Thèse soutenue

Couche à conversion de fréquence à base de silicium dop2 aux terres rares pour les cellules solaires au silicium
FR  |  
EN
Accès à la thèse
Auteur / Autrice : Lucile Dumont
Direction : Fabrice Gourbilleau
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physique
Date : Soutenance en 2016
Etablissement(s) : Caen
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale structures, informations, matière et matériaux (Caen ; 1992-2016)
Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Normandie Université (2015-....)
Jury : Président / Présidente : Didier Stiévenard
Examinateurs / Examinatrices : Fabrice Gourbilleau, Didier Stiévenard, Hervé Rinnert, Julien Cardin, Nicolas Barreau, Marzia Carrada
Rapporteurs / Rapporteuses : Hervé Rinnert, Nicolas Barreau

Mots clés

FR

Résumé

FR  |  
EN

Cette thèse porte sur le développement de couches à conversion de fréquence basse à base de silicium permettant une augmentation du rendement des cellules solaires au silicium. Des couches de SiNx dopées avec le couple de terres rares terbium et ytterbium sont élaborées par co-pulvérisation cathodique magnétron radiofréquence. Les propriétés optiques de la matrice hôte non dopée sont étudiées avant le dopage. Elle est ainsi optimisée (via les paramètres de dépôt) dans le but d’obtenir une matrice propice à la conversion en fréquence tout en étant antiréflective. Les systèmes matrice dopée terbium puis matrice dopée terbium et ytterbium sont ensuite optimisés pour obtenir une émission de photoluminescence des ions terbium et ytterbium respectivement la plus intense possible après une excitation dans l’UV. Les mécanismes de transfert de l’énergie entre la matrice et les ions terbium puis entre ces derniers et les ions ytterbium sont détaillés. Le transfert d’énergie coopératif qui a lieu entre les ions terbium et ytterbium lors de la conversion basse (ou down conversion) est très dépendant de la distance entre les ions. Ainsi, un système multicouches alternant les couches dopées avec des ions terbium et des ions ytterbium est développé pour permettre l’excitation d’un plus grand nombre d’ions Yb3+ et donc augmenter l’efficacité du système. L’influence de cette approche sur les propriétés des couches à conversion de fréquence et sur le processus de conversion basse est détaillée. Enfin, une étude sur les couches optimisées déposées sur des cellules solaires Si produites industriellement est menée pour déterminer l’influence de ces couches sur l’efficacité des cellules solaires.