Simulation numérique et caractérisation de matériaux semi-conducteurs III-N pour détecteurs ultraviolet et cellules solaires

Résumé : La caractérisation structurale/électrique et la simulation numérique de matériaux III-N pour détecteurs et cellules solaires sont présentées, d'abord de manière synthétique puis en détaillant deux aspects spécifiques. Pour le nitrure de gallium et de bore (BGaN), la caractérisation électrique et structurale a mis en évidence la possibilité de réduire considérablement le dopage résiduel des matériaux III-N, l'un des verrous pour les applications. Le deuxième aspect détaillé dans le mémoire concerne la simulation numérique de cellules solaires à base de nitrure de gallium et d'indium (InGaN) en utilisant, pour la première fois dans ce domaine, des méthodes d'optimisation mathématique rigoureuses. Cette méthodologie a permis de proposer des structures ne nécessitant pas de dopage P, un autre verrou des matériaux III-N, et d'étudier des structures à multijonction tenant compte des contraintes technologiques. Les perspectives ouvertes par ce travail concernent le développement de cellules solaires à haut rendement et bas coût avec deux volets majeurs. Le premier volet concerne la conception de dispositifs optiques pour réduire l'épaisseur nécessaire des couches actives d'InGaN tout en optimisant le rendement. Le second volet concerne le développement de cellules solaires à base de matériaux abondants, comme alternative à celles utilisant l'InGaN.
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Science des matériaux [cond-mat.mtrl-sci]. Université de lorraine, 2017
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Contributeur : Sidi Ould Saad Hamady <>
Soumis le : samedi 16 décembre 2017 - 20:31:42
Dernière modification le : jeudi 5 avril 2018 - 12:30:21

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Sidi Ould Saad Hamady. Simulation numérique et caractérisation de matériaux semi-conducteurs III-N pour détecteurs ultraviolet et cellules solaires. Science des matériaux [cond-mat.mtrl-sci]. Université de lorraine, 2017. 〈tel-01665771〉

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