Imagerie corrélative des processus de vieillissement des matériaux photovoltaïques – CLEOPATRA

Les pérovskites halogénures ont suscité un vif intérêt dans la communauté photovoltaïque (PV) en raison de leur haut rendement et de la possibilité de mettre au point une technologie peu coûteuse et adaptable à l'industrie. L'un des principaux inconvénients qui empêchent leur commercialisation est la stabilité à long terme des cellules. Les chercheurs se concentrent aujourd'hui sur l'architecture des dispositifs, où les propriétés de l'interface influent sur les performances finales et la durabilité. Cependant, des questions concernant la physique d’interface restent ouvertes, concernant en particulier les couches de passivation : l’exhaustivité de leur couverture, leurs effets sur l'extraction des porteurs et leur influence sur la stabilité des cellules. En raison de la complexité du système, les outils traditionnels de caractérisation macroscopique peinent à élucider les processus physique et chimique qui composent le fonctionnement des cellules solaires. Ce projet vise à comprendre les propriétés fondamentales des interfaces des technologies PV émergentes par l'utilisation d'une approche de caractérisation basée sur des méthodes d'imagerie. Une plateforme multi-technique et multi-échelle sera employée pour étudier et croiser localement les propriétés chimique, électrique et optique des interfaces des matériaux PV. Une étude systématique et quantitative des propriétés physiques et des compositions chimiques sera réalisée via des expériences operando. Le grand nombre de techniques expérimentales utilisées conduira à l'acquisition de grands ensembles de données multidimensionnelles qui seront ensuite traitées et corrélées en utilisant des méthodes d'intelligence artificielle. Grâce aux méthodes d'apprentissage automatique, je corrélerai l'évolution de plusieurs paramètres physique et chimique à différentes conditions. Ainsi, je construirai des modèles physiques détaillés de la dynamique des propriétés optiques et compositionnelles des matériaux et dispositifs PV.