Imagerie corrélative des processus de vieillissement des matériaux photovoltaïques

Correlative imaging of ageing processing of photovoltaic materials

• Auteur / Autrice : Tommaso Raimondi
• Direction : Jean-François Guillemoles, Stefania Cacovich
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Physique
• Date : Inscription en doctorat le 01/09/2024
• 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

Photoluminescence

Photovoltaïque

Pérovskites

Photoluminescence

Photovoltaic

Perovskites

Résumé

Ce projet vise à comprendre les propriétés fondamentales des interfaces dans les technologies photovoltaïques émergentes grâce à une approche complexe de caractérisation multi-échelle et multi-dimensionnelle. L'objectif final est d'étudier expérimentalement les principaux facteurs limitants qui entravent les progrès dans ce domaine, en particulier la stabilité des cellules et l'optimisation de la performance des dispositifs. Pour ce faire, une plateforme de caractérisation multi-technique et multi-échelle sera développée afin d'étudier et de relier localement les propriétés interfaciales chimiques, électriques et optiques des cellules solaires à halogénures pérovskites. En particulier, pour valider diverses stratégies de passivation et de stabilisation des défauts, une étude systématique et quantitative des propriétés physiques et des compositions chimiques sera menée par le biais d'expériences operando. Cette approche permettra de mieux comprendre les pertes et les processus de dégradation, leur corrélation avec les processus de synthèse ainsi que l'architecture de l'interface. En outre, l'utilisation d'algorithmes de traitement d'images et de méthodes d'apprentissage automatique pour le traitement et l'analyse des données sera testée et mise en œuvre. Ceci permettra l'évaluation et le suivi de divers paramètres physiques et chimiques, en réduisant de manière significative le temps d'acquisition des données. La thèse sera menée dans le cadre du projet ANR JCJC CLEOPATRA.

This project aims to understand the fundamental properties of the interfaces in emerging photovoltaic technologies through a complex multi-scale and multi-dimensional characterization approach. The ultimate goal is to experimentally investigate the main limiting factors hindering progress in the field, specifically cell stability and device performance optimization. To achieve this, a multi-technique and multi-scale characterization platform will be developed to investigate and locally interlink the chemical, electrical, and optical interfacial properties of halide perovskite solar cells. In particular, to validate various defect passivation and stabilization strategies, a systematic and quantitative study of physical properties and chemical compositions will be conducted via operando experiments. This approach will provide a comprehensive understanding of the losses and degradation processes and their correlation with synthesis processes and interface architecture. Furthermore, the use of image processing algorithms and machine learning methods for data processing and analysis will be tested and implemented. This will allow for the evaluation and monitoring of various physical and chemical parameters, significantly reducing data acquisition time and rapidly sorting through noisy and complex multidimensional datasets. The thesis will be conducted within the framework of the JCJC ANR project CLEOPATRA.