Fonction :                 Stagiaire

Contrat :                   Convention de stage

Prise de poste :       A partir du 1er février 2024 

Durée contrat :       6 mois

Lieu de travail :       IPVF – 18 boulevard Thomas Gobert, 91120 Palaiseau

Formation :              M2 ou Ecole d’ingénieurs

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 en cohérence avec les tendances du marché,

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

CONTEXTE DU STAGE

Dans le but d’améliorer leurs rendements, les cellules solaires silicium peuvent être associées à une autre technologie solaire (pérovskite), qui converti avec plus d’efficacité la partie UV-visible du spectre solaire. Cet empilement, appelé architecture tandem, permet d’augmenter la limite d’efficacité théorique des cellules en silicium de 29% à 42%.

L’un des points nécessaires à l’intégration des cellules pérovskites en tandem porte sur le remplacement du contact métallique arrière des cellules conventionnelles par une électrode d’oxyde semi-transparent conducteur (TCO), soit ITO, IZO ou IO :H déposée par pulvérisation cathodique (sputtering), afin de laisser passer la partie du spectre solaire qui sera absorbée par la cellule silicium. Cette architecture pérovskite est dite « semi-transparente ». Jusqu’à présent, l’IPVF a développé différentes architectures de cellules et de modules solaire pérovskite semi-transparent, donnant des rendements allant jusqu’à 19.5%.

Par ailleurs, l’IPVF développe également d’autres matériaux déposés par sputtering, notamment l’oxyde d’étain (SnO2) et l’oxyde de nickel (NiOX), respectivement utilisés en couche d’extraction des électrons (ETL) et d’extraction des trous (HTL) à l’intérieur de l’architecture pérovskite. Ces deux matériaux sont déjà utilisés en routine au laboratoire mais via des dépôts de couches par voie chimique sous vide (ALD, Atomic Layer Deposition). Fin 2023, les premiers tests d’intégration des couches via sputtering ont été réalisés. Ce sujet fera l’objet courant 2024 d’un second sujet de stage IPVF.
Ce stage IPVF est accueilli par les équipes du programme IMPACTS « Modules tandem silicium et pérovskite pour l’industrialisation », et se déroulera également en collaboration avec les équipes de la plateforme IPVF (dépôts sous vide, caractérisations avancées) et parallèlement avec les autres sujets de stage proposés par l’IPVF. Lors de ce stage, nous souhaitons enrichir nos possibilités de dépôts d’interface de type ETL, HTL et électrode TCO à travers un choix plus ouvert de matériaux et de techniques de dépôts associés. Ces développements nous offrirons une plus grande versatilité dans le choix de nos futures architectures en développement.

Le stage est axé fabrication et caractérisation avancée des matériaux et a pour but de poursuivre l’intégration des TCOs et de leurs traitements d’interfaces, afin de suivre les évolutions technologiques des cellules pérovskites développées au laboratoire. Le sujet porte sur 3 types de matériaux déposés par sputtering : le NiOX, le SnO2 et les TCO-électrodes (ITO, AZO, IZO, etc). L’objectif du stage est d’implémenter en architecture pérovskite les matériaux développés par l’équipe sputtering (chercheurs permanents et stage 2024), et d’assurer les caractérisations avancées nécessaires au retour sur expérience et à l’optimisation de ces couches. Ce stage s’intègre en fine collaboration dans la R&D de routine du programme IMPACTS et sera appuyé par les développements complémentaire des chercheurs concernant les procédés et les interfaces. Les architectures pérovskite qui passeront les premiers tests d’intégration en cellule seront par la suite transférées à la fabrication de modules. Les objets fabriqués seront proposés aux chercheurs permanents et stagiaires des équipes de mesure de stabilité.

Le stagiaire sera formé à la fabrication des architectures pérovskite (cellules et mini-modules), aux caractérisations avancées des matériaux et aux caractérisations électro-optique.