Thèse de doctorat : Développement de méthodes de caractérisation des cellules photovoltaïque tandems pa

Sujet de thèse :
L’objectif du projet est la mise au point de méthodes pour accéder aux propriétés de chaque sous-cellule dans des cellules solaires tandems, sans avoir recours à des cellules séparées, ou des cellules inactives, afin de réduire les artefacts possibles et se rapprocher du dispositif réel. Des méthodes mettant à profit des mesures de luminescence et / ou électrique seront utilisées, appuyées par des simulations numériques. Les mesures de luminescence développées ici permettront de cartographier, pour chacune des sous-cellules, les courants de saturation, fonctions de collecte et résistances. Des méthodes électriques, permettant d’accéder aux courants de saturation et résistances au niveau du dispositif global (sans résolution spatiale), seront aussi développées. Ces deux méthodes de mesures indépendantes seront corrélées. Plusieurs matériaux d’intérêt seront étudiés : silicium, CIGS, perovskites. Avec les deux dernières filières, les méthodes de caractérisation résolues spatialement sont requises, ces matériaux présentant des inhomogénéités à différentes échelles, qui jouent un rôle à la fois dans les limitations des performances des cellules, mais aussi dans leur vieillissement. A noter que des cellules III-V, assimilables à des « modèles », seront mises à profit pour calibrer les nouvelles méthodes. Parmi les caractéristiques recherchées, on déterminera en particulier, avec une résolution spatiale, les courants de saturation, et probabilités de collection des porteurs, dans chaque sous cellule.
Des collaborations avec les partenaires du projet permettront de caractériser des dispositifs ayant subi différents vieillissements accélérés. Les méthodes développées pourront de même être adaptées aux montages de mesures in-situ dans des chambres climatiques. Le/la candidat(e) collaborera avec l’équipe de modélisation pour l’analyse de ces deux méthodes expérimentales, utilisant des outils TCAD en premier lieu afin d’analyser les performances de dispositifs.
Contexte :
Les travaux seront réalisés dans le cadre du PEPR TASE, et plus spécifiquement du projet Minotaure. Les travaux se dérouleront prioritairement au C2N, en collaboration avec le Geeps et l'UMR-IPVF, en étroite collaboration avec les autres partenaires du projet Minotaure. Le C2N est un laboratoire du CNRS et de l'Université Paris-Saclay. Le chercheur sera intégré à l'équipe SUNLIT du groupe ODIN, dans le département Photonique du C2N. Il bénéficiera des équipements exceptionnels disponibles dans les salles blanches du C2N, du Geeps et de l'IPVF.