SCD-Universite de Rennes 1 Optimisation des films minces chalcogénures pour les dispositifs thermoélectriques flexibles Optimization of chalcogenide thin films for flexible thermoelectric devices Thermoélectriques à base de chalcogénuresDispositifs flexiblesIncorporation de MAPbI3Ingénierie du dopageConception de l’axe n Chalcogenide thermoelectricsFlexible devicesMAPbI3 incorporationDoping engineeringNeutral-axis de Chalcogénures Couches minces Thermoélectricité Les dispositifs thermoélectriques peuvent convertir directement l’énergie thermique en électricité. Avec le développement rapide des dispositifs électroniques portables, la capacité d’auto-alimentation et la flexibilité mécanique de ces dispositifs sont devenues essentielles. Les matériaux chalcogénures classiques, tels que Bi₂Te₃ et Sb₂Te₃, présentent d’excellentes performances thermoélectriques près de la température ambiante, mais souffrent d’une faible flexibilité en raison du manque de plans de glissement suffisants pour la relaxation des contraintes lors de la flexion. Afin de relever ces défis, ce travail propose une stratégie de régulation multidimensionnelle. Dans un premier temps, des couches minces de chalcogénures ont été fabriquées par dépôt physique en phase vapeur sur des substrats flexibles. Ensuite, l’hybridation et le dopage ont été employés pour améliorer les propriétés thermoélectriques. Plus précisément, l’incorporation de MAPbI₃ dans Bi₂Te₃ et Sb₂Te₃ induit des diffusions interfaciales et des micro-contraintes, améliorant ainsi la mobilité des porteurs et l’orientation préférentielle. Le dopage à l’aluminium dans Cu₂Se élargit la bande interdite et optimise le facteur de puissance, tandis que le dopage au tellure dans Ag₂Se favorise une croissance orientée et ajuste favorablement le transport de charge. Enfin, une ingénierie de l’axe neutre a été mise en œuvre en positionnant les films thermoélectriques près du plan neutre pour minimiser les contraintes de flexion et réduire la formation de fissures lors de la déformation, améliorant ainsi considérablement la flexibilité et la stabilité cyclique des films et des dispositifs. Des couches minces et des dispositifs thermoélectriques, performants et flexibles, ont été ainsi obtenus. Thermoelectric devices can directly convert thermal energy into electricity. With the rapid development of wearable electronics, both self-powering capability and mechanical flexibility of such devices are essential. Conventional chalcogenide materials, such as Bi₂Te₃ and Sb₂Te₃, exhibit excellent thermoelectric performance near room temperature but suffer from poor flexibility due to the lack of sufficient slip planes for stress relaxation during bending. To address these challenges, this work proposes a multidimensional regulation strategy. First, chalcogenide thin films were fabricated via physical vapor deposition and integrated with flexible substrates. Subsequently, hybridization and doping were employed to enhance thermoelectric properties. Specifically, incorporating MAPbI3 into Bi₂Te₃ and Sb₂Te₃ induces interfacial diffusion and micro strain effects, which improve carrier mobility and preferred orientation. Al doping in Cu₂Se broadens the bandgap and optimizes the power factor, while Te doping in Ag₂Se promotes oriented growth and beneficially tunes electrical transport through doping effects. Finally, neutral-axis engineering was implemented, by placing the thermoelectric films near the neutral plane to minimize bending stress and reduce crack formation during deformation, thereby significantly enhancing the flexibility and cycling stability of the thin films and devices. High-performance and flexible thermoelectric thin films and devices have been obtained. Electronic Thesis or DissertationText en application/pdf1 : 14983 Kohttps://ged.univ-rennes1.fr/nuxeo/site/esupversions/d9a5bfd0-e583-4f1c-9c01-3e81943e99e7 Yang Dong 1994-04-06 CN 297718665 1261869705@qq.com 2025URENS111 http://www.theses.fr/2025URENS111 2025-12-17 Sciences des matériaux Université de Rennesthesis.degree.grantor_1 26693823X Université de Shenzen (Chine)thesis.degree.grantor_2 234129905 Doctorat non ouiZhangXiang Huaintervenant_1034262601ZhengZhuanghaointervenant_2233748857BureauBrunointervenant_4119127822LinChangguiintervenant_6297719823MaignanAntoineintervenant_3033970181WangShufangintervenant_5297719262 S3MecoleDoctorale_1 267603320 ISCR partenaireRecherche_1 161775241 ddc:540 ZhangXiang HuaZhengZhuanghaoMaignanAntoineBureauBrunoWangShufangLinChangguiUniversité de RennesUniversité de Shenzen (Chine)S3M ISCR ASCII PDF 15342648