Development of an inorganic perovskite absorber on a large surface, stable, efficient and compatible with tandem devices

Cette thèse s'intéresse au développement de cellules solaires à base de pérovskites inorganiques, notamment CsPbI₃, matériau prometteur pour les applications photovoltaïques grâce à sa stabilité thermique et ses propriétés optiques adaptées aux architectures tandem. Toutefois, sa stabilité de phase reste un défi majeur : à température ambiante, la phase δ non pérovskite est favorisée, nuisant aux performances. Pour surmonter cette instabilité, plusieurs stratégies ont été étudiées : ingénierie d'additifs, ajustement de la composition (CsPb(I₁₋ₓBrₓ)₃), et passivation de surface. Ces approches visent à stabiliser la phase pérovskite et améliorer la qualité des films. L'aspect industriel étant central pour le développement de technologies solaires, avec une attention particulière portée aux dépôts en atmosphère ambiante.La première étape expérimentale a consisté à optimiser la formulation d'encre pour le dépôt par spin-coating, intégrant du bromure et l'additif DMAI. L'ajustement des solvants et des conditions de recuit a permis d'obtenir des films homogènes en conditions ambiantes. Ces améliorations ont conduit à des cellules solaires atteignant un rendement de 12,8 % avec une efficacité moyenne proche de 6 %. Le procédé a ensuite été transféré au slot-die coating, plus adapté à l'échelle industrielle. L'optimisation du séchage a permis d'obtenir des dispositifs avec des performances comparables au spin-coating. Des ajustements supplémentaires (viscosité de l'encre, séchage) ont amélioré l'uniformité et la reproductibilité des films.La suite de la thèse s'est concentrée sur l'optimisation des dispositifs via la modification de l'interface et l'amélioration de la couche de transport de trous (HTL). L'amélioration de la HTL et passivation de surface ont permis d'atteindre un rendement record de 14,8 %. Des minimodules de 4 cm² ont également atteint des rendements supérieurs à 13 % avec passivation. La dernière partie de la thèse s'est concentrée sur l'importance de considérer la stabilité à long terme en parallèle des performances.