Recherche de nouveaux matériaux semi-conducteurs ternaires basés sur les III-V tel que l’InxGa1-xP pour des applications en électronique et en conversion photovoltaïque
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Date
2019-02-07
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Abstract
Résumé (Français et/ou Anglais) :
The present work can be seen as a first step in the study "ab-initio" methods of first-principles quantum simulations using the formalism of density functional theory (DFT, structural, electronic and optical properties of the compound ternary InxGa1-xP by the FP-LAPW method using the Wien2K software.
The exchange and correlation contribution was described by the approximation of the local density LDA, the generalized gradient approximation (GGA) and the approximation of the modified GGA PBEsol from Perdew-Burke-Ernzerhof to predict the structural properties.
For the electronic properties, in addition to the three approximations, we used the new approximation noted mBJ (modified Becke-Johnson).
Then the second part, based on the various parameters calculated by Wien2K, concerned the simulation and optimization of the triple In0.5Ga0.5P / GaAs / Ge tandem solar cell with Pc1D software. The numerical simulation was devoted to the characteristic I (V), under the conditions of standard illumination AM1.5. Thus, the results obtained showed that the cell can reach a yield greater than 47%. The spectral response spreads well in the visible for In0.5Ga0.5P (670 nm) and GaAs (870 nm) up to the infrared for germanium (1800nm).
Le présent travail peut être vu comme un premier pas dans l'étude « ab-initio » méthodes de simulations quantiques de premiers principes utilisant le formalisme de la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT, des propriétés structurales, électroniques et optiques du composé ternaire InxGa1-xP par la méthode FP-LAPW moyennant le logiciel Wien2K.
La contribution d’échange et de corrélation a été décrite par l’approximation de la densité locale LDA, l’approximation du gradient généralisé (GGA) et l’approximation du GGA modifié PBEsol de Perdew-Burke-Ernzerhof pour prédire les propriétés structurales. Pour les propriétés électroniques, en plus des trois approximations, nous avons utilisé la nouvelle approximation notée mBJ (modified Becke-Johnson).
Ensuite la deuxième partie, en s’appuyant sur les différents paramètres calculés par Wien2K, a concerné la simulation et l’optimisation de la cellule solaire tandem triple jonctions In0.5Ga0.5P/GaAs/Ge avec le logiciel Pc1D. La simulation numérique a été consacrée à la caractéristique I (V), sous les conditions d’éclairement standard AM1.5. Ainsi les résultats obtenus ont montré que la cellule peut atteindre un rendement supérieur à 47%. La réponse spectrale s’étale bien dans le visible pour l’In0.5Ga0.5P (670 nm) et GaAs (870 nm) jusqu’à
l’infrarouge pour le germanium (1800nm).
Description
Doctorat en Sciences
