Quantification des facteurs de vieillissement des cellules photovoltaïques à base de pérovskite par

 Quantification des facteurs de vieillissement des cellules photovoltaïques à base de pérovskite par une matrice d’essais accélérés

 Contrat : Stage

⏳Durée : 6 mois

  Date : 01/02/2027

 Localisation : Palaiseau (91120)

 Formation : Ingénieur ou M2 en sciences des matériaux / Physique appliquée/Energie et environnement

 Contexte :

L’institut Photovoltaïque d’Île-de-France , institut pour la transition énergétique créé en 2013, est un pôle scientifique et technique dédié à la recherche et au développement de technologies solaires. Sur son site situé à Paris-Saclay, il fédère son propre personnel,

des 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 sur quatre leviers :

• Un programme de recherche ambitieux ;
• L’accueil, sur son site de Paris-Saclay, de 150 chercheurs et de leurs laboratoires
• Une plateforme technologique de pointe (8 000 m²) ouverte aux acteurs de la filière photovoltaïque, et regroupant plus de
• 100 équipements de pointe situés dans des salles blanches.

Performances des dispositifs photovoltaïques

L’IPVF contribue activement au développement des technologies photovoltaïques émergentes, notamment les cellules solaires à pérovskite. Les rendements, fiabilité et stabilité à long terme de ces technologies constituent encore des enjeux majeurs pour leur transfert vers des applications industrielles. Les essais en conditions réelles extérieures permettent d’évaluer directement le comportement des dispositifs mais nécessitent de long temps de mesures. Les essais de vieillissement accélérés constituent ainsi une approche essentielle pour évaluer plus rapidement la fiabilité des dispositifs photovoltaïques. Toutefois, l’accélération du vieillissement par l’application de contraintes plus intenses ne peut être pertinente que si l’influence de chaque facteur est préalablement comprise et quantifiée. La température, l’irradiance, la polarisation électrique et l’historique d’exposition peuvent en effet influencer différemment l’évolution des performances, avec des effets potentiellement couplés.

 Objectifs :

Ce stage vise à établir une matrice d’essais en conditions contrôlées et accélérées, réalisée en chambre climatique, afin d’isoler puis de combiner différents facteurs de vieillissement. L’objectif est de mieux comprendre leur influence sur la stabilité des dispositifs photovoltaïques à pérovskite et de contribuer à l’élaboration de protocoles de vieillissement accéléré plus pertinents.

Le stage consiste à caractériser des dispositifs pérovskites, avec plusieurs techniques opto-électroniques, puis à développer et formaliser des protocoles et des procédures expérimentales. Le stagiaire définira des conditions de mesure fiables (préconditionnement, sens et vitesse de balayage, temps d’exposition, puissance d’excitation, etc.). Sur la base des résultats obtenus, il rédigera des procédures utilisables par l’ensemble de l’équipe.

 Missions principales et résultats attendus :

Le stage répondra aux missions suivantes :

1. Étude de l’influence des facteurs de vieillissement

• Caractérisation des performances électriques et propriétés opto-électroniques par mesures I-V sous simulateur solaire, électroluminescence et photoluminescence.
• Mise en œuvre d’essais en chambre climatique à différentes températures, sous illumination ou dans l’obscurité.
• Étude de différentes conditions de polarisation électrique (Voc, Jsc, MPPT…), selon les protocoles retenus.
• Suivi et analyse de l’évolution des performances pour identifier les effets individuels et combinés des différentes contraintes.

2. Étude de l’historique d’exposition et suivi de la photoluminescence

• Analyse de l’influence de l’historique d’illumination, notamment à travers la dose cumulée d’énergie lumineuse reçue.
• Analyse croisée des données électriques et optiques pour étudier les évolutions des dispositifs et les phénomènes physiques associés.

4. Comparaison des vieillissements indoor et outdoor

• Comparaison des dynamiques de vieillissement à partir des mesures I-V, électroluminescence et de photoluminescence.
• Analyse de la répétabilité et des corrélations entre les comportements observés en conditions accélérées et réelles.
• Mesures et analyse comparatives sur plusieurs échantillons/modules

Ce stage contribuera à une meilleure compréhension des facteurs gouvernant la stabilité des cellules photovoltaïques à pérovskite.

Les principaux résultats attendus sont :

1. L’établissement d’une matrice d’essais permettant d’étudier les effets individuels et combinés des facteurs de vieillissement.
2. L’identification des tendances d’évolution des performances en fonction des conditions de vieillissement et de l’historique d’exposition.
3. La mise en relation des évolutions électriques et optiques pour comparer les dynamiques de vieillissement indoor et outdoor.
4. Une évaluation comparative selon des échantillons/modules.
5. La formulation de recommandations pour améliorer la pertinence des protocoles de vieillissement accéléré.

 Profil:

Compétences techniques :

• Matériaux/Physique appliquée
• Mesures expérimentales
• Analyse des données
• Photovoltaïque

Compétences humaines

• Proactif
• Curieux
• Travail en équipe

 Candidatures : CV et email de motivation à envoyer à [email protected], [email protected], [email protected], [email protected]

 Website: IPVF