Transport de charge dans le photovoltaïque par imagerie multidimensionnelle de luminescence

par Adrien Bercegol

Thèse de doctorat en Physico-chimie

Sous la direction de Laurent Lombez.

Soutenue le 17-12-2019

à Paris Sciences et Lettres , dans le cadre de École doctorale Physique et chimie des matériaux (Paris) , en partenariat avec Institut photovoltaïque d’Île-de-France (laboratoire) , École nationale supérieure de chimie (Paris) (établissement de préparation de la thèse) et de Institut photovoltaïque d’Île-de-France (laboratoire) .

Le président du jury était Zhuoying Chen.

Le jury était composé de Daniel Ory, Bernard Geffroy, Emmanuelle Deleporte.


  • Résumé

    L’IRDEP (UMR EDF-CNRS-ChimieParisTech) est spécialisé dans la conception et l’élaboration de cellules solaires en couches minces. Nous développerons dans cette thèse de nouvelles méthodes de caractérisation permettant une cartographie (imagerie) des propriétés de transport des cellules à différentes échelles sur plusieurs technologies photovoltaïques. Des expériences basées sur la photoluminescence (PL) et les différentes techniques associées en régime transitoire (résolution temporelle, modulation optique, modulation électrique) seront utilisées. Le travail se base sur la suite d’une thèse CIFRE (Gilbert El-Hajje) où l’analyse des déclins temporels de PL sur CIGS a été faite. La PL pourra être corrélée à l’analyse d’autres signaux complémentaires tels que l’Electroluminescence (EL) voire à la Cathodoluminescence (CL). Ajoutons que la PL est une méthode de caractérisation purement optique, sans contacts électriques, qui permet un contrôle qualité à différentes étapes de fabrication et présente alors un fort intérêt dans le milieu industriel. En effet, cette technique de mesure se développe dans plusieurs industries pour le control in-line des dispositifs: l'intensité de PL est liée à la tension de circuit ouvert et le temps de déclin de la PL est lié au rendement des cellules.

  • Titre traduit

    Charge transport in photovoltaics via multidimensional luminescence imaging


  • Résumé

    IRDEP specialises in the development of thin film solar cells. New characterization methods will be developped during this thesis, allowing to map transport properties at numerous scales inside various types of solar cells. We plan to realise experiments based on photoluminescence (PL) and different associated techniques (spatial resolution, optical modulation, electrical modulation). This work is based on a previous thesis (by Gilbert El-Hajje), in which PL decay in CIGS solar cells has been analyzed. PL correlation with other signals such as electroluminescnce and cathodoluminescence will be investigated. What's more, PL is an essentially optical characterization method, thus contactless, which allows an effective quality at every step of the production process. That's why many industries have shown interest for this technique, by developping in-line control. The PL intensity is related to the open-cuircuit voltage, as well as the signal decay time to the cell efficiency.


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