Description du sujet de thèse

Ce projet vise à comprendre les propriétés fondamentales des interfaces dans les technologies photovoltaïques émergentes grâce à une approche complexe de caractérisation multi-échelle et multi-dimensionnelle. L'objectif final est d'étudier expérimentalement les principaux facteurs limitants qui entravent les progrès dans ce domaine, en particulier la stabilité des cellules et l'optimisation de la performance des dispositifs. Pour ce faire, une plateforme de caractérisation multi-technique et multi-échelle sera développée afin d'étudier et de relier localement les propriétés interfaciales chimiques, électriques et optiques des cellules solaires à halogénures pérovskites.

En particulier, pour valider diverses stratégies de passivation et de stabilisation des défauts, une étude systématique et quantitative des propriétés physiques et des compositions chimiques sera menée par le biais d'expériences operando. Cette approche permettra de mieux comprendre les pertes et les processus de dégradation, leur corrélation avec les processus de synthèse ainsi que l'architecture de l'interface. En outre, l'utilisation d'algorithmes de traitement d'images et de méthodes d'apprentissage automatique pour le traitement et l'analyse des données sera testée et mise en œuvre. Ceci permettra l'évaluation et le suivi de divers paramètres physiques et chimiques, en réduisant de manière significative le temps d'acquisition des données. La thèse sera menée dans le cadre du projet ANR JCJC CLEOPATRA.

Contexte de travail

Le projet sera réalisé au sein de l'unité mixte de recherche IPVF-CNRS (UMR 9006). L'IPVF offre une plateforme interdisciplinaire dans le domaine des énergies bas carbone, combinant l'expertise industrielle à la recherche académique. L'IPVF dispose d'environ 8 000 m² d'espace, dont 4 000 m² de laboratoires en salle blanche, permettant des études avancées sur la fabrication, la caractérisation et la modélisation de matériaux, d'interfaces et de dispositifs photovoltaïques.

L'IPVF est un partenariat public-privé initié par EDF et Total, le CNRS et l'Ecole Polytechnique, auquel sont également associés Air Liquide, Horiba et Riber. Les activités de recherche s'étendent des technologies de silicium aux technologies de couches minces basées sur le CIGS, le III-V ou les pérovskites. L'IPVF est situé au cœur du campus de Paris-Saclay et accueille environ 150 chercheurs spécialisés en physique, chimie, sciences des matériaux, optique et nanosciences, créant ainsi un environnement de recherche très stimulant.