Postée il y a 7 jours
Ce projet de thèse porte sur le développement et l'application de méthodes in situ pour comprendre les mécanismes physico-chimiques responsables de la dégradation des dispositifs photovoltaïques (PV) en conditions réelles d'utilisation. Les modifications chimiques ou électrochimiques induites par les principaux facteurs de stress du vieillissement dans les couches absorbantes et les interfaces des cellules solaires seront étudiées par des analyses multi-échelles combinées (de 100 nm pour la spectroscopie ToF-SIMS et Raman jusqu'à 1 mm pour la spectroscopie XPS et le cm² pour l'imagerie optique). L'effet des conditions difficiles (humidité et température élevées, présence d'espèces agressives) sera étudié in situ par spectroscopie confocale Raman. Des analyses par imagerie optique et microscopie Raman seront réalisées sur les échantillons lors d'essais accélérés cycliques en chambres ou dans des cellules in situ spécialement conçues. Les étapes initiales de la dégradation seront également étudiées par les techniques ToF-SIMS et XPS, permettant d'accéder à une reconstruction 3D haute résolution des interfaces et à la redistribution des espèces élémentaires (y compris H et traceurs isotopiques) et moléculaires. En combinant des études chimiques (Raman) et physiques (photoluminescence, impédance électrique) in situ du système, une corrélation entre l'évolution chimique et les propriétés optoélectroniques et électriques sera recherchée afin d'appréhender les mécanismes de dégradation. Les connaissances acquises au cours de ces travaux sont nécessaires au développement de nouvelles stratégies, tant pour des procédures fiables d'évaluation de la durabilité en conditions réelles de nouveaux matériaux que pour de nouvelles approches d'amélioration de la durabilité.