Missions

Dans la perspective de futures cellules photovoltaïques tandem en couches minces, les sous-cellules inférieures, de faible bande interdite, font encore l’objet de divers développements, notamment en vue d’étendre l’absorption vers le proche infrarouge, ou encore de réduire la quantité de matériaux actifs. Dans tous les cas, l’optimisation de l’absorption de la lumière est primordiale. Diverses stratégies sont typiquement envisageables, comme l’intégration de cristaux photoniques ou de structures plasmoniques.
Il s’agira d’intégrer de telles approches dans deux familles de cellules couches minces à faible bande interdite, en vue de démontrer la possible optimisation de leurs propriétés optiques.

Activités

Le/la chercheur/euse postdoctoral sera chargé/e de réaliser des simulations optiques avancées pour optimiser la conception des cellules solaires à bande étroite (NBG) dans le cadre du projet NBG SOLAR CELLS. Ce travail se concentrera sur la simulation des propriétés optiques de diverses cellules NBG en utilisant des techniques telles que l’analyse d’ondes couplées rigoureuse (RCWA) ou les méthodes de domaine temporel à différence finie (FDTD). Ces simulations s’appuieront sur les propriétés optiques des matériaux actifs développés et caractérisés dans d’autres parties du projet.
Un aspect clé du projet consiste à optimiser l’absorption de la lumière en intégrant des cristaux photoniques bidimensionnels à l’interface entre la couche de transport de charge et la couche active mince. Le chercheur explorera systématiquement une gamme de paramètres géométriques, tels que la période, le diamètre et l’épaisseur des motifs, afin d’optimiser l’absorption dans les conditions d’essai standard. Les résultats seront comparés à des références planaires d’épaisseur similaire pour évaluer les gains de performance.
En outre, le/la chercheur/euse se concentrera sur l’amélioration de la densité de courant de court-circuit (Jsc) en évaluant comment la conception optimisée améliore l’absorption optique grâce à un couplage photonique efficace et des effets de piégeage de la lumière à incidence normale. Une attention particulière sera accordée à la réduction de la réflexion aux longueurs d’onde non résonantes, tout en surveillant attentivement et en atténuant toute augmentation de l’absorption parasitaire qui pourrait compromettre les performances du dispositif.
Un autre aspect important du travail consistera à simuler les effets de champ proche des résonances plasmoïdes superficielles localisées (LSPR) induites par les nanoparticules plasmoniques. Le chercheur optimisera des paramètres tels que l’emplacement de ces nanoparticles pour maximiser l’amélioration d’absorption.
La collaboration avec les équipes expérimentales sera essentielle pour garantir que les conceptions simulées sont réalisables dans le cadre des processus de fabrication utilisés pour les cellules solaires NBG. Cela comprend des interactions régulières avec les équipes de développement et de caractérisation des matériaux pour valider les conceptions optiques et les affiner en fonction du retour d’information expérimental.
Grâce à ces tâches, le/la chercheur/euse postdoctoral jouera un rôle central dans l’avancement de la conception et de la performance des structures nanophotoniques pour les cellules solaires NBG de prochaine génération, contribuant ainsi au succès global du projet.

Compétences

Nous recherchons un/une chercheur/euse ayant une solide expérience en nanophotonique, plus précisément dans la simulation et la conception de structures photoniques. En particulier, le/la titulaire devrait avoir démontré son expertise dans la simulation de cristaux photoniques à l’aide de méthodes telles que la méthode Rigorous Coupled Wave Analysis (RCWA) ou la méthode Finite Diffrence Time Domain (FDTD). La maîtrise de la programmation scientifique, en particulier avec Python, est essentielle pour effectuer des simulations et l’analyse de données.
Le/la candidat/e doit être proactif, capable de travailler de façon autonome et posséder d’excellentes compétences en rédaction de rapports, de publications scientifiques et de présentations.
• Thèse. en photonique ou dans un domaine connexe, avec une attention particulière pour les simulations optiques.
• Maîtrise du langage Python pour les calculs et simulations scientifiques.
• Expérience des méthodes RCWA et/ou FDTD pour la conception optique.

Contexte de travail

Le/la candidat/e intégrera l’équipe i-Lum de l’Institut des Nanotechnologies de Lyon (INL). L’IINL a pour vocation de développer des recherches technologiques multidisciplinaires dans le domaine des micro et nanotechnologies et de leurs applications. Les recherches menées s’étendent des matériaux aux systèmes. Le laboratoire s’appuie sur la plate-forme technologique lyonnaise NanoLyon.
Les domaines d’application couvrent de grands secteurs économiques : l’industrie des semiconducteurs, les technologies de l’information, les technologies du vivant et de la santé, l’énergie et l’environnement.
Le laboratoire est multi-sites avec des localisations sur les campus d’Ecully et de Lyon-Tech La Doua. Il regroupe environ 200 personnes dont 121 personnels permanents. L’INL est un acteur majeur du Pôle de Recherche et d’Enseignement.
Ce poste se situe dans un environnement innovant, à la pointe des technologies du futur, dans des secteurs stratégiques applicatifs.

Le poste se situe dans un secteur relevant de la protection du potentiel scientifique et technique (PPST), et nécessite donc, conformément à la réglementation, que votre arrivée soit autorisée par l'autorité compétente du MESR.