Etude des fluctuations de potentiel dans les cellules solaires à couches minces

                                                                                  ED EEATS -SUJET DE THESE 2017 :
Etude des fluctuations de potentiel dans les cellules solaires à couches minces

Date de début : Octobre 2017
Offre n° : IMEPLaHC-24052017-CMNE
Mots clefs :Photovoltaïque, cellule solaire, spectroscopie optique, caractérisation électrique

Description du projet :
Les composés kesterites CuZnSnSSe représentent une voie prometteuse de développement de cellules solaires à couches minces de troisième génération, filière respectueuse de l’environnement car constituée de matériaux disponibles en abondance sur la croûte terrestre et dépourvue d’éléments toxiques.
Cependant jusqu’à présent l’efficacité de conversion de ces dispositifs reste inférieure à ses principaux concurrents, CdTe et CIGS, retardant leur développement industriel. Une des principales limitations des performances proviendrait des effets des fluctuations de potentiel qui seraient induites par une forte concentration de défauts ponctuels intrinsèques dans les alliages CuZnSnSSe.

L’objectif de cette thèse est d’analyser quantitativement les fluctuations de potentiel dans ces matériaux et d’identifier leur effet sur les performances des cellules solaires. Deux techniques expérimentales complémentaire seront mises en œuvre: la spectroscopie optique et les mesures électriques.  Le doctorant mènera des expériences d’excitation de photoluminescence et de mesures de spectroscopie résolue en temps afin de mettre en évidence la présence de queues de bande et d’états localisés. Dans un second temps, la spectroscopie d’admittance sera utilisée pour étudier la réponse des pièges profonds dans ces matériaux. Dans les deux cas, l’interprétation des données s’accompagnera d’un travail de modélisation prenant en compte l’impact des fluctuations de potentiel. L’ensemble de ces résultats sera confronté aux performances des dispositifs.

Le travail se déroulera à l’IMEP-LaHC en collaboration avec l’Institut Néel/INAC et le CEA-LITEN et s’intégrera dans le cadre de plusieurs collaborations internationales.
Ce sujet de thèse suivra la procédure de recrutement de l’école doctorale EAATS de l’Université Grenoble Alpes .

Détails : Compétences souhaitées en physique de l’état solide et en technologie des semiconducteurs
Encadrants: Frédérique Ducroquet (IMEP-LaHC) – Henri Mariette (Institut Néel/INAC)
Financement : Bourse Ministérielle
Début de la thèse : Octobre/Novembre 2017
Durée : 3 ans
Date limite de candidature: 07/06/2017
Laboratoires de recherche: IMEP-LAHC – Grenoble, Institut Néel/INAC-Grenoble
Contact: ducroquet@minatec.inpg.fr

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