Ce travail de thèse se concentre sur l'étude des modèles de type drift-diffusion. Des approches sont développées pour la modélisation de la Microscopie à sonde de Kelvin, des cellules solaires à base de matériaux pérovskites (PSCs), des cellules solaires tandem de type pérovskite/silicium et des îlots quantiques lll-V/GaP. Tout d'abord, l'approche de la modélisation de la sonde de Kelvin est examinée pour la surface de TiOx et l'absorbeur pérovskite MAPbI3 Ensuite, des mesures avec sonde de Kelvin et des simulations sont proposées pour des jonctions diffuses à base de silicium et pour des PSCs à base de TiOx mésa poreux. Les variations du potentiel interne sont étudiées ouvrant la voie à une amélioration supplémentaire des dispositifs. L'influence de l'état de surface des couches wo. sur des mesures à sonde de Kelvin est étudiée théoriquement. Différents facteurs à l'origine des pertes de tension de circuit ouvert (Voc) des PSCs sont discutés. L'effet anormal d'hystérésis dans les PSCs est également simulé, en tenant compte des étals de pièges d'interface et des ions mobiles. En outre, le design de cellules solaires tandem 2T pérovskite/silicium est étudié en détails. Une jonction tunnel à base de silicium entre les deux sous-cellules supérieure et inférieure est proposée pour assurer le bon fonctionnement des cellules en série. L'influence du profil de dopage dans la jonction tunnel est discutée. Au final, le transport des porteurs dans les îlots quantiques III-V/GaP est étudié dans le cadre plus général de l'intégration d'émetteurs lll-V sur silicium. Les caractéristiques électroluminescentes et électriques de ces structures sont simulées dans une approximation cylindrique. / This PhD work focuses on optoelectronic device simulations based on drift-diffusion models. Approaches are developed for the modelling of Kelvin Probe Force Microscopy (KPFM), perovskite-based solar cells (PSCs), perovskite/silicon tandem solar cells and lll-V/GaP quantum dots (ODs). Firstly, a new approach for the modelling of KPFM is applied to TiOx slabs and to the MAPbI3 perovskite absorber. Secondly, KPFM measurements and simulations are proposed for silicon-based diffused junctions and mesoporous TiOx based PSCs. The built-in potential is investigated, and this study paves the way toward fu rther device improvements. In addition, the influence of the surface of WO. slabs on KPFM measurements is studied theoretically. Various facto rs influencing open circuit voltage (Voe) losses in PSCs are discussed. The abnormal hysteresis effect in the PSCs is simulated as well, considering interface trap states and mobile ions. The design of two-terminal perovskite/silicon tandem solar cells is studied in detail. A siliconbased tunnel junction between the top and the bottom subcells is proposed for serial current matching. The influence of the doping profile in the tunnel junction is discussed. At the end of the manuscript, the carrier transport in III-V/GaP QDs is investigated, for the integration of III-V emitters on silicon. The electroluminescence and electrical characteristics of these III -V light emitting devices are simulated by using a cylindrical approximation.

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Nous étudions l'hydratation des ions fluorures et iodures, paradigmes des ions structurants et déstructurants, grâce ` a une étude structurale et dynamique. Concernant la structure, nous observons l'opposé de ce que la définition classique des structurants/déstructurants suggère (F- déforme le réseau de liaisons hydrogènes et I- l'améliore). Ensuite, nous calculons les temps de vie des liaisons hydrogènes halogénures-eau ainsi que les temps de résidence et de réorientation des molécules d'eau de la première couche des anions. Ces mesures confirment la grande stabilité, induite par la force de la liaison H, de la couche d'hydratation de F - et la grande mobilité de l'eau dans la couche d'hydratation de I -. Puis, nous appliquons le modèle étendu de saut (GJM) pour une molécule d'eau dans la couche d'hydratation des ions. Pour F -, la situation inhabituelle, où les deux mécanismes de réorientation (de saut et diffusif) ont la même contribution, est due à la force de la liaison H qui inhibe les sauts de la liaison OH. Dans un second temps, nous appliquons les méthodes précédentes sur l'hydratation du nitrate en utilisant des simulations QM/MM. Les résultats sont similaires pour la structure et la dynamique à ceux de l'iodure et le GJM révèle deux mécanismes de saut pour l'eau initialement liée à Ono3- : un saut vers une autre molécule d'eau ou un saut vers un autre Ono3- . Enfin, grâce aux ordres de liaison et aux charges, nous mettons en évidence la rupture de symétrie du nitrate induite par l'eau, ainsi que la dynamique rapide d'interconversion entre les états du nitrate.