Caractérisation et simulation de cellules solaires multi-jonction III-V sur Si
Référence | 3386349 |
Domaine scientifique | Physique |
Spécialité | Physique de la matière condensée |
Moyens | "caractérisation électrique et optique (I-V, EQE, tests en intérieur et en extérieur) sur des bancs de mesures dédiés sur les sites de Grenoble (CEA-LETI) et Le Bourget du Lac (INES). simulations et des calculs (type TCAD) du comportement optique et électrique des cellules" |
Compétences Informatiques | utiles au travail à faire -utiles au travail à faire |
Mots clés | Matériaux, Nanos pour l'énergie, Photonique, Procédés technologique |
Durée du stage | 6 mois |
Lieu | Grenoble |
Localisation | Région Rhône-Alpes (38) |
Formation | Ingénieur/Master |
Niveau d'étude | Bac + 4/5 |
Thèse possible | 0 |
Date de diffusion | |
Description du stage | "Dans un contexte général d'augmentation de la demande énergétique et de préoccupation croissante face au réchauffement climatique et à la limitation des ressources naturelles, l'utilisation d'énergie solaire devrait augmenter. La technologie photovoltaïque silicium cristallin (Si), développée et commercialisée depuis de nombreuses années, est une technologie mature, offrant des faibles coûts ainsi que des rendements record à plus de 25%, approchant, de quelques pourcents seulement, la limite théorique liée au Si. Ces rendements peuvent être augmentés par la superposition d'une seconde jonction (éventuellement une troisième) à la jonction silicium cristallin. Les cellules solaires multi-jonction à base de matériaux III-V (AlGaAs, GaInP, GaAs) sur Si montrent déjà des rendements supérieurs à 25% à 1 sun (26.2% Cariou et al. 2016) et peuvent être améliorées. De plus la miniaturisation de ce type de cellules permet d'envisager leur utilisation pour alimenter des objets autonomes voire d'imaginer leur intégration dans des systèmes totalement intégrés pour de futures applications. Cependant, la caractérisation de ces cellules multi-jonction s'avère plus complexe que celle des cellules à une seule jonction, et nécessite une méthode spécifique qu'il faut améliorer pour consolider la métrologie des mesures afin d'identifier sur les prototypes réalisés les principaux contributeurs aux pertes d'efficacité, FF et VOC, soit en termes de design, process, contaminants, qualité des matériaux épitaxiés. Le candidat ou la candidate aura la charge de tester les cellules solaires, à multi-jonction III-V sur Si, réalisées au sein des plateformes technologiques du CEA-LETI et du CEA-LITEN-INES. Le candidat effectuera leur caractérisation électrique et optique (I-V, EQE, tests en intérieur et en extérieur) sur des bancs de mesures dédiés sur les sites de Grenoble (CEA-LETI) et Le Bourget du Lac (INES). Suite aux bons résultats obtenus par le Laboratoire des Composants et des Circuits pour l'Energie du LETI, le candidat pourra également être amené à participer à la réalisation des simulations et des calculs (type TCAD) du comportement optique et électrique des cellules testées pour en optimiser l'architecture et le design.A l'aide des résultats des caractérisations, des simulations numériques de ces cellules, et des informations circuit et procédé fournies par les experts, en collaboration avec un doctorant et un post-doc, le candidat suggèrera des pistes d'amélioration des performances des cellules III-V. " |
Email tuteur | pierre.mur@cea.fr |