Les nouvelles générations de modules photovoltaïques utilisant des cellules solaires haut rendement à base de silicium sont sensibles aux rayonnements UV, impliquant une baisse de performances à moyen/long terme. C’est notamment le cas de la technologie de cellules à hétérojonction de silicium (SHJ). Pour cette technologie, les photons UV ont une énergie suffisante pour rompre les liaisons Si-H au sein des couches sélectives de charges (silicium amorphe/nanocristallin hydrogéné). La dégradation de ces couches induit une diminution de la passivation des défauts d’interface et in fine une diminution des rendements de conversion.
Actuellement, les moyens de mitigation des dégradations liés aux UV (UVID) sont adressés aux niveaux des modules, en utilisant des encapsulants bloquant ou convertissant ces longueurs d’onde. Cependant, ces solutions réduisent le nombre de photons atteignant la cellule et ces encapsulants sont également sujet à la photo-dégradation (jaunissement).
Cette thèse vise à explorer d’autres moyens de mitigation des UVID mais au niveau de la cellule solaire. Deux axes principaux seront explorés par le doctorant :
- l’amélioration de la résistance des couches sélectives aux UV ;
- l’intégration de couches permettant d’absorber les UV et/ou limiter la diffusion de l’hydrogène.
En lien avec ces deux axes, le doctorant s’attachera à étudier les mécanismes de diffusion de l’hydrogène avec les nouvelles solutions proposées et l’influence de cette diffusion sur les interfaces et les couches recouvrant les couches sélectives.
Grâce à la collaboration entre l’ICube et le CEA-INES, le doctorant aura à sa disposition des équipements de taille industrielle et de laboratoire permettant d’évaluer de nombreuses solutions, des équipements de caractérisation avancée et notamment de l’ERDA pour la caractérisation de l’hydrogène. Enfin des bancs de test UV seront utilisés pour évaluer la robustesse des solutions proposées.