Direction scientifique
Transfert de connaissances vers l'industrie

Programme de stages

Détermination des propriétés électroniques de matériaux en couches minces pour les applications PV tandems

DTS

Matériaux, physique du solide - Matériaux, physique du solide

Grenoble

Rhône-Alpes

6 mois

7767

Les candidatures doivent être adressées par email et sous forme d'un CV et d'une lettre de motivation détaillant les compétences à :
CEA Grenoble

17 rue des martyrs
38054 Grenoble
e-mail : vanson.nguyen@cea.fr

Le stage se déroulera à l’INES (Le Bourget du Lac) au sein du SMCP/LHET. Le but de ce stage est d’apporter une meilleure connaissance des propriétés électroniques de certains matériaux candidats envisagés pour une structure tandem tels que les films minces de ZnSnN2 et Cu2O. Le candidat mettra en œuvre différents instruments de caractérisation optiques et électriques, combinées à des outils de simulation numérique et de caractérisation des cellules de test afin de déterminer les propriétés de structure de bandes électronique de ces matériaux. Pour cela, il pourra : • Caractériser les films minces par effet Hall (mobilité, concentration de porteurs de charge, resistivité, et énergies d'activation) sur une large gamme de températures, • Etudier la pertinence des modèles actuellement utilisés pour déterminer les bandgaps optiques de ces matériaux par la technique d'ellipsométrie, • Mettre en oeuvre des mesures de travaux de sortie par Sonde Kelvin (SKP). Tout cela pour différents paramètres de dépôt (température, dopage, etc.) Les différents résultats expérimentaux pourront servir de données d'entrée dans des outils de simulation numérique (AFORSHET, PC1D) afin de modéliser ces matériaux et leur influence sur les propriétés d'interfaces en vue d'une intégration dans un dispositif PV à base de silicium. Des structures de test PV intégrant ces couches minces de ZnSnN2 et/ou de Cu2O seront générées et caractérisées (QSSPC, SunsVoc, IV sous lumière) pour confrontrer données expérimentales avec les résultats de simulation... Pour postuler, merci d'envoyer CV + LM à : vanson.nguyen@cea.fr

Détermination des caractéristiques physico-chimiques influant sur l'interconnexion HET et détermination des analyses à réaliser pour les caractériser

DTS

Matériaux, physique du solide - Matériaux, physique du solide

Grenoble

Rhône-Alpes

6 mois

7766

Les candidatures doivent être adressées par email et sous forme d'un CV et d'une lettre de motivation détaillant les compétences à :
CEA Grenoble

17 rue des martyrs
38054 Grenoble
e-mail : vincent.barth@cea.fr

 Le LMPV développe des modules à partir d'une technologie de cellule hétérojonction (HET). L'interconnexion en série de ces cellules nécessite un procédé basse température. Une des méthodes consiste à utiliser des colles ECA (Electrically Conductive Adhesive) pour assembler la cellule et le ruban d'interconnexion et créer un string de cellules. Une méthode de sérigraphie est utilisée aujourd’hui pour effectuer le dépôt de l’ECA sur la cellule photovoltaïque. Ensuite, une fois le ruban d’interconnexion déposé sur la cellule, l’ECA est réticulé par chauffage (<200°C) pour créer l’adhésion entre les deux éléments. Il est donc nécessaire de déterminer un certain nombre de paramètre physico-chimique afin de déterminer le procédé de sérigraphie et l’étape de curing. Par ailleurs, afin de garantir la fiabilité des modules, il est nécessaire que l’interconnexion résiste à différentes sollicitations (mécanique – thermique – chimique). De même, une connaissance des différents matériaux et de leurs éventuelles interactions est nécessaire. L’objectif du stage est : - De déterminer les caractéristiques physico-chimiques et les analyses les plus pertinentes pour caractériser un ECA - De déterminer les caractéristiques de l’adhésion d’un ECA à t0 (électrique, peel-test) - D’évaluer de nouveaux ECA afin de compléter une base de données interne (mécanique, chimique et électrique) Pour postuler, merci d'envoyer CV + LM à : vincent.barth@cea.fr

Caractérisation et modélisation des couches optiques d'un module photovoltaïque

DTS

Optique et optronique - Optique et optronique

Grenoble

Rhône-Alpes

6 mois

7765

Les candidatures doivent être adressées par email et sous forme d'un CV et d'une lettre de motivation détaillant les compétences à :
CEA Grenoble

