Analyse et modélisation des mécanismes de récupération et de dégradation dans les cellules solaires en pérovskite

Analysis and modeling of recovery and degradation mechanisms in perovskite solar cells

• Auteur / Autrice : Guillem Álvarez pérez
• Direction : Jean-François Guillemoles, Jean-Baptiste Puel
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Physique
• Date : Inscription en doctorat le 06/11/2023
• Etablissement(s) : Institut polytechnique de Paris
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale de l'Institut polytechnique de Paris
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut Photovoltaïque d'Île-de-France

Mots clés

Mots clés libres

Photovoltaïque

Pérovksite

Stabilité de la pérovskite

Récupération et dégradation des pérovskites

Modélisation

Machine Learning

Photovoltaics

Perovskite

Perovskite Stability

Perovskite Degradation and Recovery

Modelling

Machine Learning

Résumé

Au cours de la dernière décennie, les cellules solaires pérovskites ont suscité une attention croissante de la part de la communauté photovoltaïque en raison de l'amélioration de leur efficacité de conversion de l'énergie et de leurs faibles coûts de fabrication. Cette situation ouvre la voie à un déploiement rapide de cette technologie sur le marché de l'énergie photovoltaïque. Cependant, leur stabilité reste un défi et doit être bien comprise pour obtenir des modules solaires pérovskites fiables. L'objectif de cette thèse est de contribuer au manque de compréhension de la logique physique des mécanismes régissant la dégradation et la récupération des performances des modules pérovskites. A cette fin, les dispositifs dans lesquels la récupération et la dégradation sont présentes expérimentalement doivent être modélisés. L'objectif initial est de modéliser les caractéristiques optoélectriques des mécanismes simulés et de reproduire les performances initiales des cellules solaires. Ainsi, la raison d'être des problèmes de stabilité sera correctement abordée afin d'identifier les mécanismes qui expliquent le mieux le comportement expérimental. Par conséquent, ce travail vise à fournir de nouvelles informations sur la récupération et la dégradation des cellules solaires en pérovskite, en se concentrant sur les mécanismes physiques ayant un impact sur les dispositifs, sur la base des résultats expérimentaux.

For the last decade, perovskite solar cells have attracted increasing attention from the photovoltaics community due to the improvement of their power conversion efficiency and low fabrication costs. This presents a window of opportunity for this technology to be rapidly deployed in the photovoltaic market. However, their stability remains a challenge and it needs to be properly understood to obtain reliable perovskite solar modules. The goal of this thesis is to contribute to the lack of comprehension of the physical rationale behind mechanisms governing perovskite module's performance degradation and recovery. To this end, devices in which recovery and degradation are present experimentally are to be modelled. The initial scope is to model the optoelectrical characteristics of simulated mechanisms and reproduce the initial performances of solar cells. Thus, the rationale behind stability issues will be properly addressed in order to identify which mechanisms better explain the experimental behaviour. Therefore, this work aims to provide new insights into recovery and degradation of perovskite solar cells, focusing on the physical mechanisms impacting the devices based on experimental results.