Soutenance de thèse de Wisly FIDEL

Les cellules solaires à base de pérovskites sont apparues comme la technologie qui présente le plus de potentiel pour l’avenir du photovoltaïque (PV), notamment en raison de leurs excellentes propriétés optoélectroniques, de la diversité de leurs applications et de leur attractivité économique. Cependant, bien que très prometteuses, elles présentent de nombreuses faiblesses, notamment une durée de vie qui reste très faible. Cette thèse s’intéresse à deux de ces axes d’amélioration : Le dopage optimisé des transporteurs d’électrons (TiO2-SnO2) et l’ingénierie des défauts. Les propriétés des matériaux, dioxydes de titane et d’étain, dopés respectivement par l’étain et le titane, ont été étudiées par différentes approches. Dans un premier temps, les calculs ab inito et des simulations SCAPS-1D ont été réalisés. Ce qui nous a permis d’obtenir une structure pérovskite optimisée. Par la suite, ces couches ont été élaborées par ablation laser et pulvérisation magnétron réactive. Les différentes caractérisations réalisées par différentes techniques (Raman, DRX, EDS, MEB, RBS, AFM, mesure de la résistivité) ont montré que la transmittance du TiO2 dopé par Sn a été améliorée de 32% par rapport au TiO2 non dopé. De même le dopage du SnO2 par Ti a amélioré cette même transmittance de 6%. La résistivité a été diminuée dans les deux cas. Ces améliorations obtenues essentiellement dans le cas de la pulvérisation magnétron sont assez prometteuses pour des applications dans les pérovskites. L’incorporation d’une fine couche de carbone (Carbones amorphes, carbones nanoporeux et nanotubes de carbones) pour l’ingénierie de l’interface HTL/Pérovskite a permis d’augmenter le rendement de la cellule pérovskite de 2,3%, via notamment une amélioration de la tension en circuit ouvert (Voc) et le facteur de forme (FF). Pour terminer, nous avons pu déterminer l’effet bénéfique des additifs biosourcés (Embelin, mesquitol et chlorophylle) sur l’absorption de la pérovskite.