Les pérovskites hybrides organiques-inorganiques sont devenues l'une des technologies photovoltaïques les plus prometteuses de la dernière décennie, ouvrant la voie au développement de panneaux solaires encore plus efficaces à un coût abordable. Une cellule pérovskite peut être associée à une cellules silicium afin de constituer une cellule tandem avec une absorption lumineuse optimisée. Cette technologie a aujourd’hui atteint un rendement record de 34,9%.
Le laboratoire CEA de Cellules Solaires Tandem (LCT) de l'institut INES développe des cellules solaires tandem silicium/pérovskite. L'un des principaux points bloquants pour la diffusion de cette technologie est la stabilité dans le temps. En effet, la nature ionique de l'absorbeur pérovskite ainsi que différentes problématiques aux interfaces induisent des mécanismes de dégradation, réversibles ou non. Ces problématiques sont fortement liées à l’illumination, à la température ainsi qu’à leur variations (cycles jour/nuit et cycles thermiques).
Le LCT met en œuvre des test accélérés (illumination continue ou cyclique, cyclages thermiques, bias électriques) afin de comprendre les mécanismes de dégradation selon l’architecture de cellule ainsi que pour prédire le comportement en situation réelle sur un toit. Ce dernier aspect est crucial afin de garantir la fiabilité des futurs panneaux tandems commerciaux pour des durées de vie équivalentes à celles des panneaux silicium d’aujourd’hui.
Le(a) candidat(e) réalisera ses propres dispositifs selon l’état de l’art du laboratoire. Ces cellules pourront être encapsulées selon le procédé de référence du laboratoire. Des tests accélérés de stabilité seront menés avec différentes enceintes climatiques au LCT dont une capable d’alterner des cycles jour/nuit, à différentes températures. Cette dernière enceinte permettra d’appliquer des modes de vieillissements accélérés ayant démontrés dans des études récentes leur capacité à reproduire le comportement réel en extérieur. Par ailleurs, le(a) candidat(e) aura la possibilité de modifier la cellule afin d’intégrer des couches dites « passivantes » permettant d’améliorer la stabilité, d’adapter le courant de chaque sous-cellules de la structure tandem, ou encore d’analyser les effets spectraux sur les performances des cellules. Enfin, le(a) candidat(e) bénéficiera de l’expertise du LCT en terme de caractérisation (mesures électriques, photoluminescence, microscopie électronique, XRD, etc..) ainsi que de l’apport de la plateforme nano-caractérisation de Grenoble avec des outils avancés de caractérisation (XPS, cAFM, TOF-SIMS…)