Etudiant : BEN EL MAJDOUB YASSER

Filière : Master Physique des Nouveaux Matériaux et Energies Renouvelables (PNOMER)

Encadrant : Pr. SALI AHMED

Annèe : 2026

Résumé : Ce mémoire de Master est consacré à l’étude théorique des propriétés électroniques et optiques de trois pérovskites halogénées à base de silicium et de chlore, de formule XSiCl3 (X = Na, Rb et Cs). L’objectif principal de ce travail consiste à évaluer le potentiel de ces matériaux pour leur intégration dans les dispositifs photovoltaïques de nouvelle génération. Dans le contexte actuel de la transition énergétique, l’exploitation de l’énergie solaire représente une solution durable et respectueuse de l’environnement pour répondre aux besoins énergétiques croissants. Les pérovskites de troisième génération attirent particulièrement l’attention de la communauté scientifique en raison de leurs excellentes performances optoélectroniques et de leurs faibles coûts de fabrication, ce qui en fait des candidats prometteurs pour les cellules solaires à haut rendement. Les calculs ont été réalisés à l’aide du code CASTEP dans le cadre de la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT). L’approximation du gradient généralisé (GGA), associée à la fonctionnelle d’échange-corrélation de Perdew-Burke-Ernzerhof (PBE), a été adoptée pour décrire les interactions électroniques au sein des matériaux étudiés. Les résultats obtenus montrent que NaSiCl3, RbSiCl3 et CsSiCl3 possèdent des bandes interdites directes de 1,588 eV, 1,715 eV et 1,810 eV, respectivement. Ces valeurs se situent dans une gamme favorable à l’absorption du rayonnement solaire, ce qui constitue un atout majeur pour les applications photovoltaïques. L’analyse des structures de bandes ainsi que des densités d’états totale et partielle met en évidence l’influence significative du cation alcalin sur les propriétés électroniques de ces composés. Par ailleurs, l’étude des propriétés optiques révèle une forte capacité d’absorption dans la région visible du spectre électromagnétique. Cette caractéristique confirme l’aptitude de ces matériaux à capter efficacement l’énergie solaire et à la convertir en énergie électrique. En conclusion, cette étude met en évidence le potentiel des composés XSiCl3 (X = Na, Rb, Cs) comme matériaux absorbants pour les cellules solaires de nouvelle génération. Les connaissances acquises fournissent des bases solides pour le développement de pérovskites sans plomb plus performantes et ouvrent des perspectives prometteuses pour la conception de dispositifs photovoltaïques efficaces, économiques et durables.