IPVF – Stage – Développement de procédés d’encapsulation en vue de la commercialisation de dispositifs tandem photovoltaïque Si/Pérovskite F/H

09/11/2022

Fonction :                 Stagiaire

Contrat :                   Convention de stage

Prise de poste :       Février-Mars 2023

Durée contrat :       6 mois

Lieu de travail :       IPVF – 18 boulevard Thomas Gobert, 91120 Palaiseau (Paris-Saclay)

Formation :              Master 2

IPVF – Institut Photovoltaïque d’Île-de-France

L’institut Photovoltaïque d’Île-de-France, institut pour la transition énergétique créé en 2013, est un pôle scientifique et technique dédié à la recherche et au développement de technologies solaires. Sur son site situé à Paris-Saclay, il fédère son propre personnel, des salariés de ses partenaires et ceux des sociétés extérieures. L’IPVF a pour ambition de devenir l’un des principaux centres mondiaux de recherche, d’innovation et de formation dans le domaine de la transition énergétique.

L’IPVF a pour objectif premier d’améliorer les performances et la compétitivité des cellules photovoltaïques et de développer des technologies de rupture en s’appuyant sur quatre leviers :

• Un programme de recherche ambitieux ;
• L’accueil, sur son site de Paris-Saclay, de plus de 200 chercheurs et de leurs laboratoires ;
• Une plateforme technologique de pointe (8 000 m²) ouverte aux acteurs de la filière photovoltaïque, et regroupant plus de 100 équipements de pointe situés dans des salles blanches.
• Un programme de formation principalement fondé sur un master, l’encadrement de doctorants, et la formation continue.

Bref historique :

L’IPVF a été fondé en 2013 à l’initiative de l’Etat français, EDF, TotalEnergies, Air Liquide, CNRS, Ecole polytechnique, Horiba et Riber. Rassemblant plus de 150 chercheurs, notre plateforme de Paris-Saclay, d’une superficie de 8 000 m², est un guichet unique pour tous les types de recherche et d’innovation deeptech.

L’IPVF a pour objectif de rester :
• Un leader mondial de la R&D liée au photovoltaïque. en fédérant les meilleures équipes françaises dans le dans le domaine de la recherche, de l’innovation et de la production industrielle, en partenariat avec de grands instituts internationaux, notamment en Europe,
• Un leader sur le développement de briques technologiques photovoltaïques briques technologiques en cohérence avec les tendances du marché,

• Une référence dans l’envoi des concepts R&D les plus prometteurs concepts de R&D les plus prometteurs pour l’industrie.

 

CONTEXTE DU STAGE

Les énergies renouvelables constituent une part croissante du bouquet énergétique mondial. Au cours des dernières années, le photovoltaïque a connu une augmentation impressionnante de la capacité installée, fortement soutenue par les centres de recherche et développement.

Le rendement de la technologie au silicium – qui représente 90 % du marché – se rapproche de plus en plus de sa limite théorique (environ 29 %). Afin d’améliorer encore le rendement de la conversion photovoltaïque (PV) de manière significative, des percées technologiques sont nécessaires. Une voie prometteuse vers des rendements plus élevés consiste à combiner les cellules solaires en silicium cristallin avec un matériau qui convertit plus efficacement la partie la plus énergétique du spectre solaire (c’est-à-dire la région UV-visible). Parmi les différents matériaux disponibles pour fabriquer la cellule supérieure du dispositif tandem, les pérovskites hybrides sont des candidats particulièrement prometteurs. Ces matériaux ont été récemment appliqués au photovoltaïque avec une première preuve de concept en 2009. Depuis lors, un effort de recherche mondial massif a permis d’atteindre, en dix ans seulement, des rendements allant jusqu’à 25,5 % en jonction simple et jusqu’à 29,5 % en tandem avec le silicium.

Dans ce contexte, l’IPVF a fabriqué une cellule solaire en pérovskite à 20% et a développé des modules en pérovskite avec des rendements jusqu’à 19%. Ces performances impressionnantes ont été obtenues sur des cellules de surface à petite échelle et la tendance est maintenant de développer des procédés à plus grande échelle. Néanmoins, ce matériau hybride organique-inorganique reste sensible aux interactions avec l’air et l’humidité, la raison pour laquelle des architectures d’encapsulation sont développées afin d’isoler la pérovskite et de maintenir ses performances tout au long du cycle de vie du dispositif photovoltaïque.

L’objectif principal de ce stage est de développer de nouveaux procédés d’encapsulation pour les dispositifs Pérovskite et de les caractériser sous conditions réelles (outdoor) ou extrêmes (chambre climatique) afin d’étudier l’influence des effets barrières sur la stabilité et le maintien des performances photovoltaïques.

Ce stage est accueilli par les équipes du programme-II « Modules tandem silicium et pérovskite pour l’industrialisation » et le programme IV « fiabilité ». Il se déroulera également en collaboration avec les équipes de la plateforme IPVF (dépôts sous vide, caractérisations avancées, stabilité sous illumination…) et parallèlement avec les autres sujets de stage proposés par l’IPVF.

MISSIONS PRINCIPALES

Ce stage portera sur une étude comparative de plusieurs matériaux et le développement de procédés associés pour l’encapsulation de dispositifs pérovskite compatible tandem. Les matériaux et procédés ont été identifiés en amont mais ce stage permettra d’y intégrer de nouveaux entrants. L’ensemble des dispositifs devront être caractérisés et qualifiés selon les standards méthodologiques en vigueur dans l’industrie. En complément, des essais en conditions réelles (outdoor) seront réalisés avec un laboratoire partenaire.

La mission inclura :

1- Veille bibliographique (dernières avancées, contact avec les partenaires industriels)
2- Maitrise et développement de nouveaux procédés de modularisation et d’encapsulation des dispositifs Pérovskite
3- Application de méthodes de caractérisation et de mesures des performances des systèmes (outdoor/indoor)
4- Tests de dés-encapsulation et caractérisation avancée des matériaux après vieillissement (stabilité, electro-optique, caractérisation matériaux, …)

 

PROFIL RECHERCHE

Compétences

– Formation en ingénierie/science des matériaux, micro-électronique, chimie,
– Physique des semi-conducteurs,
– Expérience préalable en laboratoire (environnement contrôlé, sécurité risques chimique et électrique),
– Une expérience préalable dans la fabrication et la caractérisation des cellules solaires est un atout.

 

Savoir-être

– Curiosité et créativité,
– Fort esprit d’équipe, capacité à travailler sur des sujets transverses et avec des équipes différentes,
– Bonnes capacités de communication écrites et orales (anglais et français),
– Envie de travailler dans le laboratoire.

 

CONTACT

CV et lettre de motivation à envoyer à :

thomas.guillemot@ipvf.fr

dounya.barrit@totalenergies.com

jean.rousset@edf.fr

Need a direct line?

Feel free to contact us for more information about our offers.

  • +33(0)1 69 86 58 60
  • contact@ipvf.fr
Contact us