Addition de photons dans des couches nanostructurées pour des applications en photovoltaïque

Abstract

L'objectif de ce travail est d'étudier un matériau up-converteur sous différentes formes capable d'étendre l'utilisation du spectre solaire par les cellules photovoltaïques existantes. Y2O3: Er3+ (Yb3+) a été choisi comme matériau up-converteur et a permis d'étudier les propriétés d'up-conversion de ce matériau sous forme de particules sphériques monodisperses et sous forme de couches minces. Deux méthodes de synthèses : la synthèse par précipitation homogène et la synthèse par voie hydrothermale, ont permis d'obtenir les particules respectant les contraintes morphologiques prédéfinies. L'étude de ce matériau sous forme de particules a permis de déterminer l'influence des différents paramètres physiques et chimiques sur les propriétés d'up-conversion. Les couches minces d'oxyde d'yttrium ont été obtenues par spin-coating. La comparaison des propriétés de ces deux formes de matériaux a permis de démontrer que pour la même puissance d'excitation, les intensités de luminescence mesurées sur les couches sont beaucoup plus faibles que celles des particules; cependant, une étude réalisée sur la nanostructuration de couches minces d'YF3 a permis de démontrer une exaltation des propriétés de luminescence des couches minces, grâce à l'interaction des ions émetteurs avec les structures métalliques résonantes. Des études réalisées en vue de l'application de l'up-conversion au photovoltaïque (génération de courant dans une cellule bifaciale c-Si par excitation sub-bandgap, mesures en fonction de la température, up-conversion sous excitation solaire) ont démontré la faisabilité du concept.PARIS-BIUSJ-Biologie recherche (751052107) / SudocSudocFranceF