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Matériaux Pérovskites: influence des procédés de nanocristallisation sur les performances des cellules PK pour une integration tandem

Défis technologiques Energie solaire pour la transition énergétique Matière ultra-divisée, physico-chimie des matériaux Physique de l’état condensé, chimie et nanosciences

Résumé du sujet

Après plusieurs décennies de développement, les cellules PV à base de silicium cristallin (Si) présentent un degré de maturité élevé et leurs performances tendent maintenant vers leur limite pratique. Une stratégie permettant de dépasser cette limite consiste à réaliser des cellules multi-jonctions en associant une sous-cellule silicium avec une sous-cellule à plus large bande interdite (1,6 - 1,7 eV vs 1.12 eV pour le silicium) présentant des performances élevées. La famille des pérovskites hybrides halogénées à base de plomb (Structure de type ABX3) peut satisfaire ces caractéristiques. Ce type de matériaux peut être intégré par voie solvant à basse température dans des dispositifs photovoltaïques et conduire à des rendements potentiels dépassant les 30% en configuration tandem avec une cellule silicium.

Pour cela, le contrôle de la cristallisation de la pérovskite à partir de la formulation de précurseurs est évidemment crucial. Par ailleurs, le développement de méthode de mise en œuvre de cette pérovskite pouvant être mise à l’échelle est un verrou majeur vers un déploiement de cette technologie. Une stratégie développée au CEA consiste à initier la cristallisation par une trempe avec un flux de gaz. L’objectif de la thèse est donc d’étudier les mécanismes de nano cristallisation des couches pérovskites mises en œuvre via ce procédé, avec pour but une intégration efficace dans les dispositifs tandems.

Laboratoire

Département des Technologies Solaires (LITEN)
Service des Cellules PV Premium
Laboratoire des Cellules Tandem
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