La recherche sur les cellules photovoltaïques confiée à de jeunes chercheurs à Düsseldorf

Le Ministère fédéral de l’enseignement et de la recherche (BMBF) a confié à un groupe de jeunes chercheurs de l’Institut Max-Planck de recherche sur le fer (MPIE) [1] de Düsseldorf (Rhénanie du Nord-Westphalie) un projet sur les cellules photovoltaïques avec un financement prévu de 1,3 million d’euros. La physicienne franco-roumaine Oana Cojocaru-Mirédin, qui mène des recherches depuis décembre 2009 au MPIE, a été l’une des sept lauréats du concours organisé par le BMBF « BMBFNachwuchs – NanoMatFutur », parmi 36 candidats.

L’objectif des mesures de soutien « NanoMatFutur » du BMBF est de donner la possibilité à un jeune chercheur déjà expérimenté dans la recherche, de mettre en place en Allemagne son propre groupe de jeunes chercheurs indépendants et d’adopter de nouvelles approches interdisciplinaires de recherche en nanotechnologies ou en sciences des matériaux. Les thèmes de recherche sont interdisciplinaires et couvrent par exemple les enjeux sociétaux importants comme le climat, l’énergie, la mobilité ou la santé.

Dans ses projets ambitieux, Oana Cojocaru-Mirédin souhaite étudier, par des méthodes d’analyse hautement spécialisées, l’influence de la composition chimique de cellules photovoltaïques sur le rendement. L’accent est mis sur les technologies basées sur le cuivre, l’indium, le gallium, le di-séléniure (CIGSe) ainsi que le silicium. Ces technologies sont déjà disponibles dans le commerce en raison de leurs faibles coûts de production.

Avec un rendement légèrement au-dessus de 20%, ces cellules solaires font déjà partie des plus efficaces, même si le maximum théorique se situe aux alentours de 30%. « Pour comprendre le rapport entre le processus de fabrication et le degré d’efficacité, une analyse chimique est nécessaire jusqu’au niveau atomique » explique Oana Cojocaru-Mirédin. « Même les plus petites modifications de concentration au niveau de la paroi interne peuvent avoir un impact énorme. Avec les méthodes conventionnelles, ces changements de concentration ne sont pas mesurables ».

Pour cela, la scientifique utilise de nombreuses méthodes spectroscopiques et microscopiques complémentaires. Enutilisant la microscopie à sonde atomique tomographique, un mince échantillon nanométrique du matériau à analyser est découpé et bombardé de rayons laser dans un appareil d’analyse. De cette manière, chaque atome est évaporé l’un après l’autre et détecté, puis une image tridimensionnelle de l’échantillon est reconstituée. Ainsi, il est possible de connaître exactement la position de chaque atome dans l’échantillon, la répartition étant en effet plutôt hétérogène.

Oana Cojocaru-Mirédin est spécialisée dans ce domaine, ayant fait son doctorat à l’Université de Rouen précisément sur ce sujet. Auparavant, cette méthode était uniquement applicable sur des matériaux conducteurs. Néanmoins, Oana Cojocaru-Mirédin a, pour la première fois, démontré qu’il était également possible d’analyser des semi-conducteurs, soit exactement les matériaux utilisés dans les cellules photovoltaïques. Les nouvelles connaissances profitent également à l’industrie de l’énergie solaire, avec laquelle la chercheuse souhaite travailler en étroite collaboration. Les crédits permettront de financer un post-doc, deux doctorants ainsi que de nouveaux appareils.

 

Pour en savoir plus, contacts :

– [1] site internet du MPIE : http://www.mpie.de/
– [2] informations sur le site du BMBF : http://www.bmbf.de/foerderungen/16771.php

 

Sources :

– « Solarzellenforschung in Düsseldorf bekommt Aufwind », communiqué de presse du Cluster NMW.NRW – 04/06/2012 – http://redirectix.bulletins-electroniques.com/a6A5P
– « Solarzellenforschung in Düsseldorf bekommt Aufwind », communiqué de presse du MPIE – 31/05/2012 – http://redirectix.bulletins-electroniques.com/h7DhI

 

Rédacteurs :

Marie-Laetitia Catta, catta@afast-dfgwt.eu