A3P - Automated Photonic-pulses Processing for Thin Solar Energy Devices

Le projet A3P (Automated Photonic-Pulses Processing for Thin Solar Energy Devices) se concentre sur le développement des méthodes innovantes pour la production des films photovoltaïques, en particulier cellules solaires à jonction en pérovskite et en tandem pérovskite-silicium.

L'objectif principal est de créer des cellules photovoltaïques (PV) très efficaces tout en réduisant leur impact environnemental et les coûts de production par rapport aux cellules au silicium classiques. Une technique clé dans ce projet est le Flash Infrared Annealing (FIRA), qui permet d'accélérer la fabrication tout en améliorant les performances des cellules solaires. Le projet vise à atteindre une efficacité d'environ 30 % pour ces cellules tandem, tout en réduisant l'empreinte écologique à une fraction de celle des méthodes traditionnelles.

Le projet est pluridisciplinaire, combinant des expertises en mécanique, en science des données, en ingénierie électrique et en science des matériaux pour optimiser les processus de production et permettre leur industrialisation à grande échelle. Un réseau de capteurs installés dans le boîtier FIRA permett de contrôler rapidement les propriétés physiques des matériaux en cours de fabrication. Un ordinateur facilite la collecte, le transfert et la gestion des données à des fins d'analyse et de modélisation. Des approches basées sur les données, telles que le Machine Learning, sont utilisées pour analyser les ensembles de données collectées directement par le système FIRA, ce qui permet d'optimiser les paramètres de fabrication et de détecter les défauts dans les films de pérovskite.

Le processus de synchronisation du système FIRA avec la technique de déposition de film photovoltaïque est en cours de finalisation et le système est prêt à être assemblé. Les paramètres pour contrôler la croissance des cellules solaires en couche mince à base de pérovskite ont été établis avec le système fonctionnel FIRA. Une plateforme cloud pour le stockage, la gestion et le traitement des données permet d'évaluer la qualité des cellules fabriquées grâce à des techniques d'analyse d'images.

À la fin de ce projet, il sera realisé, à l'échelle du laboratoire, un processus complet de production en continu de modules solaires en pérovskite, accompagné d’analyses de coûts et d'impact sur l'environnement, ainsi qu'une roadmap technologique et économique pour l'industrialisation de ces nouvelles applications de l'énergie solaire.

Ce projet est mené en collaboration avec l'EPFL.