ANR SOLART

Study of Optical Layering and Advanced Research Techniques on Sb₂Se₃ for photovoltaic applications

Etude des Couches Optiques et Techniques de Recherche Avancées sur Sb₂Se₃ pour des Applications Photovoltaïques.

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Du 01/01/2026 au 31/12/2029

 

Coordinateur du projet : Camille LATOUCHE (Prof UNIV)

 

Partenaires : ISCR (UMR 6226 CNRS/Univ. Rennes 1, Michel CATHELINAUD (IR CNRS))

                       

Personnels IMN impliqués : Stéphane JOBIC (DR CNRS), Thomas LEPETIT (MC UNIV), Jean-Yves NEVELLEC (IR CNRS), Jonathan HAMON (IE CNRS)

 

Financement total : 372843 € dont 223 273,80 € pour l’IMN

 

Ce projet cible l'optimisation du Sb₂Se₃ pour des applications photovoltaïques (PV).

Sb₂Se₃ est un matériau prometteur grâce à sa grande stabilité, sa faible toxicité et ses propriétés électroniques favorables.

Malgré des avancées récentes, l'efficacité de conversion énergétique (PCE) des cellules à base de Sb₂Se₃ reste inférieure à sa limite théorique de 30 % d’où la nécessité de recherches supplémentaires. L'objectif principal du projet est d'améliorer l'efficacité des dispositifs PV à base de Sb₂Se₃. Les propriétés de luminescence seront privilégiées ainsi que l'ingénierie des défauts. L'optimisation des interfaces avec notamment Zn₁₋ₓSnₓO (ZTO) comme couche tampon sera également étudiée.

 

Des calculs de premiers principes et une validation expérimentale seront combinés. Ils permettront au consortium de simuler et de prédire les spectres de luminescence. La formation des défauts et la modélisation d’un alignement optimal des bandes entre le Sb₂Se₃ et sa couche tampon seront ainsi explorées. Ces approches théoriques orienteront la synthèse et la caractérisation de films de Sb₂Se₃ de haute pureté. Leur dopage améliora des propriétés électroniques comme la concentration et la mobilité des porteurs de charge. Des techniques de caractérisation comme la luminescence, la spectroscopie Raman et l'UPS (UV photoelectron spectroscopy soit en français : spectrométrie photoélectronique UV), fourniront des informations détaillées sur la qualité et les performances des matériaux. Ce projet vise donc à développer des cellules solaires de nouvelle génération avec une efficacité supérieure à 15 % en renforçant le potentiel du Sb₂Se₃ en tant qu'alternative durable au silicium dans l'industrie PV.