Production d’électricité en tandem : nouvelles architectures de cellules solaires

Dans le cadre des Journées des Doctorants (JDD) organisées par l’association IMN-SYRA à l’Institut des Matériaux de Nantes Jean Rouxel (IMN), les étudiants en 2^e année de thèse présentent oralement leur travail devant un public scientifique et un prix de la meilleure présentation est attribué.

Cette année, les journées se sont déroulées les 28 et 29 avril et ont décerné le prix à Eugène Bertin, doctorant en co-tutelle dans l’équipe Optoélectronique Hétéroépitaxie et Matériaux (OHM) de l’Institut FOTON de Rennes et l’équipe Matériaux Innovants pour l’Optique, le Photovoltaïque et le Stockage (MIOPS) de l’IMN.

Son projet de recherche consiste en la fabrication de dispositifs novateurs pour la conversion photovoltaïque de l’énergie solaire en électricité. Afin de repousser les limites théoriques de rendement des cellules solaires conventionnelles, des architectures innovantes composées d’empilements complexes de couches fines de matériaux semi-conducteurs sont explorées.

Dans le dispositif visé, deux cellules solaires sont intégrées au sein du même empilement. Une cellule solaire à base de Cu(In,Ga)S₂, spécialisée dans la conversion de la lumière bleue et verte, est déposée sur une autre cellule à base de silicium cristallin spécialisée dans la conversion de la lumière rouge et infrarouge. Ainsi, les deux cellules fonctionnent en tandem et une plus grande partie de l’énergie provenant de notre étoile peut être convertie.

Dans un premier temps, la confection d’empilement d’alliages de Cu(In,Ga)S₂ sur des substrats GaP/Si est étudiée. L’étape suivante consistera à démontrer que de tels empilements peuvent être utilisés pour générer de l’électricité à partir de la lumière.