Photovoltaïque, Plasmas, Couches Minces

Politique scientifique. Objectifs

L'activité scientifique de l'équipe "Photovoltaïque, Plasmas, Couches Minces" est principalement dédiée à l'étude des procédés d'élaboration de couches minces par dépôt chimique ou physique en phase gazeuse (CVD: Chemical Vapor Deposition - PVD: Physical Vapor Deposition) ainsi qu'à l'étude des propriétés photovoltaïques ou thermomécaniques de matériaux soumis à des contraintes sévères. Les procédés de dépôt activés par plasma froid (PACVD: Plasma-Assisted CVD (figure 1) et pulvérisation RF magnétron), qui permettent de synthétiser des films de diverse nature à température modérée, sont tout particulièrement étudiés. Les études concernent les plasmas à basse pression et les plasmas à pression atmosphérique. L'utilisation de fortes concentrations pour la conversion photovoltaïque de l'énergie solaire est également au centre des recherches développées.

    Les recherches combinent analyses expérimentales (diagnostic de réacteurs, caractérisation de matériaux) et modélisation. Elles visent notamment à :
  • mieux comprendre les processus en jeu au cours des opérations de traitements de surface assistées ou non par plasma afin d'optimiser les procédés correspondants. Ceci passe par l'établissement de corrélations : procédé - structure - propriétés fonctionnelles des surfaces.
  • mieux comprendre les interactions des matériaux avec des milieux agressifs (sollicitations mécaniques et/ou thermiques, atmosphères corrosives et/ou haute température) afin d'optimiser leur tenue dans ces milieux.
  • mieux comprendre les processus contrôlant la photogénération des porteurs, afin d'améliorer les performances des matériaux et dispositifs utilisés pour la conversion photovoltaïque.
    Sur le plan des applications, elles concernent principalement:
  • la protection thermomécanique de matériaux, en particulier la réduction des pertes d'énergie par frottement
  • la conversion photovoltaïque de l'énergie solaire, concentrée ou non concentrée

Thèmes scientifiques

Moyens spécifiques

  • Procédés de dépôt
    • PACVD (Basse pression : multi-sources (µonde/RF/BF), surfaguide (µonde/BF) et BF capacitif. Pression atmosphérique: décharge barrière diélectrique et jet de plasma) → f = 10 kHz - 2,45 GHz
    • PVD (Pulvérisation RF magnétron et évaporation)
    • CVD & Transport chimique en phase vapeur à courte distance (CSVT: Close Spaced Vapor Transport)
  • Traitement thermique
    • Fours de recuit et recuit rapide à lampes (RTA)
  • Outils de diagnostic in situ des procédés (Ellipsométrie, photographie rapide (5 ns), spectroscopie d'émission, de masse, sondes électrostratiques…)
  • Outils de caractérisation des matériaux (FTIR, AFM, Sinton, Semi-Lab, I-V, Nanoindenteur, Tribomètres, scratch-test, profilomètre…)
  • Caractérisation modules et flux solaire (Tracker 2 axes, Pyrheliomètre, spectroradiomètre, puissancemètres, cameras CCD,…)
  • Outils de modélisation (Fluent, Comsol, SRIM, Zemax, PC1D…)

Personnels de l'équipe

Permanents



Laurent THOMAS, PR1 UPVD, Responsable
Françoise MASSINES, DR1 CNRS
Francis TEYSSANDIER, DR1 CNRS
Marie-Agnes COURTY, DR2 CNRS
Alain DOLLET, DR2 CNRS
Kamal DJESSAS, PR1 UPVD
Alexis VOSSIER, CR2 CNRS
Stéfano GRILLO, MdC UPVD (temps partagé)
Jean-Michel MARTINEZ, MdC UPVD
Arnaud PERONA, MdC UPVD
Sébastien QUOIZOLA, MdC UPVD
Emmanuel HERNANDEZ, IGE UPVD
Hervé GLENAT, AI CNRS

CDD




Vincent PARES

ATER



Kahina MEDJNOUN, bourse Averroes

Doctorants



Laurie DI GIACOMO (depuis 2014)
Antoine GROSJEAN (depuis 2014)
Antoine LEMAIRE (depuis 2016)
Romain MAGNAN (depuis 2016)
Danielle NGOUE (depuis 2017)
Joya ZEITOUNY, bourse Ministère (depuis 2015)

Post-Doctorants




Jean-Francois LELIEVRE