Les défauts ponctuels jouent un rôle essentiel dans les applications technologiques des semi-conducteurs, en fournissant des conditions de dopage appropriées. Dans le même temps, les défauts présentant des caractéristiques de piégeage des porteurs peuvent s'avérer préjudiciables aux performances et aux rendements des dispositifs à l'état solide. En raison de leurs implications sur les semi-conducteurs, en particulier sur les propriétés électroniques et optiques, les défauts ont fait l'objet de recherches approfondies au cours des dernières décennies.Dans cette thèse, les impuretés ajoutées intentionnellement dans le tellurure de cadmium (CdTe) et leur interaction avec les défauts natifs ont été étudiées en utilisant des méthodes basées sur le premier principe. Le CdTe a plusieurs applications technologiques, telles que les cellules solaires, les détecteurs de radiation nucléaire, et la spectroscopie astronomique. Les propriétés du CdTe sont étudiées depuis plusieurs décennies. Cependant, le processus de croissance lié à la composition des défauts, pour le photovoltaïque et d'autres applications, évolue encore avec une meilleure compréhension des propriétés des défauts natifs et la connaissance des stratégies de dopage et d'alliage.La première partie de la thèse concerne la stratégie de conception de cellules solaires en CdTe polycristallin impliquant l’utilisation de selenium (Se), qui a permis d'augmenter l'efficacité des dispositifs en CdTe à couche mince à plus de 22 %. En termes de physique des défauts, les études expérimentales ont permis d'élucider le fait que l'atome de Se diffuse dans le CdTe massif et passive les pièges à porteurs intrinsèques qui y sont présents. La découverte du mécanisme de diffusion du dopant Se est très importante pour comprendre le profil de profondeur du dopant et le mécanisme de passivation des défauts natifs. Nous avons utilisé les calculs DFT basés sur le premier principe pour identifier un mécanisme unique en deux étapes expliquant la diffusion du Se dans le CdTe massif. Le processus de diffusion implique l'interaction du Se avec un Te interstitiel et l’amélioration de la diffusion du Te interstitiel dans le CdTe massif. La barrière associée à la diffusion du Se a été calculée comme étant inférieure à 0,42 eV, reflétant la diffusion rapide du dopant Se dans le CdTe. Dans l'étape suivante, nous avons utilisé la trajectoire de diffusion du Se pour comprendre l'interaction du dopant avec les défauts natifs qui agissent comme pièges à porteurs, la lacune de Cd, et l'antisite de Te, ainsi que leur passivation, et la formation de complexes entre le Se et les défauts.Dans la deuxième partie de la thèse, nous avons étudié la structure électronique de défauts isolés de métaux de transition Cr et Mn dans le CdTe. Nous avons identifié l'effet du couplage électron-réseau sur la symétrie locale des dopants dans le réseau et établi sa correspondance avec la fonction d'onde électronique des défauts localisés. En utilisant l'énergie de liaison thermodynamique associée à l'interaction entre le dopant et les défauts natifs, calculée DFT , nous établissons ensuite qu'il est difficile d'obtenir une configuration isolée du dopant Cr dans les nanostructures de CdTe, car il se lie fortement aux défauts natifs. En revanche, le Mn, dans des conditions de croissance appropriées, peut être facilement obtenu dans une configuration isolée. Nous avons également proposé un modèle phénoménologique pour définir l'interaction des dopants de métaux de transition avec les défauts natifs. Enfin, nous avons expliqué le changement observé expérimentalement dans l'état de spin du Cr par rapport à la configuration de l'état fondamental du dopant isolé en utilisant l'interaction du Cr avec un défaut natif dans le CdTe.Ensemble, ces deux études démontrent que la compréhension du mécanisme sous-jacent à l'échelle atomique peut être utilisée pour définir les phénomènes caractérisés expérimentalement à l'échelle macroscopique.