Modélisation et Développement Instrumental
Modélisation
L’axe modélisation est une activité qui accompagne la caractérisation opto-électronique de matériaux et de dispositifs PVs. Aussi bien dans le cas de matériaux que dans le cas de dispositifs, les simulations développées ou utilisées permettent de faire varier les paramètres opto-électroniques des matériaux et/ou des interfaces afin de mettre en évidence leur influence sur les résultats expérimentaux.
Il est possible également de faire varier les conditions expérimentales en reproduisant les conditions d’excitation (éclairement, tension, ….) sous différents régimes (permanent, alternatif,…) appliqués aux matériaux ou aux dispositifs étudiés. Dans les deux cas, le but est d’améliorer la compréhension de la physique du matériau, ou du dispositif, en permettant de raffiner l’analyse des résultats expérimentaux.
Pour l’analyse de matériaux nous utilisons un logiciel développé au laboratoire, Logiciel DeOSt, qui permet de simuler plusieurs techniques expérimentales basées sur des mesures photoélectriques réalisées sur des semi-conducteurs (conductivité, photoconductivité, photocourant modulé, SSPG, …). Nous disposons aussi du logiciel KelScan qui simule une mesure de sonde de Kelvin réalisée sur une couche semi-conductrice. Pour l’analyse de dispositifs nous utilisons principalement des outils de simulation numérique de type TCAD qui sont également une aide au développement d’instruments de caractérisation. Enfin le logiciel Triple_Junction permet de simuler les caractéristiques J(V) d’un dispositif multi-jonction comportant deux ou trois jonctions.
Développement instrumental
Afin d’élargir nos possibilités de caractérisation nous avons développé des bancs de mesure spécifiques notamment en lien avec des mesures électriques, photoélectriques, de photoluminescence et de microscopie à force atomique (AFM). Plusieurs de ces développements se retrouvent aujourd’hui associés à des plateformes instrumentales. Il s’agit notamment des techniques de :
- mesure de photocourants créés par un système d’interférences (SSPG);
- mesure de photoluminescence (continue ou modulée);
- microscopie à force atomique (AFM) : à pointe conductrice (c-AFM) et à sonde de Kelvin (KPFM);