Développement dun outil décoconception quantitative de modules photovoltaïques F/H

Offre de stage : Développement d’un outil d’écoconception quantitative de modules photovoltaïques F/H

Type de contrat : Stage

⏳ Durée : 6 mois

Lieu de travail : Palaiseau (91120)

Formation : M2, école d’ingénieur ou formation spécialisée en écoconception, environnement, énergie ou matériaux.

️ Date de début souhaitée : Mars 2027

Contexte : l’IPVF

L’IPVF est un pôle scientifique et technique dédié à la recherche et au développement de technologies solaires. Il accueille sur son site son propre personnel, ainsi que les salariés de ses partenaires et ceux des sociétés extérieures.

L’IPVF a pour ambition de devenir l’un des principaux centres mondiaux de recherche, d’innovation et de formation dans le domaine de la transition énergétique.

Son objectif premier est d’améliorer les performances et la compétitivité des cellules photovoltaïques et de développer des technologies de rupture, en s’appuyant notamment sur un programme de recherche ambitieux, une plateforme technologique de pointe et des activités de formation.

L’écoconception à l’IPVF

L’écoconception est une approche essentielle pour identifier les possibilités de réduction des impacts environnementaux des produits dès leur phase de conception, tout en tenant compte des contraintes technologiques et économiques associées.

Elle devient d’autant plus stratégique que le cadre réglementaire se renforce : des exigences en matière d’écoconception pour les modules photovoltaïques sont en cours de préparation dans le cadre du règlement européen sur l’écoconception des produits durables (ESPR), le règlement sur l’industrie « zéro net » (Net-Zero Industry Act) introduit des critères de durabilité dans les appels d’offres publics, et les appels d’offres de la Commission de régulation de l’énergie (CRE) en France prennent déjà en compte l’empreinte carbone des modules. L’écoconception devient ainsi un enjeu majeur pour le développement et l’accès au marché des nouvelles technologies photovoltaïques.

Dans le secteur photovoltaïque, des méthodologies d’évaluation environnementale ont été développées pour les modules à base de silicium (Si). Cependant, l’émergence de nouvelles technologies, notamment les modules à base de pérovskites (PVK) et les architectures tandem Si/PVK et PVK/PVK, nécessite d’adapter et d’étendre ces approches afin de prendre en compte leurs caractéristiques technologiques spécifiques, leurs performances et leur durabilité à long terme.

L’IPVF a développé un outil quantitatif de notation pour l’écoconception permettant de comparer différentes options de conception selon leurs impacts environnementaux et économiques, afin d’accompagner les fabricants dans leurs prises de décision.

Les premiers résultats ont mis en évidence plusieurs axes d’amélioration, notamment la comparaison des technologies en fonction de leurs rendements, l’automatisation du traitement des données d’analyse du cycle de vie (ACV), l’intégration des contraintes de faisabilité technique et de durée de vie, ainsi que l’amélioration de l’évaluation des paramètres des cellules à pérovskites selon des critères environnementaux et économiques.

Missions principales

L’objectif du stage est de poursuivre le développement de l’outil existant afin d’améliorer sa robustesse, son applicabilité et son niveau d’automatisation, tout en étendant son utilisation aux technologies émergentes à base de pérovskites et aux architectures tandem.

Le ou la stagiaire contribuera notamment aux missions suivantes :

• Amélioration de l’outil de notation : affiner la méthodologie existante afin de mieux comparer les différentes options d’écoconception selon leurs impacts environnementaux et économiques. Développer notamment des indicateurs permettant de quantifier les effets économiques des améliorations environnementales, par exemple le coût associé à une réduction des émissions de CO₂.
• Extension aux technologies émergentes : adapter l’outil aux modules à base de pérovskites (PVK) et aux architectures tandem Si/PVK et PVK/PVK, en tenant compte de leurs caractéristiques technologiques spécifiques et de leurs perspectives de durabilité.
• Comparaison des performances environnementales : intégrer les variations de rendement, la dégradation des performances et la durée de vie des modules afin de comparer les différentes technologies sur la base de leur production d’électricité sur l’ensemble de leur durée de vie.
• Automatisation sous Python : développer des scripts Python pour automatiser le transfert et le traitement des résultats d’ACV issus de SimaPro, faciliter l’évaluation de différents scénarios de conception et améliorer la fiabilité et l’efficacité de l’outil.
• Intégration de la faisabilité technique : prendre en compte les contraintes de fabrication, la robustesse mécanique et les risques de dégradation afin d’évaluer la pertinence des solutions d’écoconception sur l’ensemble de la durée de vie des modules.
• Développement de représentations graphiques : concevoir des diagrammes standardisés permettant d’analyser les variations de paramètres spécifiques des modules et de visualiser les compromis entre performances, impacts environnementaux et coûts.
• Application et recommandations : tester l’outil amélioré sur différents scénarios de conception et formuler des recommandations pour l’écoconception des modules photovoltaïques de nouvelle génération.

Le ou la stagiaire travaillera en étroite collaboration avec l’équipe d’analyse technico-économique et environnementale, ainsi qu’avec l’équipe de fabrication des modules photovoltaïques à base de pérovskites et des modules tandem de l’IPVF.

