Photovoltaïque

Le groupe projet photovoltaïque possède une solide expérience sur la modélisation, l'élaboration et la caractérisation des cellules en silicium cristallin et en couche mince. Il continue de développer son expertise, tout en se spécialisant sur des thématiques plus exploratoires.

Les thématiques du groupe projet photovoltaïque se répartissent sur ces axes :

  • Cellule Si en couche mince : structure de cellule mince, voire ultra mince (quelques µm). L’axe principal de recherche concerne la mise en œuvre de structure nanophotonique sur cellule ultramince en silicium, pour maximiser l’absorption optique du silicium sur ces faibles épaisseurs (collaboration Groupe projet Photonique). Par ailleurs l’équipe développe de nouveaux concepts permettant d’envisager la création de cellule multi-jonction « tout Si », présentant une tension de sortie suffisante pour une intégration comme générateur autonome dans des systèmes embarqués.
  • Cellules tandem : le groupe collabore avec des partenaires sur les matériaux à grand gap. L’axe principal concerne les cellules tandem III-V/Si. Dans cette optique l’équipe a travaillé dans le cadre de projets pour l’intégration de III-V en couche mince, mais aussi avec une cellule « top » en nanofils III-V. Une partie de l’étude consiste en la création de jonction tunnel efficace en Si. (Collaboration INL-équipe H&N et INL-nanophotonique)
  • Cellules pérovskites : le groupe PV s’est investi dans les cellules à base de matériaux pérovskites hybrides et réalise ses propres cellules, en insistant sur la structuration optique de la couche mince de pérovskite (collaboration INL- nanophotonique), pour l’adaptation du transfert optique avec la cellule en Si bottom dans le cadre d’une structure tandem (voir aussi le groupe projet Pérovskites Hybrides)
  • Analyse thermo-électrique des cellules PV : impact des conditions thermiques et, plus généralement, des conditions réelles de fonctionnement des cellules PV sur leur rendement. L’étude de la partie thermique passe par le développement d’un modèle multiphysique du comportement thermo-électrique de la cellule, couplée à une caractérisation I(V) en conditions imposées. L’objectif est de pouvoir influencer la structure même de la cellule dès la conception, afin d’optimiser son design en fonction de son environnement de fonctionnement.

 

Le groupe dispose d’équipements particuliers dédiés à la réalisation et à la caractérisation de cellules PV en silicium.

Projets récents ou en cours

Contacts

Mustapha Lemiti et Erwann Fourmond

Publications récentes

 

INL CNRS
Cellules photovoltaïques en Silicium su substrat 4 pouces, élaborées sur la plateforme PV du laboratoire INL.