Les objets, du matériau au dispositif, élaborés pour atteindre les objectifs de coût et de performance assignés aux cellules solaires, sont de plus en plus complexes et s’éloignent de plus en plus des matériaux, comme le Si cristallin, pour lesquels des modèles et des représentations théoriques robustes ont été élaborées.

Ainsi, pour être bien compris (ce qui n’est pas encore le cas), les mécanismes d’élaboration, les procédés de dépôt, les propriétés optoélectroniques des matériaux allant du Si amorphe ou polymorphe aux organiques, en passant par les semiconducteurs composés polycristallins non stoechiométriques (CIS, CIGS, ZnO,…) et leurs interfaces, du fait de leur complexité, demandent un appui de plus en plus soutenu des techniques de modélisation et de simulation. Il en est de même de l’analyse des dispositifs, qui est indispensable pour comprendre l’impact de divers paramètres physiques de ces matériaux, ainsi que pour la prédiction des rendements pouvant être atteints par les technologies de 2ème et de 3ème générations .

Pour atteindre ces objectifs, nous regroupons les moyens des différents laboratoires à l’origine du projet IPVF pour couvrir les aspects de modélisation et simulation de l’échelle atomistique à l’échelle de la cellule, l’élaboration et la caractérisation des (méta-) matériaux et des cellules, sur les plans électriques, optique et thermique.

Ces actions sont soutenues par la réalisation et la caractérisation d’échantillons pour apporter les points de comparaison nécessaires et la validation des modèles.

Parallèlement, nous développons un axe de modélisation comportementale des cellules indispensable à une approche système et intégrative. Cette action a démarré notamment sur la filière organique.

Nous allons poursuivre l’adaptation de ces outils aux différentes filières poursuivies au sein de la fédération, en tenant compte des différentes interfaces (présence de couches tampon ou non) et en intégrant les effets physiques jusqu’ici non pris en compte, tels que les mécanismes d’effet tunnel, ou les modifications de taux de génération de porteurs libres liées aux effets de nanophotonique et de nanostructures.