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(H/F) Postdoc cellules solaires tandem CIGS-Perovskite en couches minces à haut rendement : Caractérisation et modélisation pour l'optimisation des performances

Cette offre est disponible dans les langues suivantes :
Français - Anglais

Date Limite Candidature : vendredi 10 décembre 2021

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Informations générales

Référence : UMR9006-PHISCH-010
Lieu de travail : PALAISEAU
Date de publication : vendredi 19 novembre 2021
Type de contrat : CDD Scientifique
Durée du contrat : 12 mois
Date d'embauche prévue : 1 janvier 2022
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : 2 743,70€ jusqu'à 3 161,13€ bruts mensuels selon expérience
Niveau d'études souhaité : Doctorat
Expérience souhaitée : Indifférent

Missions

Les cellules solaires tandem attirent beaucoup d'attention car elles offrent une occasion unique de dépasser la limite absolue d'efficacité de conversion des cellules solaires à simple jonction de 33% environ vers une nouvelle limite à environ 45%. Les cellules solaires tandem sont constituées de deux cellules solaires à simple jonction superposées, fonctionnant dans des régions spécifiques du spectre solaire, l'une infrarouge pour la cellule inférieure et l'autre UV-visible pour la cellule supérieure. La cellule supérieure doit être transparente pour que la lumière infrarouge puisse atteindre la cellule inférieure et être convertie en électricité plus efficacement. Les bandes interdites idéales doivent être d'environ 1 eV et 1,6-1,7 eV pour les deux cellules, respectivement. Actuellement, les principales activités de recherche sont consacrées aux cellules tandem basées sur la combinaison d'une cellule au silicium en plaquette et d'une cellule pérovskite. Ce projet présente une approche alternative consistant à utiliser une cellule arrière en couches minces à base de diséléniure de cuivre, d'indium et de gallium (CIGS) comme cellule arrière au lieu de la cellule silicium. Cela présente un grand intérêt, car la filière CIGS est une technologie commercialement établie avec un rendement conversion très élevé (23,3%) utilisant des procédés de dépôt en couches minces sur de simples substrats de verre, de feuilles métalliques ou plastiques. La cellule solaire pérovskite étant également basée sur la technologie des couches minces, avec un rendement record exceptionnel de 24,2%, les cellules solaires tandem CIGS-perovskite ouvriront ainsi une nouvelle voie pour tous les modules et cellules solaires tandem à haute efficacité en couches minces. Ce domaine en est encore à ses débuts et le projet PERCISTAND vise à devenir un acteur majeur dans ce domaine au niveau international.

Le projet vise à accélérer le développement de la technologie tandem CIGS-pérovskite en partant des études fondamentales sur les procédés de fabrication, les matériaux et les interfaces, jusqu'à la fabrication de dispositifs de dispositifs complets, leur caractérisation et leur optimisation. L'objectif ambitieux du consortium est d'atteindre un rendement de 30% en trois ans, sur la base d'une configuration à deux contacts.

Activités

L'objectif central sera la caractérisation des propriétés optiques, électriques, structurales et photovoltaïques des matériaux, interfaces et dispositifs afin d'analyser, modéliser et optimiser leurs performances. Une attention particulière sera portée sur l'optimisation électrique de l'interface CIGS-perovskite, au cœur de la configuration à deux contacts. Une participation aux étapes d'élaboration des dispositifs est également souhaitable. Les dispositifs complets avec les jonctions CIGS et pérovskite seront élaborés avec les partenaires mais aussi en interne au laboratoire. Des approches novatrices telles que les matériaux à base de pérovskite 2D ou sans plomb seront initiées.

Compétences

• Physique, génie électrique.
• Caractérisation optique et électrique des couches minces, des cellules et modules solaires.
• Caractérisation de spéctroscopie d'electrons et de la microscopie à force atomique
• Connaissance des technologies des cellules et modules solaires, idéalement la pérovskite
• Travail d'équipe et résolution de problèmes

Contexte de travail

La recherche sera menée dans le cadre du projet européen PERCISTAND (tandems pérovskite CIS) récemment accordé dans le cadre du programme H2020. Le projet est coordonné par IMEC en Belgique et implique des partenaires académiques et industriels réputés en Europe: ZSW, KIT, EMPA, CNRS, TNO, VITO, Solaronix, Nice solar ainsi que deux partenaires aux États-Unis et en Australie (NREL, ANU).
Groupe de recherche au CNRS et directeur de thèse: Daniel Lincot (CIGS), Philip Schulz (Perovskite et interfaces), Jean François Guillemoles (Théorie et physique), Nathanaelle Schneider (Chimie et ALD), Jean Paul Kleider (Propriétés de transport électrique et modélisation, directeur de thèse), Stéphane Collin (Optique), Emmanuelle Deleporte (Pérovskite 2D), Muriel Bouttemy (Analytique).
Lieu de déroulement de la thèse: Le projet de thèse sera mené à l'IPVF, situé au sud de Paris (www.ipvf.fr), au cœur du nouveau campus Paris-Saclay. L' IPVF dispose d'environ 8 000 m2 de locaux dont 4000 m2 de laboratoires en salle blanche, ce qui permet de mener des études de pointe en matière de fabrication, de caractérisation et de modélisation de matériaux, d'interfaces et de dispositifs de cellules solaires. Les recherches vont des technologies silicium à base de plaquettes aux technologies en couches minces basées sur le CIGS, les III-V comme GaAs ou les pérovskites avec pour objectif l'élaboration de cellules solaires à ultra haute efficacité basées sur des approches multijonctions et de nouveaux concepts.
Personnel: l'IPVF accueille environ 150 chercheurs d'origines différentes, académiques avec le CNRS, les universités et grandes écoles (Paris Saclay, Ecole Polytechnique, Chimie Paristech, CentraleSupelec…) ou industrielles avec EDF et Total. Ils sont spécialisés dans les domaines de la physique, de la chimie, des sciences des matériaux, optique, nanosciences, etc., créant un environnement de recherche très stimulant.

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