Optimisation des structures nanophotoniques pour le photovoltaïque

Optimization of nanophotonic structures for photovoltaics

• Auteur / Autrice : Mamadou Aliou Barry
• Direction : Antoine Moreau
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance le 21/03/2018
• Etablissement(s) : Université Clermont Auvergne‎ (2017-2020)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences fondamentales (Clermont-Ferrand)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut Pascal (Aubière, Puy-de-Dôme)
• Jury : Président / Présidente : Emmanuel Centeno
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Dominique Coquillat, Christian Seassal

Mots clés

Mots clés contrôlés

Nanophotonique

Mots clés libres

Optimisation

Photonique

Couleurs structurales

Optimization

Photonics

Structural colors

Résumé

Ce manuscrit s'attache au problème du design en photonique, à savoir déterminer la meilleure façon d'agencer des éléments nanométriques pour obtenir la réponse optique que l'on désire. Différents algorithmes sont testés. Un algorithme en particulier semble adapté à ce type de problème, et permet de retrouver des structures photoniques présentes dans la nature sur les carapaces de certains insectes ou les ailes de certains papillons. Appliqué à l'anti-reflet d'une cellule photovoltaïque, l'algorithme a permis de trouver une structure contre-intuitive mais particulièrement efficace, ce qui montre tout le potentiel de cette technique.

The present manuscript deals with the problem of the design in photonics, i.e. to determine which is the best way to assemble nanometric elements to reach a desired optical response. Different algorithms are tested. One algorithm in particular seems well adapted to this kind of problem, and allows to retrieve the most emblematic photonic structures which a present in nature on the tegument of insects or on the wings of butterflies. Applied to the case of an anti-reflective coating for a photovoltaic device, the algorithm has produced a particularly counter intuivite but efficient structure. This clearly demonstrates the potential of such an approach.