Thèse EDF – Compréhension des mécanismes de dégradation des backsheets des modules PV

27/05/2020

Fonction : Doctorant

Type de contrat : Thèse CIFRE EDF

Date de début : Novembre 2021

Durée: 36 mois

Lieu de travail : Bourget du Lac (73)

Formation : Master ou ingénieur en sciences des matériaux, semiconducteur, photovoltaïque

Salaire : selon expérience

Contexte

 L’INES est un institut reconnu dans la recherche sur l’énergie solaire photovoltaïque et EDF est un des leaders mondiaux dans la construction et l’exploitation de centrales solaires à travers sa filiale EDF Renouvelables. Les deux entités travaillent entre autres, sur la fiabilité des modules photovoltaïques (PV) à travers, notamment, d’essais de vieillissement accéléré dans le but de garantir l’utilisation de ces modules dans des centrales photovoltaïques pour une durée supérieure à 30 ans.

L’arrivée sur le marché de nouvelles technologies, telles que les modules à cellules à hétérojonction (HJT), à contacts passivés (TOPCon) et à pérovskite, est imminente. Leurs spécificités nécessitent des adaptations en termes de matériaux pour les modules. Un des éléments cruciaux pour leur fiabilité est leur face arrière (backsheet). Elle doit assurer la résistance du module aux contraintes extérieures, limiter la pénétration d’humidité dans le module, assurer une isolation électrique et garantir son intégrité sur toute sa durée de vie.

Missions

Le/la candidat(e) aura pour objectif de mieux comprendre les modes de dégradation pouvant apparaitre sur les backsheets des modules  photovoltaïques utilisant de nouvelles technologies de cellules. Pour se faire, il/elle utilisera des méthodes expérimentales couplées à des travaux de simulation modélisant ces phénomènes.
Il/elle sera amené(e) à :
– Identifier les solutions de backsheets les plus fiables et durables en fonction de la technologie cellule PV (PERX, TOPCon, HJT…)

– Identifier les phénomènes de dégradation en fonction des stress appliqués à travers un panel de caractérisations physico-chimiques adaptés aux backsheets des modules photovoltaïques de différentes technologies.

– Déterminer les possibilités de contrôle sur site pour le suivi de la qualité des centrales PV en privilégiant les méthodes non destructives et le développement des outils d’analyses de prédiction de la durée de vie restante des backsheets.


Pour mener à bien ces objectifs, les axes de travail principaux seront les suivants :
– Valider les équipements et les protocoles de caractérisation à travers l’étude d’un panel de modules de différentes technologies utilisant différents types de matériaux et dans différents états de vieillissement en laboratoire et sur site.
– Mise en place d’une analyse des résultats et des algorithmes de traitement permettant de prédire l’évolution de certaines propriétés des backsheets dans le temps en conditions extérieures ou en enceinte climatique.
– Appliquer les méthodologies développées sur une ou plusieurs centrales PV.


L’essentiel de ses travaux se déroulera sur le site de l’Institut Nationale de l’Energie Solaire (INES) au Bourget du Lac. Le/la candidat(e) aura accès aux équipements de fabrication de modules photovoltaïques, à la plateforme de caractérisation et de tests de modules (simulateur solaire, enceintes climatiques, dispositif d’électroluminescence, plateforme de tests extérieurs…) afin de mener à bien ses recherches. Des outils permettant la caractérisation avancée des différents composants des modules seront également mis à disposition du candidat.
Des déplacements d’une trentaine de jours par an sont à prévoir à l’Institut Photovoltaïque d’Ile de France (IPVF – Palaiseau, 91) et sur le site EDF Lab les Renardières (Moret sur Loing, 77) pour la réalisation d’essais complémentaires.

Compétences requises et profil : 

– Connaissances en sciences des matériaux
– Connaissances en physique des dispositifs électriques et semi-conducteurs
– Compétences en programmation et mathématiques appliquées
– Familier avec un langage informatique, idéalement Python ou R
– Capable de travailler en équipe et en autonomie
– Ouvert d’esprit
– Anglais courant (lu, écrit, parlé)

Contact

Romain COUDERC – INES – romain.couderc@cea.fr – 04.79.79.23.61 / 06.71.49.11.32

Romain BODEUX – IPVF/EDF R&D – romain.bodeux@edf.fr – 01.69.86.58.73 / 06.64.19.43.61

Julien DUPUIS – EDF R&D – julien.dupuis@edf.fr – 01.60.73.63.41 / 06.67.85.44.75  

 

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