Synthèse et mise en oeuvre de perovskites pour l'élaboration de modules photovoltaïques imprimés

par Lukas Wagner

Projet de thèse en 2MGE : Matériaux, Mécanique, Génie civil, Electrochimie

Sous la direction de Stéphane Cros.

Thèses en préparation à Grenoble Alpes , dans le cadre de École doctorale Ingénierie - matériaux mécanique énergétique environnement procédés production (Grenoble) , en partenariat avec CEA Bourget du Lac/INES-RDI/DTS/SMPV/LMPO (laboratoire) depuis le 23-03-2015 .


  • Résumé

    Le développement des dispositifs photovoltaïques à bas coût a progressé suivant deux axes de recherche parallèles : les films minces à base de matériaux inorganiques ou organiques. Jusqu'à présent, aucun matériau de semi-conducteur seul n'a pu combiner la mise en œuvre basse température par voie humide avec des efficacités PV suffisantes pour concurrencer les technologies silicium existantes. Plusieurs travaux récents ont montré qu'un semi-conducteur de la famille des pérovskites organométalliques halogénées (ABX3, CH3NH3PbI3) pouvait satisfaire toutes ces caractéristiques en l'intégrant par évaporation ou par voie solvant à basse température dans des architectures de type NIP déjà éprouvées dans le domaine de l'OPV. Des rendements photovoltaïques de 15% ont déjà été atteints quelle que soit la voie de mise en œuvre choisie. Ceci représente un saut technologique remarquable pour le développement de cellules solaires bas coût. L'objectif de la thèse est donc la synthèse de matériaux pérovskites sans Plomb, leur caractérisation puis leur intégration par voie solvant dans des dispositifs photovoltaïques.

  • Titre traduit

    Synthesis and processing of perovskites for the elaboration of printed photovoltaic modules


  • Résumé

    The development of low-cost photovoltaic devices has progressed following two paths : inorganic-based thin films and organic ones. Unfortunately, until now, there was no semiconducting material that could both be processed at low temperature via humid process and provide sufficient effciencies to compete with silicon-based technologies. Several recent works showed that a semiconductor from the organometal halide perovskite family (ABX3, CH3NH3PbI3) could satisfy all these requirements in both way: evaporation or low-temperature wet processes. They were integrated in NIP devices, well-known architecture within OLED or OPV community. Photovoltaic efficiencies above 15 % were already reached whatever evaporation or wet process was used. This represents a remarkable technological jump for the development of low cost solar cells. The aims of the PhD project is the synthesis of unleaded perovskite materials, their characterization and their integration by wet processes in photovoltaic devices.