Thèse Mécanismes de Dégradation des Cellules Solaires Organiques Correlation Entre Vieillissements Accélérés en Laboratoire et en Conditions d'Usages en Extérieur H/F - Doctorat_Gouv

Établissement : Université de Bordeaux
École doctorale : Sciences Physiques et de l'Ingénieur
Laboratoire de recherche : Laboratoire de l'Intégration du Matériau au Système
Direction de la thèse : Guillaume WANTZ ORCID 0000000230313687
Début de la thèse : 2026-10-01
Date limite de candidature : 2026-05-20T23:59:59

Le projet a pour objectif de mieux comprendre les liens entre le vieillissement accéléré en laboratoire et le comportement réel en extérieur des cellules solaires photovoltaïques organiques (OPV). Ces dispositifs atteignent aujourd'hui des rendements supérieurs à 20 % et offrent des perspectives prometteuses à faible impact environnemental. Toutefois, leur stabilité et leur fiabilité en conditions réelles d'utilisation restent des verrous majeurs à lever. Face à cet enjeu, le projet propose une approche originale combinant des tests normalisés en laboratoire et un suivi en conditions extérieures sur les mêmes dispositifs, grâce à une nouvelle plateforme installée sur le toit du laboratoire IMS. L'acquisition en continu des données environnementales permettra de modéliser les mécanismes de dégradation et de prédire les rendements énergétiques. En privilégiant l'analyse du rendement énergétique cumulé plutôt que de l'efficacité instantanée, le projet vise à établir des relations fiables entre les conditions de test et les conditions réelles, à identifier les mécanismes de dégradation spécifiques aux OPV et à proposer des indicateurs robustes pour leur futur déploiement industriel.

Les cellules solaires organiques ont récemment connu des progrès impressionnants avec des records de rendement de conversion énergétiques dépassant les 20%. Ainsi, cette technologie s'approche d'un niveau de maturité suffisant à son déploiement. Cependant, leur stabilité reste insuffisante. Les mécanismes de dégradations restent mal connus. C'est en particulier vrai lorsque ces cellules sont exposés au soleil, en extérieur, dans des conditions climatiques usuelles (4 saisons). En laboratoire, il est possible de réaliser des études dans des enceintes climatiques permettant d'accélérer la degradation des cellules.

Savoir prédire la durée de vie des cellules solaires OPV en conditions d'usage réelles en extérieur.

L'étudiant devra fabriquer des cellules OPV, au laboratoire IMS. Les échantillons seront étudiés en vieillissement accéléré, en laboratoire, en enceintes climatiques, mais aussi en conditions d'usage opérationnelles (MPP) sur la plateforme de test photovoltaïque sur la toiture du laboratoire à Bordeaux.

L'étudiant devra être titulaire d'un Master en Sciences Physiques, Génie Électrique et/ou Chimie des Matériaux. Il devra maîtriser les principes fondamentaux de physico-chimie nécessaires à la fabrication et à la caractérisation de cellules solaires organiques. Des compétences en génie électrique seront également requises pour le développement de nouvelles cartes électroniques destinées à faciliter l'acquisition de données sur la plateforme de vieillissement des cellules solaires installée sur la toiture du laboratoire. Des connaissances, voire une certaine aisance dans la manipulation de grandes bases de données (Big Data) et dans l'utilisation d'algorithmes d'analyse de données (Data Analysis), constitueront un atout.