17 rue des martyrs
38054 Grenoble
e-mail : julien.eymard@cea.fr

 Le stage prendra place dans le Laboratoire des modules photovoltaïques (LMPV) du département des technologies solaires (DTS) du CEA. Situé sur le site de l’institut national de l’énergie solaire (INES) au Bourget-du-Lac, il bénéficie d’un environnement particulièrement favorable, avec des équipements de pointes sur toute la chaine de valeur, des cellules PV jusqu’aux systèmes photovoltaïques. En particulier une plateforme industrielle de fabrication et de caractérisation des modules, une plateforme durabilité et vieillissement regroupant des bancs extérieurs de test en conditions d’éclairement et de température réelles, et des enceintes de vieillissement accéléré. Des équipements permettent également de simuler le comportement thermique et mécanique des modules photovoltaïques. Dans les technologies standard de modules, les couches optiques ont trois constituants principaux : un encapsulant en polymère, un verre trempé, et un backsheet, en plus de la cellule solaire. Le flux solaire incident sur un module subit de multiples phénomènes optiques qui modifient son intensité : réflexion aux interfaces, absorption dans les matériaux, diffusion dans le volume et par la rugosité des interfaces…Dans une démarche d’optimisation de la performance d’un module, il est important de pouvoir simuler numériquement - et donc quantifier - les effets mentionnés ci-dessus. Les logiciels de simulation optique sont nombreux et performants, mais ils nécessitent toujours d’être alimentés par des paramètres d’entrée précis. La caractérisation optique des matériaux et des cellules PV est donc une étape primordiale. En conséquence, l’objectif du stage est double: 1. Caractérisation optique: Mesure en transmission et réflexion à incidence normale pour détermination des indices de réfraction et coefficients d’absorption d’un matériau (longueur d’onde entre 300 et 1300 nm). Mesure de l’impact de la diffusion surfacique des interfaces et des centres diffusants en volume. L’étude pourra être étendue à des mesures à angle d’incidence variable et pour des longueurs d’ondes jusqu’à l’infrarouge moyen. 2. Modélisation numérique: Tester la cohérence des mesures expérimentales et des modèles d’extraction, prévoir le comportement d’un empilement de couche optique. Modèles analytiques et en lancer de rayon. Pour postuler, merci d'envoyer CV + LM à : julien.eymard@cea.fr

Le but est d'étudier différents matériaux et procédés d'encapsulation pour améliorer la durée de vie des cellules solaires pérovskites.

DTS

Chimie - Chimie

Grenoble

Rhône-Alpes

6 mois

7764

Les candidatures doivent être adressées par email et sous forme d'un CV et d'une lettre de motivation détaillant les compétences à :
CEA Grenoble

17 rue des martyrs
38054 Grenoble
e-mail : muriel.matheron@cea.fr

  Le premier objectif est de déterminer et minimiser l’impact de différents matériaux et procédés d’encapsulation sur les performances des cellules solaires pérovskites. Plusieurs voies sont étudiées au laboratoire : - encapsulation par lamination sous vide et à chaud de matériaux thermoplastiques - encapsulation par dispense d’adhésifs liquides ou d’adhésifs sensibles à la pression - dépôt direct de couches de planarisation et de couches barrières aux gaz. On étudiera ensuite le vieillissement de ces dispositifs dans des conditions accélérées, notamment en présence de forts taux d’humidité (85°C et 85% HR). Les expériences seront menées sur des cellules et modules fabriqués au laboratoire. Des caractérisations avancées des dispositifs pérovskites et des matériaux d’encapsulation seront mises en œuvre afin d’identifier les principaux mécanismes de dégradation et apporter des pistes d’amélioration (design des dispositifs pérovskites ou de l’encapsulation). Pour postuler, merci d'envoyer CV + LM à : muriel.matheron@cea.fr

Développement d'outils de caractérisation avancés des cellules photovoltaïques en silicium cristallin

DTS

Instrumentation, métrologie et contrôle - Instrumentation, métrologie et contrôle

Grenoble

Rhône-Alpes

6 mois

7763

Les candidatures doivent être adressées par email et sous forme d'un CV et d'une lettre de motivation détaillant les compétences à :
CEA Grenoble

17 rue des martyrs
38054 Grenoble
e-mail : nicolas.enjalbert@cea.fr

  Le stage se déroulera à l’INES (Le Bourget du Lac) au sein du SMCP (Service Matériaux & Cellules Photovoltaïques). Deux équipements de caractérisation seront étudiés lors de ce stage. Le premier est un équipement de mesure de réponse spectrale, qui sera amélioré et testé sur différentes technologies de cellules solaires à haut rendement. Le deuxième est un équipement de photoluminescence pour des applications en ligne. Il s'agira principalement d'établir des relations entre le signal photoluminescent et les performances finales des dispositifs, de fiabiliser le fonctionnement de l'outil, et d'améliorer le traitement des données de mesure. Pour postuler, merci d'envoyer CV + LM à : nicolas.enjalbert@cea.fr

Modélisation physico-chimique (et éventuellement numérique) du transfert de matière dans un réacteur CO2,sc

DTNM

Chimie - Chimie

Grenoble

Rhône-Alpes

6 mois

7644

Les candidatures doivent être adressées par email et sous forme d'un CV et d'une lettre de motivation détaillant les compétences à :
CEA Grenoble

17 rue des martyrs
38054 Grenoble
e-mail : olivier.lebaigue@cea.fr

Missions : Étudier la fluidique et les transferts de masse associés à la technique d’imprégnation sous CO2 supercritique mise en œuvre dans nos équipements (en batch  ou avec recirculation). Établir les flux des espèces chimiques d’intérêt au sein du fluide et des matériaux à imprégner. Travail de modélisation fluidique qui intégrera un module de prise en compte des phénomènes de solubilisation d’espèces chimiques, des phénomènes de transport d’espèces chimiques au sein de nos équipements et d’améliorer la connaissance de leur interaction avec les échantillons à traiter. In fine, cette connaissance nous permettra de mieux faire le lien entre les conditions de procédé et les propriétés des matériaux obtenus à l’issu des traitements. Validation expérimentale des modèles développés, notamment la mise en place d’outils de caractérisation dédiés, comme la spectroscopie Raman in-situ. Des plans d’expériences seront alors conduits sur des traitements ciblés afin de valider la bonne concordance entre les résultats des modèles et des mesures expérimentales. Pour postuler, merci d'envoyer CV + LM à : olivier.lebaigue@cea.fr

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