Profil recherché

• English (required) / French (recommended)
• Étudiant(e) en M2, en école d’ingénieur ou dans une formation pertinente en environnement, énergie, matériaux ou écoconception.
• Maîtrise de Python et expérience en programmation (requises).
• Connaissances en analyse du cycle de vie (ACV) et en analyse technico-économique (TEA) (recommandées).
• Expérience avec SimaPro ou OpenLCA (recommandée).
• Connaissances de base en photovoltaïque (recommandées).

  Contacts : CV à transmettre par mail à :

Alejandra GALARZA [email protected]

Liliane BOUNASSIF [email protected]

Pierre-Philippe GRAND [email protected]

 Site internet : IPVF

Internship Offer: Development of a Quantitative Ecodesign Tool for Photovoltaic Modules F/H

Contract type: Internship

⏳ Duration: 6 months

Location: Palaiseau (91120)

Education: Master's degree (M2), engineering school, or specialized program in ecodesign, environmental sciences, energy, or materials science.

️ Expected start date: March 2027

Context: IPVF

IPVF is a scientific and technical institute dedicated to the research and development of solar technologies. It hosts its own staff, employees from its partner organizations, as well as personnel from external companies on its premises.

IPVF aims to become one of the world's leading centers for research, innovation, and training in the field of energy transition.

Its primary objective is to improve the performance and competitiveness of photovoltaic cells and develop breakthrough technologies, supported by an ambitious research program, a state-of-the-art technological platform, and training activities.

Ecodesign at IPVF

Ecodesign is an essential approach for identifying opportunities to reduce the environmental impacts of products from the design stage onwards, while considering the associated technological and economic constraints.

It is becoming increasingly strategic as the regulatory framework evolves: Ecodesign requirements for photovoltaic modules are being prepared under the European Ecodesign for Sustainable Products Regulation (ESPR), the Net-Zero Industry Act introduces sustainability criteria in public tenders, and French Energy Regulatory Commission (CRE) tenders already take the carbon footprint of photovoltaic modules into account. Ecodesign is therefore becoming a major issue for the development and market access of emerging photovoltaic technologies.

In the photovoltaic sector, environmental assessment methodologies have been developed for silicon (Si)-based modules. However, the emergence of new technologies, particularly perovskite (PVK)-based modules and Si/PVK and PVK/PVK tandem architectures, calls for these approaches to be adapted and extended to account for their specific technological characteristics, performance, and long-term durability.

IPVF has developed a quantitative Ecodesign scoring tool to compare different design options according to their environmental and economic impacts, in order to support manufacturers in their decision-making processes.

Initial results have highlighted several areas for improvement, including the comparison of technologies based on their efficiency, automation of Life Cycle Assessment (LCA) data processing, integration of technical feasibility and lifetime constraints, and improved assessment of perovskite cell parameters based on environmental and economic criteria.

Main missions

The objective of this internship is to further develop the existing tool to improve its robustness, applicability, and level of automation, while extending its use to emerging perovskite-based technologies and tandem architecture.

The intern will contribute to the following activities:

• Improvement of the scoring tool: refine the existing methodology to better compare different Ecodesign options based on their environmental and economic impacts. Develop indicators to quantify the economic implications of environmental improvements, such as the cost associated with reducing CO₂ emissions.
• Extension to emerging technologies: adapt the tool to perovskite (PVK)-based modules and Si/PVK and PVK/PVK tandem architectures, considering their specific technological characteristics and durability prospects.
• Comparison of environmental performance: integrate variations in efficiency, performance degradation, and module lifetime to compare different technologies based on their electricity generation over their entire service life.
• Automation using Python: develop Python scripts to automate the transfer and processing of LCA results from SimaPro, facilitate the assessment of different design scenarios, and improve the reliability and efficiency of the tool.
• Integration of technical feasibility: consider manufacturing constraints, mechanical robustness, and degradation risks to assess the relevance of Ecodesign solutions throughout the entire module lifetime.
• Development of graphical representations: design standardized diagrams to analyze variations in specific module parameters and visualize trade-offs between performance, environmental impacts, and costs.
• Application and recommendations: test the improved tool on different design scenarios and formulate recommendations for the Ecodesign of next-generation photovoltaic modules.

The intern will work in close collaboration with the Techno-Economic and Environmental Analysis team, as well as IPVF's Perovskite and Tandem Module Fabrication team.

Candidate profile

• English (required) / French (recommended)
• Master's student (M2), engineering student, or student enrolled in a relevant program in environmental sciences, energy, materials science, or ecodesign.
• Proficiency in Python and programming experience (required).
• Knowledge of Life Cycle Assessment (LCA) and Techno-Economic Assessment (TEA) (recommended).
• Experience with SimaPro or OpenLCA (recommended).
• Basic knowledge of photovoltaic technologies (recommended).

 Contacts : Applications to send to

Alejandra GALARZA [email protected]

Liliane BOUNASSIF [email protected]

Pierre-Philippe GRAND [email protected]

 Website: IPVF