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Cellules solaires photovoltaïques en couches minces CIGS à très haut rendement

Cellules solaires photovoltaïques en couches minces CIGS à très haut rendement de conversion L’objectif des recherches est d’étudier les possibilités d’obtention de très hauts rendements photovoltaïques pour des cellules basées sur le CIGS et d’explorer la réalisation de dispositifs innovants permettant de dépasser significativement le seuil des 20%. Au delà du défi scientifique que représentent ces objectifs du point de vue de la recherche fondamentale, et qui sera le cœur du sujet, ces études ouvriront la voie à la mise au point de technologies dérivées et à l’innovation industrielle. Le dispositif de base des cellules consiste en une structure multicouches déposées sur verre, suivant la séquence verre/ molybdène (500 nm)/ Cu(In,Ga)Se2 noté CIGS (2 microns)/CdS ou ZnS (30 nm)/ ZnO ou (Zn,Mg)O (50 nm)/ZnO :Al (500 nm). Un rendement record de 20,3% vient d’être obtenu en Allemagne sur la base de couches de CIGS préparée par coévaopration sous ultravide. Les recherches porteront sur la synthèse de couches minces de CIGS de haute performance par coévaporation, adaptées à la réalisation de dispositifs de haut rendement (>18%) et d’aller vers l’exploration du concept de cellules ultraminces de CIGS, d’épaisseur de l’ordre de 100 nm à 500 nm avec une perte minimale de rendements. Outre le défi scientifique nouveau que représente cet objectif, l’idée est d’aller vers la minimisation de l’utilisation de l’indium dans les futures générations de cellules solaires CIGS. En effet l’indium est un élément rare. Il y aura donc à l’échelle de quelques années une pression sur cet élément lorsque la production photovoltaïque s’engagera à grande échelle. Anticiper cette évolution en réalisant des dispositifs de plus en plus économes en indium est donc essentiel. Le laboratoire est déjà leader au niveau international grâce au projet UltraCIS de l’ANR, et de première preuve de concepts ont été réalisées. Cependant les couches de CIGS utilisées sont actuellement obtenues par amincissement chimique de couches épaisses. Il s’agira dans le projet de les faire directement par coévaporation. En conclusion, le projet vise à porter les recherches au plus haut niveau de la filière CIGS avec la méthode « reine » de coévaporation en vue d’explorer le concept innovant des cellules CIGS ultrafines. Caractéristiques : Post doctorat de 18 mois financé par la Région Ile de France dans le cadre du « Réseau francilien de recherche sur le développement soutenable (R2DS) " Compétences requises : -Diplôme de doctorat -Physique des semiconducteurs -matériaux (élaboration et caractérisation) en particulier en couches minces -compétences en chimie -forte motivation -équilibre expérimentation-théorie Lieu d’exercice Institut de Recherche et Développement sur l’Energie Photovoltaïque (IRDEP) Unité mixte de recherche CNRS-EDF-Chimie Paristech 6 Quai Watier, 78401 Chatou, France Site Web : www.irdep.fr Contact : Daniel LINCOT Daniel-lincot@chimie-paristech.fr uploads/Science et Technologie/ post-doc-cigs-pdf.pdf