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Elaboration et caractérisation de couches de poly-silicium dopées bore pour applications photovoltaïques

Défis technologiques Energie solaire pour la transition énergétique Physique de l’état condensé, chimie et nanosciences Physique du solide, surfaces et interfaces

Résumé du sujet

Ce projet de thèse vise à développer des technologies nécessaires à la production de cellules photovoltaïques (PV) à contacts passivés sur silicium cristallin (c-Si) et participant à l’élaboration d’architectures de type tandem (pérovskite sur silicium). Au cœur de ces structures de cellules PV, une couche nanométrique de poly-silicium de polarité p, usuellement dopée au bore, est nécessaire. Les principales limites à l’intégration de ces couches à l’heure actuelle sont une absorption trop élevée, une qualité de prise de contact insuffisante, et des propriétés passivantes trop faibles sur silicium texturé, laquelle texturation est pourtant désormais nécessaire si l’on veut augmenter le rendement des cellules, tandem notamment. L’objectif principal du doctorat sera de développer des empilements de poly-Si dopé bore sur oxyde nanométrique, par voie LPCVD et/ou PECVD, et cumulant de bonnes propriétés optique, de prise de contact, et de passivation (700mV sur texturation est un minimum). Les différentes briques technologiques développées seront appliquées sur des dispositifs PV afin de démontrer des potentiels de rendement de conversion supérieurs à 25%. Le travail expérimental se fera en environnement salle blanche, et la compréhension des mécanismes mis en jeu se fera via des travaux de caractérisation et de modélisation. Durant son doctorat, l’étudiant sera amené à soumettre ses résultats à la communauté scientifique sous la forme d’articles, de brevets, et de présentations en conférence. L’étudiant aura également l’opportunité de co-encadrer des étudiants en stage de fin d’études / Master 2.
Le doctorat se fera sur trois ans, dans un cadre verdoyant et dynamique, sur le campus Technolac (73355 Bourget du Lac) au sein de l’Institut National de l’Energie Solaire (INES). Inventivité, rigueur scientifique, qualités relationnelle et rédactionnelle, et respect des délais sont grandement appréciés pour ce poste.

Laboratoire

Département des Technologies Solaires (LITEN)
Service des Cellules PV Premium
Laboratoire des Procédés pour Cellules Alternatives
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