Impact de l'environnement chimique sur les mécanismes de dégradation de cellules photovoltaïques en couches minces

Impact of chemical environment on degradation mechanisms in thin film photovoltaics

• Auteur / Autrice : Adèle Debono
• Direction : Polina Volovitch, Nathanaëlle Schneider
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Chimie Physique
• Date : Inscription en doctorat le 01/10/2021
• Etablissement(s) : Université Paris sciences et lettres
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Chimie physique et chimie analytique de Paris Centre
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de Recherche de Chimie Paris
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Interfaces, Électrochimie, Énergie (I2E)
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : École nationale supérieure de chimie (Paris)

Mots clés

Mots clés libres

Corrosion atmosphérique

Photovoltaique en couches minces

Encapsulation

Zone confinée

Atmospheric corrosion

Thin film photovoltaics

Encapsulation

Confined zone

Résumé

Dans les approches courantes de l'énergie photovoltaïque (PV), les effets chimiques de l'environnement dans lequel les systèmes sont utilisés - qui peuvent résulter du climat, de la pollution atmosphérique, du lessivage des matériaux de la cellule ou de la dégradation des matériaux d'encapsulation - sont souvent négligés. Cependant, les mécanismes de dégradation pourrait être grandement affectés par l'environnement, en particulier dans ce cas des cellules photovoltaïques en couches minces. Le but de ce travail de recherche est d'appliquer les approches développées dans le cadre des sciences de la corrosion afin de comprendre les mécanismes de dégradation agissant sur les systèmes photovoltaïques en couches minces. Des modèles simplifiés et complets (cellules PV) seront produits et étudiés après avoir subit des procédures de vieillissement accéléré en combinant des méthodes in situ et ex situ (Raman, spectroscopie Auger et photoluminescence, SEM EDS, électrochimie, light optical microscopy,...).

In the existing reliability approaches in photovoltaics (PV), the effects of the chemistry of the “in use” environment, which can result from climate, atmospheric pollution, leaching from the cell materials or degradation of the encapsulating material, are usually disregarded. The degradation mechanisms could however be strongly affected by the environment. This is in particular important for thin film PV. The proposed work aims to apply the approaches developed in corrosion science in order to understand degradation mechanisms in thin film PV systems and in particular, the effect of the chemistry of the environment on these mechanisms. Model systems and full assemblies (PV cells) will be produced and studied in specifically designed ageing procedures by a combination of in situ and ex situ methods (Raman, photoluminescence and Auger electron spectroscopy, SEM EDS, electrochemistry, light optical microscopy, etc).