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mercredi 14 mars 2018 à 14h, à l’INSA de Rennes (amphi GC)

Daniel SAPORI soutient sa thèse de doctorat

Photovoltaïque ; cellules solaires ; pérovskites hybrides ; pérovskites halogénées ; DFT ; couches minces ; optoélectronique ; nanotechnologie

Daniel SAPORI soutient sa thèse de doctorat

« Pérovskites hybrides : Propriétés Fondamentales et Technologie des Cellules Solaires en Couches Minces »

 

Ce travail de thèse porte sur les pérovskites hybrides halogénées et plus particulièrement leur utilisation dans des cellules solaires. Les propriétés optoélectroniques des pérovskites halogénées sont étudiées ainsi que plusieurs couches de transport de charge. Une introduction sur les matériaux pérovskites est suivie par une présentation générale du fonctionnement des cellules solaires.
Une étude théorique des pérovskites hybrides halogénées en utilisant la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT) est menée pour mieux comprendre les propriétés structurales et électroniques. Le rôle majeur de l’effet spin-orbite est illustré. De même, un exemple sur l’effet Rashba est donné. De plus, le confinement quantique dans des super-réseaux et des nano-plaquettes est aussi étudié. Le confinement diélectrique dans des nano-plaquettes et des pérovskites en couche est analysé par une méthode basée sur la DFT. Cette méthode permet d’obtenir des profils diélectriques nanoscopiques incluant une signature atomistique. Une évaluation des corrections de self énergie pour ces nano-plaquettes est proposée. Par ailleurs, l’interface entre la pérovskite CH3NH3PbI3 et le matériau TiO2 est analysée et des résultats préliminaires concernant SnO2 et NiO, sont présentés.

Expérimentalement, plusieurs couches de contact sont étudiées pour la fabrication des cellules solaires à base de pérovskites hybrides halogénées. Les deux principales structures adoptées pour ces cellules (i.e., la structure standard et la structure inversée) ainsi que plusieurs méthodes de dépôt de couches de pérovskites sont abordées. La technique de dépôt par pulvérisation « spray coating » qui est utilisée pour déposer les couches de NiO et TiO2 est détaillée. Les résultats expérimentaux pour des cellules solaires en structure standard et en structure inverse sont présentés.

Composition du jury
 
Johann BOUCLÉ MCF HDR, Xlim, Université de LimogesRapporteur
Guillaume WANTZ MCF HDR, IMS, Université de BordeauxRapporteur
Emmanuelle DELEPORTE Professeur, ENS, CachanExaminatrice
Nicolas MERCIER Professeur, MOLTECH-Anjou, Université d’AngersExaminateur
Laurent PEDESSEAU MCF, Institut Foton, INSA de RennesCo-encadrant de thèse
Jacky EVEN Professeur, Institut Foton, INSA de RennesDirecteur de thèse