Finaliste Prix EPFL de doctorats 2019 – Jérémie Werner

L’énergie solaire photovoltaïque est sans nul doute clé à la transition énergétique nécessaire pour réduire notre dépendance aux énergies fossiles poluantes. Plus de 95% du marché du photovoltaïque est actuellement dominé par les téchnologies du silicium, qui ont déjà des performances proches de leurs limites théoriques. Dans cette thèse, une nouvelle classe de matériaux photovoltaïques, nommées pérovskites, a été étudiée en combinaison avec le silicium pour créer des cellules à multijunction. Ce concept devrait pouvoir permettre la fabrication de modules photovoltaïques à plus haute densité énergétique et à un prix au watt réduit.

En particulier, cette thèse a permis le développement de techniques de croissance de couches pérovskite conformales sur la surface du silicium texturée avec des pyramides de plusieurs microns. Réduire les pertes optiques a été aussi un des grands défis de cette thèse : minimisation de l’absorption parasitique dans les couches de transport de charges et electrodes, optimization de la structure du dispositif et de toutes ces couches pour minimiser les pertes en réflection. La couche absorbante active en pérovskite a aussi demandé un intense travail pour améliorer ces propriétés optoelectroniques et sa stabilité. Durant les 4 ans de ce travail, plusieurs cellules solaires ont pu être démontrées avec des rendements records au niveau mondial, en jonction simple cellule semitransparente, en tandem 4-terminaux, en tandem monolithique 2-terminaux et en jonction triple monolithique.