Elaboration et caractérisation de couches minces tout oxyde à base d’isolants de Mott en vue de leur intégration dans des composants photovoltaïques

Titre : Elaboration et caractérisation de couches minces tout oxyde à base d’isolants de Mott en vue de leur intégration dans des composants photovoltaïques

Directeur(s) de Thèse : Abdelilah SLAOUI, Directeur de recherche Co-encadrement : Thomas Fix, Chargé de recherche

Unité(s) d’Accueil(s) : ICube, département D-ESSP, équipe MaCEPV

Établissement de rattachement : Université de Strasbourg

Collaboration(s) (s’il y a lieu) : Collaboration avec l’Université de Cambridge (UK), faisant l'objet d'une demande de projet ANR

Rattachement à un programme (s’il y a lieu) : Axe transverse "Ingénierie des Matériaux pour l’Energie et l’Environnement" d'ICube Axe transverse "Environnement et développement durable" d'ICube

Résumé :

Les technologies photovoltaïques inorganiques en couche mince utilisent principalement du CdTe, du Si amorphe ou du CIGS. Une autre voie possible est l’utilisation d’oxydes métalliques, qui sont généralement stables, non-toxiques, abondants et peuvent être synthétisés par de nombreuses méthodes. La largeur de bande interdite idéale d’une couche active photovoltaïque pour le spectre solaire est de 1,3 eV environ. Cependant il n’existe que peu d’oxydes conducteurs correspondant à des largeurs de bande interdite aussi faibles. L’objectif de cette thèse est d’explorer les possibilités d’application de tels oxydes novateurs à la filière photovoltaïque. Une catégorie de ces oxydes est appelée isolants de Mott. Certains de ces isolants de Mott possèdent des propriétés idéales pour jouer le rôle couche active, ce qui permettrait l’obtention de cellules photovoltaïques tout oxyde avec un rendement de conversion élevé. Il s’agira tout d’abord d’élaborer et caractériser de tels matériaux oxydes en couches minces, en étudiant leurs propriétés structurales, optiques et de transport électronique, en fonction de leurs conditions d’élaboration (composition, stœchiométrie en oxygène, nature du substrat…). Les systèmes les plus performants seront ensuite intégrés dans des jonctions pn tout-oxyde qui seront caractérisées et modélisées. Enfin des cellules solaires seront réalisées et caractérisées afin d’évaluer le potentiel applicatif de ces matériaux dans le domaine du photovoltaïque.

Contact : Envoyez vos candidatures, munies d'un cv, d'une lettre de motivation, et d'une copie de vos notes de Master, au minimum, à tfix@unistra.fr Les financements étant très compétitifs, il conviendra d'être très bien classé aux épreuves de Master 2.