Missions

L'utilisation généralisée des énergies renouvelables, de l'échelle des services publics à la collecte locale d'énergie, est une condition préalable à un changement de paradigme mondial en matière de sources d'énergie durables. L'une des meilleures stratégies pour faciliter ce changement de paradigme est d'intégrer le photovoltaïque dans les objets et en particulier dans les bâtiments, en intégrant les sources d'énergie dans l'enveloppe du bâtiment sans avoir d'impact sur les exigences architecturales. Pour cette raison, le photovoltaïque transparent (TPV) joue un rôle fondamental dans la pleine acceptation du photovoltaïque intégré aux bâtiments (BIPV), et en général dans l'architecture moderne. Dans cette application, la transparence optique partielle des cellules devient une exigence critique, que la technologie photovoltaïque conventionnelle ne peut pas remplir. Cependant, les développements récents dans le domaine du photovoltaïque de troisième génération, à savoir les cellules solaires pérovskites à haute bande interdite (PSC) et les cellules photovoltaïques organiques (OPV) à basse bande interdite, sans fullerène, ouvrent la voie à la récolte de portions du spectre solaire qui réduisent l'impact sur la transparence des fenêtres. L'objectif principal de ce projet est de développer des cellules et des modules photovoltaïques transparents légers avec une transparence moyenne visible élevée (AVT≥50), une efficacité bien au-delà de l'état de l'art ≥ 15%, et un contrôle de la neutralité des couleurs en combinant, dans un dispositif multijonction, une pérovskite positionnée sur le dessus à base d'halogénure proche de l'ultraviolet (NUV) et une cellule photovoltaïque polymère inférieure proche de l'infrarouge (NIR), en exploitant des concepts avancés de gestion de la lumière tels que les cristaux photoniques, la nanophotonique et le recyclage des photons. Les modules photovoltaïques seront fabriqués indépendamment sur des substrats rigides ou flexibles, puis laminés avec les couches intermédiaires appropriées pour fabriquer une structure multijonctionà deux terminaux. Ce poste postdoctoral de deux ans est axé sur le développement de la technologie en tandem OPV-Perovskite, allant des études fondamentales sur les matériaux et les interfaces à la caractérisation et l'optimisation de dispositifs complets simple jonction et en tandem. Le candidat utilisera des méthodes de caractérisation optoélectronique avancées basées sur l'imagerie par photoluminescence (PL) et électro-luminescence (EL) pour quantifier les pertes de pérovskite et de dispositifs OPV à simple jonction ou à jonctions multiples. Plus spécifiquement, les méthodes de caractérisation de pointe développées dans le laboratoire hôte, telles que l'imagerie hyperspectrale et l'imagerie par fluorescence résolue en temps (TR-FLIM), seront couplées à des modèles numériques, qui tiennent compte des phénomènes de dérive diffusion, de la recombinaison électron-trou et des relations de réciprocité bien établies décrivant l'émission de PL et EL.

Activités

• Caractérisation optique et électrique de la pérovskite à halogénures dans le proche ultraviolet (NUV) et des cellules solaires polymères dans le proche infrarouge (NIR) par imagerie multidimensionnelle. • Étude des principales pertes affectant les cellules simple jonction et en tandem • Compréhension des mécanismes de dégradation des couches minces, des interfaces et des cellules.

Compétences

• Physique, génie électrique. • Caractérisation optique et électrique des couches minces, des cellules et modules solaires. • 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 CITYSOLAR récemment attribué dans le cadre du programme H2020. CITYSOLAR réunit des acteurs universitaires (CNR-ISM, FAU, SDU, UNITOV, CNRS) et industriels européens de premier plan (ENI, EDF, Hglass), ainsi que deux partenaires non européens (BM, KAUST) appartenant à des pays de Mission Innovation spécialisés dans la synthèse de matériaux avancés pour les cellules solaires hybrides et organiques, afin de développer des cellules et modules solaires transparents et hautement efficaces pour le photovoltaïque intégré aux bâtiments (BIPV). La durée totale du projet est de trois ans, avec pour objectif une preuve de concept au niveau du module sur une surface supérieure à 100 cm2. Le projet sera réalisé à l'IPVF (Institut Photovoltaïque d'Ile de France - www.ipvf.fr), situé au cœur du nouveau campus de Paris-Saclay, en étroite collaboration avec les autres partenaires du consortium. L'IPVF dispose d'environ 8 000 m2 d'espace, dont 4 000 m2 de laboratoires en salle blanche, ce qui permet de réaliser des études avancées en matière de fabrication, de caractérisation et de modélisation des matériaux, des interfaces et des dispositifs de cellules solaires. IPVF est un partenariat public-privé à l'initiative d'EDF et de Total, du CNRS et de l'Ecole Polytechnique, associés également à Air Liquide, Horiba et Riber. Les activités de recherche vont des technologies du silicium aux technologies des couches minces basées sur les CIGS, III-V ou les pérovskites. L'IPVF accueille environ 150 chercheurs de différentes origines, spécialisés dans les domaines de la physique, de la chimie, des sciences des matériaux, de l'optique et des nanosciences, dans un environnement de recherche stimulant. Groupe de recherche CNRS/EDF : Stefania Cacovich (caractérisation optique, CNRS), Daniel Ory (caractérisation optique et électrique, EDF), Philip Schulz (interfaces, CNRS), Jean François Guillemoles (théorie et physique, CNRS), Jean-Baptiste Puel (théorie et modélisation, EDF). Le dossier de candidature doit comprendre : une lettre de motivation, un CV, les noms et coordonnées de 2 à 3 références (nom, lien avec le candidat, e-mail et numéro de téléphone), une copie électronique de vos publications de recherche les plus significatives (journal ou publication de conférence).