L'électricité d'origine photovoltaïque (PV) représente une alternative pérenne aux techniques de production basées sur des ressources non renouvelables. Un levier principal pour rendre l'électricité PV davantage compétitive par rapport aux modes de production traditionnels réside dans l'augmentation du rendement de conversion de la cellule. Cela permet notamment de diminuer la surface utilisée pour une puissance donnée, et de simplifier ainsi fortement les architectures des systèmes PV.

Dans ce contexte, le laboratoire LHET développe une structure de cellules à haut rendement de conversion, dite à hétérojonction de silicium. Cette technologie détient actuellement le record mondial de rendement de conversion sur substrat de silicium (26.7%, Kaneka). Le cœur de la cellule à hétérojonction est constitué d'un substrat de silicium cristallin sur lequel sont déposée des couches de silicium amorphe, qui permettent la passivation des défauts de surface ainsi que la formation de la jonction p-n.

Or les couches ainsi déposées peuvent être dans un état métastable, ce qui est d'autant plus probable que les cadences de production augmentent au fil des années. Cet état transitoire se manifeste notamment par des variations non négligeables du rendement de conversion une fois la cellule placée en conditions de fonctionnement réelles. La littérature sur ce sujet reste peu fournie et les mécanismes avancés mal compris.

Dans ce contexte, l'objectif de ce post-doctorat est double. Dans un premier temps, il s'agira de préciser le mécanisme à l'œuvre via des techniques de caractérisation avancées telles que la spectroscopie FTIR en mode ATR, la Résonance paramagnétique électronique (RPE) ou la µ-Photoluminescence. Pour cela, le candidat pourra s'appuyer sur les outils de pointe de la plateforme de nano-caractérisation du CEA Grenoble, et les expertises associées.
En parallèle, le candidat prendra part au développement d'un prototype spécialement conçu pour étudier ces instabilités sur de larges gammes d'éclairement/températures. L'objectif global est de développer un procédé industriel permettant de tirer profit des instabilités observées, en s'appuyant sur les connaissances scientifiques développées via la caractérisation fines du (des) mécanisme(s) à l'œuvre.