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THESIS (Tandem à trois terminaux à HEtérojonction sur cellule solaire SIlicium à contacts interdigitéS en face arrière)
Le rendement de conversion pour le photovoltaïque (PV) à base du Si a atteint le record de 26,7%, ce qui est proche de la limite théorique. Pour aller au-delà, THESIS vise à bénéficier de la combinaison de la maturité de la technologie Si avec les gains en rendement potentiels associés au PV émergent, à travers le développement d'un nouveau tandem PV. Ceci implique l'intégration d'une cellule solaire pérovskite empilée sur une cellule solaire en Si à contacts interdigités en face arrière.
Cette nouvelle technologie de cellule solaire avec 3 terminaux permet de supprimer la contrainte d'appariement photocourant pour les deux cellules constituant la cellule tandem à 2 terminaux, sans avoir besoin de jonction tunnel. Elle facilite par ailleurs l'accès aux différents contacts des cellules supérieure et inférieure sans nécessiter de gravure et sans avoir à aligner les grilles de contact enterrées comme dans les cellules à 4 terminaux.
Grace à la présence d'une barrière sélective, réalisée à partir de discontinuités de bandes intelligentes entre les différentes couches semi-conductrices constituant l'empilement de la structure, il est possible de minimiser les pertes par thermalisation de porteurs photo-générés dans les sous-cellules. L'objectif du projet THESIS est de rendre viable ce concept en utilisant, d'une part, la technologie de cellules solaire silicium à contacts interdigités en face arrière et d'autre part, la technologie émergente de cellules solaires à base de pérovskites. La cellule pérovskite, dont l'absorbeur est à largeur de bande interdite plus grande que celle du silicium, absorbe la partie la plus énergétique de spectre solaire. Elle constitue de ce fait la sous-cellule haute "Top" de la cellule tandem. Une partie du reste du spectre solaire non absorbé par la pérovskite est absorbée par la cellule silicium, qui constitue la sous-cellule basse "Bottom".
Le choix de la structure silicium à contacts en face arrière est justifié par les performances photovoltaïques de cette structure qui constitue l'état de l'art de la filière photovoltaïque silicium dominante.
Le choix de la structure pérovskite est dû à de nombreuses raisons dont le bond spectaculaire et récent des performances de cette technologie émergente comparées à celles des autres filières photovoltaïques en couches minces.
Partenaires THESIS : EDF R&D SITE CHATOU, INL Institut des Nanotechnologies de Lyon, GeePs Laboratoire Génie électrique et électronique de Paris, LITEN CEA Grenoble
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