Soutenance de thèse de Jérôme LOIZILLON

Avec le développement des nanotechnologies, la nécessité d’élaborer des matériaux à très petite échelle s’est accrue. En particulier, les couches minces (du nanomètre au micromètre) nanoporeuses sont utilisées dans de nombreux domaines tels que l’optique, l’électronique, ou la détection. Leur utilisation principale en tant que revêtement anti-reflets est cruciale pour les panneaux solaires en permettant d’augmenter leur rendement global. Pour ce type d’application, les couches minces doivent être capable de supporter des phénomènes d’abrasion (sable, nettoyage) ou des attaques chimiques (pluie, pollution). La caractérisation de la porosité des couches minces est un prérequis pour ajuster leurs propriétés mais également pour suivre l’évolution de la couche lors de son vieillissement. Cependant, à cause de leur taille infime, la caractérisation des couches minces reste difficile. L’ellipsométrie porosimétrie, une technique basée sur la sorption de gaz dans la porosité, est un des techniques les plus adaptées pour cette tâche. Dans cette thèse, de nouveaux revêtements anti-reflets pour panneaux solaires ont été élaborés et leur résistance à leur environnement a été éprouvée. La caractérisation de leur porosité a été améliorée grâce au développement de l’ellipsométrie porosimétrie au-delà de l’état de l’art actuel. La précision de celle-ci a été évaluée par comparaison avec une autre technique et une meilleure caractérisation des interconnexions entre les pores a pu être atteinte en ajouter une nouvelle méthode d’analyse. Cela a également permis d’établir une meilleure compréhension fondamentale des phénomènes d’adsorption dans les couches minces nanoporeuse.

With the development of nanotechnologies, the elaboration of materials at a very small scale has grown as an increasing necessity. In particular, nanoporous thin films (from nanometer to micrometer) are found in many different domains such as optics, electronics, protection or sensing. Their main use as antireflective coatings is of particular interest for photovoltaics, increasing their global yield. In such applications, thin films must be designed to survive various conditions, such as abrasion (sand blasting, cleaning) or chemical attacks (rain and pollution). The characterization of the nanoporosity of thin films is a prerequisite not only to adjust the properties, but also to follow the evolution of the porous structure upon aging in operating conditions. However, because of the associated low quantity of materials, the characterization of nanoporous thin films remains a difficult challenge. Ellipsometry porosimetry, a technique relying on the sorption of a gas inside the porosity, is one of the best candidates for this purpose. In this thesis, new antireflective coatings for photovoltaic top glass covers were elaborated and their resistance to their environment was tested. Their characterization, which can be extended to any nanoporous thin film, was improved by developing ellipsometry porosimetry above the current state of the art. The precision of the technique was assessed by comparing it with an independent method, and a better characterization of the pore interconnections was achieved by implementing an additional mode of analysis. By doing so, a better fundamental understanding of the sorption mechanisms in nanoporous thin films was established.