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Etude structurale et optoélectronique d’un alliage ternaire azoté en vue de la conception de cellules solaires de nouvelle génération / AROUSSI Hend Chérifa 

Public ISBD Titre : Etude structurale et optoélectronique d’un alliage ternaire azoté en vue de la conception de cellules solaires de nouvelle génération Type de document : texte imprimé Auteurs : AROUSSI Hend Chérifa, Auteur Année de publication : 2023-2024 Accompagnement : CD Langues : Français (fre) Catégories : Physique:Physique Energétique Mots-clés : Nitride ternary alloys, FPLAPW, electronic and optic properties, Hybrid functional B3LYP-17, Thermoelectric, Thermodynamics, elastic properties, Defects. Alliages ternaires de nitrure, FPLAPW, propriétés électroniques et optiques, fonctionnelles hybrides B3LYP-17, thermoélectriques, thermodynamiques, propriétés élastiques, défauts. Résumé : In this study, first-principles calculations are performed. First, using density functional theory based on linearized augmented plane waves (FP-LAPW) as implemented in the Wien2k code. The exchange and correlation potential is treated by the approximation of the generalized gradient (GGA) to study structural, electronic and optic properties of InxGa1−xN nitride alloys in the range [0-1]. The absorption spectrum shifts the UV region, therefore, by adjusting the doping concentration of In, the light absorption range of InxGa1-xN can cover the entire solar spectrum. Can be worthy to fabricate photovoltaic devices such as full- spectrum solar cell. Secondly, we study structuralperiodic calculations with localized Gaussian type orbitals within a hybrid density functional theory approach (B3LYP-17) were performed to study the electronic, structural, thermodynamic, elastic and transport properties of InxGa1−xN nitride alloys. The compositions were modeled in the range of 0.06 < x < 0.87 using a 32-atom supercell. According to previous studies, significant composition-dependent gap bowing occurs for both the lattice parameters and energy band gap. Our study of the thermodynamic stability indicated a notable trend toward spinodal decomposition. Infrared spectra are used as fingerprints to uniquely determine the composition and structure of alloys. Based on the transport properties calculated in the present study (Seebeck coefficient, power factor, and figure of merit), the ternary structure with ≈ 20% In is the optimal thermoelectric material and preliminary investigations confirmed that the transport properties can be altered by point defects. Dans cette étude, des calculs de premiers principes sont effectués. Tout d'abord, en utilisant la théorie de la fonctionnelle de la densité basée sur les ondes planes augmentées linéarisées (FP-LAPW) telle qu'implémentée dans le code Wien2k. Le potentiel d'échange et de corrélation est traité par l'approximation du gradient généralisé (GGA) pour étudier les propriétés structurelles, électroniques et optiques des alliages de nitrure InxGa1-xN dans la gamme [0-1]. Le spectre d'absorption se déplace vers la région Ultraviolet par conséquent qu'en ajustant la concentration de dopage de In, la gamme d'absorption de lumière de InxGa1-xN peut couvrir le spectre solaire entier. Il peut être intéressant de fabriquer des dispositifs photovoltaïques tels que des cellules solaires à spectre complet. Ensuite, nous étudions les calculs périodiques structurels avec des orbitales localisées de type gaussien dans une approche de théorie fonctionnelle de la densité hybride (B3LYP-17) ont été réalisés pour étudier les propriétés électroniques, structurelles, thermodynamiques, élastiques et de transport des alliages de nitrure InxGa1-xN. Les compositions ont été modélisées dans la gamme de 0,06 < x < 0,87 en utilisant une super-cellule de 32 atomes. Selon des études antérieures, une déformation significative de la bande interdite en fonction de la composition se produit à la fois pour les paramètres du réseau et la bande interdite d'énergie. Notre étude de la stabilité thermodynamique a indiqué une tendance notable à la décomposition spinoïdale. Les spectres infrarouges sont utilisés comme des empreintes digitales pour déterminer de manière unique la composition et la structure des alliages. Sur la base des propriétés de transport calculées dans la présente étude (coefficient Seebeck, facteur de puissance et figure de mérite), la structure ternaire avec ≈ 20% d’In est le matériau thermoélectrique optimal et les investigations préliminaires ont confirmé que les propriétés de transport peuvent être modifiées par des défauts. Directeur