Etude des pertes 2D dans les cellules solaires tandem perovskites sur silicium

Ce projet de thèse vise à optimiser les cellules photovoltaïques (PV) de nouvelle génération (tandem), par la compréhension des phénomènes induits par les inhomogénéités spatiales ou « 2D » (ombrage, défauts ponctuels, effets de bords, ?). En combinant les cellules PV conventionnelles à base de silicium cristallin (c-Si, 1 jonction) avec un autre matériau semi-conducteur, il est possible de former une structure tandem (2 jonctions) et ainsi d'améliorer fortement le rendement de conversion des dispositifs. Les cellules tandem à base de pérovskites (PK) sur c-Si présentent ce fort potentiel, avec un procédé - dans une configuration à deux terminaux (2T) - pouvant s'intégrer dans les lignes de production existantes. Ces structures tandem 2T sont cependant plus complexes que les technologies simple jonction, et leurs performances dépendent non seulement de la qualité et de la stabilité des 2 sous-cellules mais également des couches qui les interconnectent. L'influence des inhomogénéités spatiales dues à l'ombrage des métallisations, des défauts ponctuels, ou encore la géométrie des bords des dispositifs, a été l'objet de nombreux travaux dans le cas des cellules à simple jonction (c-Si et PK). Cependant leurs conséquences dans des cellules tandem reste un domaine d'étude relativement nouveau, et ce projet vise donc à améliorer les dispositifs tandem PK/c-Si grâce à des travaux menés sur les axes suivants : 1/ La fabrication de cellules tandem PK/c-Si, en faisant varier différents paramètres expérimentaux liés aux inhomogénéités spatiales. 2/ La caractérisation électrique de ces cellules tandem, en combinant mesures globales et cartographiques, avec un suivi au cours du temps. 3/ La modélisation électrique des dispositifs afin d'améliorer la compréhension des phénomènes observés.