CNRS – Offre de Thèse : Optimisation de cellules solaires tandem à trois terminaux à base de pérovskites

Contexte de la recherche

Aujourd’hui, la technologie du silicium à simple jonction domine le marché photovoltaïque (PV), avec
plus de 95% de part de marché. Cependant, le rendement de conversion de la puissance des cellules
solaires au silicium est maintenant proche de la limite théorique (26,7% / 29%). Pour aller au-delà des
30% tout en conservant comme base le silicium qui est abondant et bon marché, une solution consiste à
coupler le silicium à un autre semi-conducteur ayant une bande interdite plus grande dans une
configuration de cellules en tandem à 2, 3 ou 4 terminaux. Au laboratoire GeePs nous avons développé
un nouveau concept très prometteur de cellules tandem à 3 terminaux, qui présente de nombreux
avantages par rapport aux cellules à 2 et à 4 terminaux. Cette nouvelle architecture permet d’utiliser
plusieurs matériaux semi-conducteurs à large bande interdite pour absorber et convertir la partie
supérieure du spectre du rayonnement solaire en limitant les pertes par thermalisation. La cellule de
silicium, qui est une cellule à contacts interdigités en face arrière, permet quant à elle d’absorber la partie
inférieure du spectre du rayonnement solaire.

Descriptif scientifique et pré requis

Ce travail de thèse s’inscrit dans le cadre d’un projet ANR en collaboration avec le CEA-INES (Bourget
du-Lac) et l’INL-INSA (Lyon) essentiellement pour la réalisation de la cellule silicium ; EDF-IPVF
(Palaiseau) pour la réalisation de la cellule à base de semi-conducteur à large bande interdite et GeePs
pour la conception, la simulation et les caractérisations avancées de la cellule tandem. Dans un premier
temps, le doctorant devra prendre en main le logiciel de simulation utilisé au GeePs et faire une étude
bibliographique sur l’état de l’art des cellules solaires tandem à 2, 3 et 4 terminaux. Ensuite, il devra
s’intéresser à la modélisation et à l’optimisation des performances photovoltaïques de la cellule tandem
dont le semi-conducteur à large bande interdite de l’empilement est un matériau pérovskite. Un exemple
d’une telle cellule sur silicium de type p est montré à la figure 1 (voir pdf joint).

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Envoyer CV + lettre de motivation + références à zakaria.djebbour@geeps.centralesupelec.fr et marie.farret@geeps.centralesupelec.fr

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