Une plus grande expertise et une meilleure technologie solaire
Le film photovoltaïque à couche mince apporte de nombreux bénéfices comparé aux autres technologies, on peut citer une plus faible consommation de matières premières, une meilleure performance à des températures élevées et une sensibilité réduite à la surchauffe. Il est fort probable que cette technologie dépasse rapidement les principales technologies photovoltaïques classiques. Une formation de recherche interdisciplinaire est donc nécessaire pour répondre au manque d'expertise actuel et garantir le futur développement stratégique des technologies photovoltaïques en Europe. Le projet KESTCELLS (Training for sustainable low cost PV technologies: Development of kesterite based efficient solar cells), financé par l'UE, a donc été lancé pour former 12 doctorants et 2 postdocs aux technologies des films photovoltaïques en couche mince les plus modernes. Les chercheurs ont formé ces étudiants en concevant des plans de développement de carrière spécifiques, des programmes de détachements, des séminaires, des ateliers thématiques et des réunions. Ils ont développé des technologies photovoltaïques basées sur la kësterite, un minéral obtenu à partir d'une matière première non toxique et peu coûteuse. Pendant ce projet, les chercheurs ont ainsi acquis une compréhension beaucoup plus approfondie des propriétés intrinsèques des kësterites. Les partenaires du projet ont approfondi leurs connaissances sur l'organisation ordre/désordre de ces minéraux, leur distribution cationique et la manière de développer un modèle de confinement de phonon afin d'évaluer la qualité des différentes couches. L'équipe a également conçu de nouveaux procédés qui incluent les méthodes physiques de dépôt en phase vapeur ou les voies chimiques de synthèse de kësterites de grande qualité. Les chercheurs ont développé des méthodes basées sur la diffusion de la lumière pour assurer le contrôle et la surveillance de ces processus. Les chercheurs ont montré que les kësterites étaient l'un des matériaux les plus prometteurs pour de futures applications photovoltaïques en couches minces en raison de leur abondance et de leur faible toxicité. Les kësterites sont maintenant considérés comme une alternative viable face à la technologie conventionnelle s'appuyant sur les alliages cuivre-indium-gallium-séléniure confrontée à des problèmes de pénurie d'indium et de gallium, ils représentent aujourd'hui l'option principale de la technologie photovoltaïque entièrement exempte de matières premières cristallines. Au moyen de séminaires, de 5 ateliers spécialisés et d'autres activités, les partenaires du projet KESTCELLS ont ainsi formé 14 chercheurs. Cette formation portait sur, entre autres compétences, la gestion, l'écriture de projet et de rapports et l'esprit d'entreprise. Les chercheurs ont réalisé 147 présentations lors de conférences internationales et publié 81 articles dans des revues internationales à comité de lecture. KESTCELLS a ainsi largement contribué à la compréhension des caractéristiques tant fondamentales qu'appliquées des matériaux photovoltaïques. Ces travaux devraient renforcer le savoir-faire et les compétences des chercheurs dans la technologie PV à film mince, assurant ainsi la compétitivité de ce secteur en Europe.
Mots‑clés
Kësterite, technologie solaire, film mince PV, KESTCELLS, cuivre-indium-gallium-séléniure
