PIE - Programme Interdisciplinaire Energie 2010-2013

Compte tenu des objectifs très ambitieux fixés suite au récent Grenelle de l’environnement, un effort de recherche fondamental important doit être produit pour tirer profit des énergies renouvelables. Le projet s’inscrit dans le développement de la filière solaire photovoltaïque (PV) silicium, qui présente les avantages d’être non toxique, fiable et robuste. Un des enjeux majeurs est l’augmentation des rendements des cellules solaires. Pour y parvenir, l’objectif est de convertir les photons de grande énergie en photons dont l’énergie se situe dans le maximum d’efficacité des cellules (down conversion). Cette modification spectrale sera mise en œuvre par des couches minces déposées en face avant des cellules. Le principe physique utilisé pour la conversion spectrale est la photoluminescence. Parmi les systèmes les plus prometteurs, nous étudierons les matériaux ZnO et SnO2. Ces matrices hôtes seront dopées par différentes terres rares (Tb, Yb, Nd) afin d’obtenir les propriétés de conversion recherchées. Les techniques d’élaboration utilisées sont la pulvérisation et l’évaporation, qui sont compatibles avec les procédés de fabrication actuels de la cellule standard. L’objectif scientifique est la compréhension des mécanismes de transfert d’énergie entre la matrice et la terre rare ou entre les terres rares. L’objectif technologique est la fabrication de cellules sur silicium afin de valider les concepts. Pour mener à bien ces objectifs, le projet réunit des partenaires expérimentées dans l’élaboration des couches minces, des processus de conversion par photoluminescence, et des cellules photovoltaïques à base de silicium cristallin (c-Si).