Étude des propriétés opto-électroniques et thermoélectriques des matériaux semiconducteurs : CsMF3 (M=Pb, Sn et Ge), CsSnCl3, CH3NH3SnCl3 et Hg1-xMgxSe (x=0, 0.25, 0.5, 0.75 et 1.0) par la méthode DFT

Abstract

Cette thèse de doctorat intitulée "Etude des propriétés optoélectroniques et thermoélectriques des matériaux semi-conducteurs : CsMF3 (M=Pb, Sn et Ge), CsSnCl3, CH3NH3SnCl3 et Hg1-xMgxSe (x=0, 0.25, 0.5, 0.75 et 1.0) par la méthode DFT" se situe dans l'axe de recherche de l'équipe sur les études théoriques des matériaux pour les applications photovoltaïques et thermoélectriques. Le silicium multicristallin et monocristallin sont parmi les matériaux les plus compétitifs actuellement utilisés dans ce domaine, grâce à leur bon rapport qualité-prix. Les matériaux pérovskites inorganiques ou hybrides organiques-inorganiques à base d'halogénures sont considérés comme des alternatives intéressantes pour les applications photovoltaïques en raison de leur excellente propriété et de rendement de conversion de l'énergie. En outre, les matériaux semi-conducteurs II-VI sont particulièrement intéressants et adaptés à cette application, car ils présentent une bande interdite directe compatible avec le spectre solaire. La première partie de nos travaux de recherche s'est concentrée sur la simulation des propriétés structurales, optoélectroniques et thermoélectriques des Fluoro-Pérovskites à base de césium CsMF3 (M= Ge, Sn ou Pb). Les résultats pérovskites CsGeF3 et CsSnF3 présentent des caractéristiques électroniques et optiques intéressantes, ce qui en fait des candidats potentiels pour les applications photovoltaïques. En outre, les propriétés thermoélectriques montrent que les trois composés étudiés pourraient être candidats à des applications thermoélectriques à haute température proche de T=800 K. Nous avons ensuite étudié les propriétés structurales, optoélectroniques et thermoélectriques des pérovskites halogénées à base de Sn : CsSnCl3 et CH3NH3SnCl3. Cette étude théorique pourrait faire des pérovskites inorganiques CsSnCl3 et organiques-inorganiques CH3NH3SnCl3 des candidats potentiels pour les applications optoélectroniques des technologies de conversion de l'énergie. Dans la dernière partie de ce travail, l'effet des concentrations de magnésium (Mg) sur les propriétés structurales, électroniques, optiques et thermoélectriques des alliages Hg1-xMgxSe (x= 0, 0.25, 0.5, 0.75 et 1) a été étudié. Les résultats intéressants de cette étude théorique peuvent être utiles pour les applications photovoltaïques, optoélectroniques et thermoélectriques.