Ce travail de thèse porte sur l’étude de modèles de type drift-diffusion. Des approches sont développées pour la modélisation de la Microscopie à sonde de Kelvin, les cellules solaires à base de matériaux pérovskites (PSCs), les cellules solaires tandem de type pérovskite/silicium et les îlots quantiques III-V/GaP. Tout d’abord, la modélisation de la microscopie à sonde de Kelvin est examinée pour la surface de TiOx et l’absorbeur pérovskite MAPbI3. Ensuite, des mesures avec une sonde de Kelvin et des simulations sont proposées pour des jonctions diffuses à base de silicium et pour des PSCs à base de TiOx mésoporeux. Les variations du potentiel interne sont étudiées, ouvrant la voie à une amélioration supplémentaire des dispositifs. L’influence de l’état de surface des couches WOx sur les mesures à sonde de Kelvin est étudiée théoriquement. Différents facteurs à l’origine des pertes de tension de circuit ouvert (VOC) des PSCs sont discutés. L’effet anormal d’hystérésis dans les PSCs est également simulé, en tenant compte des états de pièges d’interface et des ions mobiles. En outre, le design de cellules solaires tandem 2T pérovskite/silicium est étudié en détails. Une jonction tunnel à base de silicium entre les deux sous-cellules supérieure et inférieure est proposée pour assurer le bon fonctionnement des cellules en série. L’influence du profil de dopage dans la jonction tunnel est discutée. Au final, le transport des porteurs dans les îlots quantiques III-V/GaP est étudié dans le cadre plus général de l’intégration d’émetteurs III-V sur silicium. Les caractéristiques électroluminescentes et électriques de ces structures sont simulées dans une approximation de symétrie cylindrique.
| Peter REISS | Chercheur HDR, Inac/SyMMES-STEP, CEA Grenoble | Rapporteur |
| Zakaria DJEBBOUR | Maître de Conférences HDR, GeePS, Centrale Supélec | Rapporteur |
| Bernard RATIER | Professeur, Xlim, Université de Limoges | Examinateur |
| Emmanuelle DELEPORTE | Professeur, ENS, Cachan | Examinatrice |
| Claudine KATAN | Chercheur HDR, ISCR, CNRS Rennes | Examinatrice |
| Alain ROLLAND | Professeur, Institut Foton, UR1/IUT de Lannion | Co-directeur de thèse |
| Jacky EVEN | Professeur, Institut Foton, INSA de Rennes | Directeur de thèse |
Le manuscrit est disponible sur TEL : tel-01881871