentons ici la description de la méthode de dépôt SALD et l'illustrons avec des exemples appliqués au photovoltaïque et aux matériaux conducteurs transparents. Nous montrons notamment que la SALD est capable de produire des couches minces de la même qualité que par ALD classique, et qu'elle est donc parfaitement adaptée pour une intégration à l'échelle industrielle.