Le Centre national de la recherche scientifique est un organisme public de recherche pluridisciplinaire placé sous la tutelle du ministère de l’Enseignement supérieure et de la Recherche. Créé en 1939 et dirigé par des scientifiques, il a pour mission de faire progresser la connaissance et être utile à la société dans le respect des règles d’éthique, de déontologie et d’intégrité scientifique.

Sujet de thèse :
Le projet de doctorat porte sur la modélisation, la conception, la fabrication et la caractérisation de cellules thermophotovoltaïques (TPV) et de dispositifs photoniques associés assurant la sélectivité spectrale afin de convertir efficacement de la chaleur à haute température (1200 à 1500 °C) en électricité.
Le projet repose sur le choix du matériau semi-conducteur InGaAsSb pour l’absorbeur de la cellule et principalement de cristaux photoniques 1D (multicouches) et 2D métalliques pour assurer la sélectivité spectrale.
Le travail de thèse s’articulera autour de trois tâches principales :
1. Modélisation et conception
Le doctorant mettra en œuvre des outils de simulation photonique et opto-électronique afin de déterminer les structures de cellule en InGaAsSb et de filtres photoniques optimisant les performances du système thermophotovoltaïque (émetteur à haute température – filtre – cellule).
2. Fabrication
Alors que la croissance des couches de la cellule sera réalisée à l’Institut d’Electronique et des Systèmes (Montpellier), le doctorant mettra en œuvre des techniques de micro et nanofabrication du LAAS pour constituer des cellules thermophotovoltaïques et des filtres photoniques conçus en tâche 1.
3. Caractérisation des performances en conditions de laboratoire
Les composants photovoltaïques et photoniques fabriqués seront caractérisés en conditions de laboratoire. En particulier, un banc de caractérisation de cellules solaires sera modifié pour les conditions de conversion thermophotovoltaïques en mettant en œuvre une cavité corps noir. Les fonctions de filtres photoniques seront testées séparément et dans les conditions de conversion TPV.
Le projet combine ainsi modélisation physique, simulation numérique, fabrication en salle blanche et expérimentation, dans le domaine de la conversion d’énergie. Il s’inscrit dans un programme de recherche collaboratif impliquant plusieurs laboratoires académiques, et vise à développer des solutions innovantes pour la production d’électricité à partir de sources thermiques.
Contexte :
La personne recrutée sera accueillie dans l'équipe "Photonique" du LAAS.

Le Centre national de la recherche scientifique est l’une des plus importantes institutions publiques au monde : 34 000 femmes et hommes (plus de 1 000 laboratoires et 200 métiers), en partenariat avec les universités et les grandes écoles, y font progresser les connaissances en explorant le vivant, la matière, l’Univers et le fonctionnement des sociétés humaines. Depuis plus de 80 ans, y sont développées des recherches pluri et interdisciplinaires sur tout le territoire national, en Europe et à l’international. Le lien étroit que le CNRS tisse entre ses missions de recherche et le transfert vers la société fait de lui un acteur clé de l’innovation en France et dans le monde. Le partenariat qui le lie avec les entreprises est le socle de sa politique de valorisation et les start-ups issues de ses laboratoires (près de 100 chaque année) témoignent du potentiel économique de ses travaux de recherche.

Contraintes et risques :
La personne recrutée sera amenée à utiliser des plateformes technologiques du LAAS ("Micro et nanofabrication" et "Caractérisation").