Offre doctorale en matériaux pour applications optoélectroniques et photovoltaïques – France

Le laboratoire ICube compte environ 700 membres et regroupe des chercheurs du CNRS, de l’Université de Strasbourg et de l’INSA de Strasbourg. C’est un moteur majeur de la recherche strasbourgeoise avec pour principaux domaines d’application l’ingénierie biomédicale et le développement durable.

Nous recherchons un excellent candidat pour un doctorat sur « Les pérovskites de chalcogénure et d’oxysulfure pour les applications optoélectroniques et photovoltaïques » sous la direction du Dr Thomas FIX.

https://thomasfix.fr

Les technologies photovoltaïques à couches minces inorganiques sont principalement basées sur le CdTe, le silicium amorphe ou le CIGS. Récemment, les matériaux pérovskites à base de plomb sont apparus comme une alternative prometteuse mais souffrent de toxicité et de stabilité. Les pérovskites sont basées sur la formule ABX ₃ . Dans les pérovskites halogénures, A est un cation organique ou inorganique monovalent, B est un cation divalent coordonné de manière octaédrique et X est un halogénure monovalent tel que Cl, Br ou I. Les pérovskites oxydes ont également la formule ABX ₃ avec les cations A et B mais X est un atome d’oxygène. Cependant, de nombreux oxydes fournissent une bande interdite élevée non compatible avec le spectre solaire, tandis que les pérovskites aux halogénures sont peu stables. Dans les pérovskites de chalcogénure, X est le soufre ou le sélénium. Bien que les pérovskites à chalcogénure soient encore largement inexplorées, plusieurs études suggèrent que les pérovskites à chalcogénure ou à oxysulfure peuvent fournir des propriétés semi-conductrices intéressantes et une bande interdite inférieure à celle des pérovskites à oxyde, ainsi qu’une stabilité améliorée.

L’objectif de cette thèse est d’explorer les pérovskites de chalcogénure et d’oxysulfure à faible bande interdite pour des applications photovoltaïques et optoélectroniques. Il faudra d’abord synthétiser ces matériaux sous forme de films. Différentes techniques peuvent être utilisées telles que le dépôt laser pulsé (PLD), la pulvérisation cathodique ou le traitement en solution. Les films seront caractérisés pour leurs propriétés structurelles, optiques, électriques, de surface et optoélectroniques par différentes techniques avancées. Le laboratoire d’hébergement est entièrement équipé pour la synthèse, la caractérisation, la fabrication et la mesure de dispositifs à semi-conducteurs et de cellules solaires. Une forte collaboration est en place avec l’IPCMS pour des analyses structurelles plus approfondies, et avec l’IMN pour la sulfuration avancée.