de thèse : HAMDACHE Fatima Etude structurale et optoélectronique d’un alliage ternaire azoté en vue de la conception de cellules solaires de nouvelle génération [texte imprimé] / AROUSSI Hend Chérifa, Auteur . - 2023-2024 . -  + CD. Langues : Français (fre) Catégories : Physique:Physique Energétique Mots-clés : Nitride ternary alloys, FPLAPW, electronic and optic properties, Hybrid functional B3LYP-17, Thermoelectric, Thermodynamics, elastic properties, Defects. Alliages ternaires de nitrure, FPLAPW, propriétés électroniques et optiques, fonctionnelles hybrides B3LYP-17, thermoélectriques, thermodynamiques, propriétés élastiques, défauts. Résumé : In this study, first-principles calculations are performed. First, using density functional theory based on linearized augmented plane waves (FP-LAPW) as implemented in the Wien2k code. The exchange and correlation potential is treated by the approximation of the generalized gradient (GGA) to study structural, electronic and optic properties of InxGa1−xN nitride alloys in the range [0-1]. The absorption spectrum shifts the UV region, therefore, by adjusting the doping concentration of In, the light absorption range of InxGa1-xN can cover the entire solar spectrum. Can be worthy to fabricate photovoltaic devices such as full- spectrum solar cell. Secondly, we study structuralperiodic calculations with localized Gaussian type orbitals within a hybrid density functional theory approach (B3LYP-17) were performed to study the electronic, structural, thermodynamic, elastic and transport properties of InxGa1−xN nitride alloys. The compositions were modeled in the range of 0.06 < x < 0.87 using a 32-atom supercell. According to previous studies, significant composition-dependent gap bowing occurs for both the lattice parameters and energy band gap. Our study of the thermodynamic stability indicated a notable trend toward spinodal decomposition. Infrared spectra are used as fingerprints to uniquely determine the composition and structure of alloys. Based on the transport properties calculated in the present study (Seebeck coefficient, power factor, and figure of merit), the ternary structure with ≈ 20% In is the optimal thermoelectric material and preliminary investigations confirmed that the transport properties can be altered by point defects. Dans cette étude, des calculs de premiers principes sont effectués. Tout d'abord, en utilisant la théorie de la fonctionnelle de la densité basée sur les ondes planes augmentées linéarisées (FP-LAPW) telle qu'implémentée dans le code Wien2k. Le potentiel d'échange et de corrélation est traité par l'approximation du gradient généralisé (GGA) pour étudier les propriétés structurelles, électroniques et optiques des alliages de nitrure InxGa1-xN dans la gamme [0-1]. Le spectre d'absorption se déplace vers la région Ultraviolet par conséquent qu'en ajustant la concentration de dopage de In, la gamme d'absorption de lumière de InxGa1-xN peut couvrir le spectre solaire entier. Il peut être intéressant de fabriquer des dispositifs photovoltaïques tels que des cellules solaires à spectre complet. Ensuite, nous étudions les calculs périodiques structurels avec des orbitales localisées de type gaussien dans une approche de théorie fonctionnelle de la densité hybride (B3LYP-17) ont été réalisés pour étudier les propriétés électroniques, structurelles, thermodynamiques, élastiques et de transport des alliages de nitrure InxGa1-xN. Les compositions ont été modélisées dans la gamme de 0,06 < x < 0,87 en utilisant une super-cellule de 32 atomes. Selon des études antérieures, une déformation significative de la bande interdite en fonction de la composition se produit à la fois pour les paramètres du réseau et la bande interdite d'énergie. Notre étude de la stabilité thermodynamique a indiqué une tendance notable à la décomposition spinoïdale. Les spectres infrarouges sont utilisés comme des empreintes digitales pour déterminer de manière unique la composition et la structure des alliages. Sur la base des propriétés de transport calculées dans la présente étude (coefficient Seebeck, facteur de puissance et figure de mérite), la structure ternaire avec ≈ 20% d’In est le matériau thermoélectrique optimal et les investigations préliminaires ont confirmé que les propriétés de transport peuvent être modifiées par des défauts. Directeur de thèse : HAMDACHE Fatima

Exemplaires

Code-barres	Cote	Support	Localisation	Section	Disponibilité
9088	02-05-987	Version numérique et papier	Bibliothèque USTOMB	Thèse de Doctorat	Exclu du prêt

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