octobre 2019 – septembre 2023

Projet ANR-19-CE05-0019 (ANR)

Amélioration de l’efficacité de conversion photovoltaïque en agissant sur les mécanismes de thermalisation (Cellules à porteurs chauds).

Contexte

Atteindre des rendements élevés est un élément clé pour la compétitivité du photovoltaïque. Parmi les dispositifs de troisième génération, les cellules solaires à porteurs chauds visent à réduire la thermalisation en obtenant une absorption élevée. Le consortium du projet est bien impliqué dans les récents progrès où la réalisation d’un dispositif complet est proche. L’objectif du projet est donc de concevoir une cellule ultra-mince à porteurs chauds.

Objectifs

Les principaux résultats seront:

  • Développer des techniques de caractérisation pour mesurer l’efficacité atteignable, les propriétés thermodynamiques/thermoélectriques
  • Concevoir des structures nanophotoniques pour collecter efficacement la lumière incidente
  • Développer des modèles numériques incluant la réponse optique et le transport électrique
  • Fabriquer et optimiser des cellules à haut rendement (v) étudier des approches originales pour augmenter la température des porteurs

Production scientifique

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Articles dans une revue15 document

  • Thomas Vezin, Hamidreza Esmaielpour, L. Lombez, Jean-François Guillemoles, Daniel Suchet. Optical determination of thermoelectric transport coefficients in a hot-carrier absorber. Physical Review Applied, 2024, 22 (3), pp.034018. ⟨10.1103/PhysRevApplied.22.034018⟩. ⟨hal-04692872⟩
  • Thomas Vezin, Hamidreza Esmaielpour, Laurent Lombez, Jean-François Guillemoles, Daniel Suchet. Optical determination of thermoelectric transport coefficients in a hot-carrier absorber. Physical Review Applied, 2024, 22 (3), pp.034018. ⟨10.1103/PhysRevApplied.22.034018⟩. ⟨hal-04727293⟩
  • Thomas Vezin, Nathan Roubinowitz, Laurent Lombez, Jean-François Guillemoles, Daniel Suchet. Direct determination of electron and hole temperatures from continuous-wave photoluminescence measurements. Physical Review B, 2024, 110 (12), pp.125207. ⟨10.1103/PhysRevB.110.125207⟩. ⟨hal-04704228⟩
  • Yongjie Zou, Hamidreza Esmaielpour, Daniel Suchet, Jean-François Guillemoles, Stephen M Goodnick. The role of nonequilibrium LO phonons, Pauli exclusion, and intervalley pathways on the relaxation of hot carriers in InGaAs/InGaAsP multi-quantum-wells. Scientific Reports, 2023, 13 (1), pp.5601. ⟨10.1038/s41598-023-32125-2⟩. ⟨hal-04308096⟩
  • I. Makhfudz, N. Cavassilas, Y. Hajati, H. Esmaielpour, F. Michelini. Coherent-Phonon-Driven Hot-Carrier Effect in a Superlattice Solar Cell. Physical Review Applied, 2023, 19 (4), pp.044002. ⟨10.1103/PhysRevApplied.19.044002⟩. ⟨hal-04524877⟩
  • Hamidreza Esmaielpour, Laurent Lombez, Maxime Giteau, Jean‐françois Guillemoles, Daniel Suchet. Impact of excitation energy on hot carrier properties in InGaAs multi‐quantum well structure. Progress in Photovoltaics, 2022, 30 (11), pp.1354-1362. ⟨10.1002/pip.3599⟩. ⟨hal-03863668⟩
  • I Makhfudz, N Cavassilas, M Giteau, H Esmaielpour, D Suchet, et al.. Enhancement of hot carrier effect and signatures of confinement in terms of thermalization power in quantum well solar cell. Journal of Physics D: Applied Physics, 2022, 55 (47), pp.475102. ⟨10.1088/1361-6463/ac94dd⟩. ⟨hal-04062983⟩
  • I. Makhfudz, Y. Hajati, Enrick Olive. High-temperature magnetization reversal in the inertial regime. Physical Review B, 2022, 106 (13), pp.134415. ⟨10.1103/PhysRevB.106.134415⟩. ⟨hal-03994359⟩
  • Nicolas Cavassilas, Imam Makhfudz, Anne-Marie Daré, Michel Lannoo, Guillaume Dangoisse, et al.. Theoretical demonstration of a hot-carrier effect in ultra-thin solar-cell. Physical Review Applied, 2022, 17 (6), pp.064001. ⟨10.1103/PhysRevApplied.17.064001⟩. ⟨hal-03833978⟩
  • Mohammad Alipourzadeh, Yaser Hajati, Imam Makhfudz. Photo- and exchange-field controlled line-type resonant peaks and enhanced spin and valley polarizations in a magnetic WSe 2 junction. Journal of Physics D: Applied Physics, 2022, 55 (16), pp.165301. ⟨10.1088/1361-6463/ac48ae⟩. ⟨hal-04174794⟩
  • Nicolas Cavassilas, Imam Makhfudz, Anne-Marie Daré, Michel Lannoo, Guillaume Dangoisse, et al.. Theoretical Demonstration of Hot-Carrier Operation in an Ultrathin Solar Cell. Physical Review Applied, 2022, 17 (6), pp.064001. ⟨10.1103/PhysRevApplied.17.064001⟩. ⟨hal-04064455⟩
  • Hamidreza Esmaielpour, Laurent Lombez, Maxime Giteau, Jean‐françois Guillemoles, Daniel Suchet. Impact of excitation energy on hot carrier properties in InGaAs multi-quantum well structure. Progress in Photovoltaics, In press, 30 (11), pp.1354-1362. ⟨10.1002/pip.3599⟩. ⟨hal-03277659⟩
  • Hamidreza Esmaielpour, Laurent Lombez, Maxime Giteau, Amaury Delamarre, Daniel Ory, et al.. Investigation of the spatial distribution of hot carriers in quantum-well structures via hyperspectral luminescence imaging. Journal of Applied Physics, 2020, 128 (16), pp.165704. ⟨10.1063/5.0022277⟩. ⟨hal-02988730⟩
  • Inès Massiot, Andrea Cattoni, Stéphane Collin. Progress and prospects for ultrathin solar cells. Nature Energy, 2020, 5, pp.959-972. ⟨10.1038/s41560-020-00714-4⟩. ⟨hal-02999759⟩
  • Maxime Giteau, Edouard de Moustier, Daniel Suchet, Hamidreza Esmaielpour, Hassanet Sodabanlu, et al.. Identification of surface and volume hotcarrier thermalization mechanisms in ultrathin GaAs layers. Journal of Applied Physics, 2020, 128 (19), pp.193102. ⟨10.1063/5.0027687⟩. ⟨hal-03022819⟩

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