Modélisation ab initio des propriétés électroniques et dynamiques

Stages de fin d’étude
Durée : 6 mois
Modélisation ab initio des propriétés électroniques et dynamiques des matériaux pour
les systèmes photovoltaïques de type tandem.
L’IRDEP, et les différents partenaires de l’IPVF (Institut Photovoltaïque d’Ile de France), ont pour
vocation la recherche et le développement de nouveaux matériaux et dispositifs utilisés pour les
différentes filières PV permettant des ruptures de rendement et de coût. L’une des technologies
envisagée est basée sur les dispositifs dits « tandem » combinant différents composés afin d’améliorer
le rendement global des cellules. Les propriétés électriques des matériaux utilisés pour ces dispositifs,
comme les concentrations et mobilités des porteurs de charge, sont fortement influencées par le type
de dopants et défauts (ponctuels ou étendus) insérés ou formés lors de la synthèse des matériaux. En
effet, ces différents paramètres (difficiles à caractériser expérimentalement) sont la source de
nombreuses métastabilités (perturbation de la stabilité des phases cristallines, variation de la bande
interdite, apparition de niveau électronique « parasite » dans la bande interdite, etc) qui peuvent
fortement dégrader l’efficacité et la durabilité des cellules solaires. La compréhension de ces différents
effets est ainsi nécessaire à l’optimisation et l’amélioration des matériaux pour le photovoltaïque.
Le principal but de ce stage est d’approfondir les connaissances concernant l’effet des défauts sur les
performances des matériaux en participant à la mise en place d’une approche théorique multi-échelle
« simple », allant de la DFT à la dynamique moléculaire, pour traiter des effets en température des
propriétés thermodynamiques des défauts et essayer de lier les propriétés nanoscopiques et
microscopiques des matériaux à leurs propriétés électriques macroscopiques.
En fonction du (ou de la) candidat(e), deux thématiques différentes sont proposées :
1)
L’étude de l’effet de la stoechiométrie sur les propriétés électroniques des chalcogénures
CuGayIn(1-y)SexS(1-x) dont l’évaluation de l’intérêts des approches DFT hybrides pour les matériaux
grand gap pour le photovoltaïque.
2)
Approches théoriques des propriétés électroniques et vibrationnelles des matériaux pérovskites
hybrides et leurs influences sur les stabilités de phases de ces composés.
Ce stage rémunéré se déroulera dans l’équipe « Modélisation » de l’IRDEP du centre de
recherche et développement de EDF Lab Chatou (78, Chatou) sous la responsabilité de Philippe
Baranek.
Contact : Philippe Baranek, EDF R&D, EDF Lab Chatou, IRDEP, 78400 Chatou Cedex.
Tél : 01 30 87 71 56
email : [email protected]