Description du sujet de thèse
Domaine
Défis technologiques
Sujets de thèse
Investigation des Modes de Dégradation des modules PV pour les applications en Moyenne Tension
Contrat
Thèse
Description de l'offre
Afin de réduire les pertes énergétiques et les coûts, les centrales photovoltaïques ont vu leur niveau de tension augmenter, qui devrait dépasser les 1500 Vdc normatifs pour atteindre jusqu'à 3000 Vdc prochainement. Des tensions encore plus élevées, jusqu'à 9000 V, pourraient offrir des avantages économiques très significatifs.
L'augmentation de la tension pose des défis scientifiques majeurs car elle se retrouve à l'intérieur de certains modules PV entre le cadre métallique et les cellules. Cela entraîne des dégradations regroupées sous le terme de Potential-Induced Degradation (PID), entraînant des pertes de puissance significatives. Ces dégradations peuvent avoir plusieurs origines : un court-circuit de la jonction PN (PID-s), une dépolarisation de la couche de passivation de la cellule solaire (PID-p) ou une corrosion de la métallisation (PID-c). La compréhension des phénomènes de PID à tension moyenne reste limitée, et il manque des études complètes sur les matériaux des modules, l'interaction entre PID et vieillissement, ainsi que le comportement du PID dans des technologies de cellules avancées.
La thèse proposée vise à identifier les propriétés des matériaux nécessaires pour que les modules PV puissent supporter des tensions élevées, en combinant approche expérimentale et simulation.
Le doctorant devra caractériser les matériaux PV (verres, encapsulants) sous des tensions allant jusqu'à 9000 V, évaluer l'impact du vieillissement sur les propriétés de ces matériaux, étudier l'influence des conditions environnementales sur le PID, modéliser la distribution du champ électrique dans les modules PV, et développer des stratégies de mitigation du PID. Cette recherche sera réalisée en collaboration entre le G2Elab et le CEA, combinant expertise en caractérisation des matériaux sous moyenne tension et fabrication des modules photovoltaïques.
Université / école doctorale
Localisation du sujet de thèse
Site
Grenoble
Critères candidat
Formation recommandée
ingénieur matériaux et physique
Demandeur
Disponibilité du poste
01/09/2025
Personne à contacter par le candidat
BABICS maxime < email supprimé pour raison de sécurité >
CEA
DES/DTS//LSA
50 avenue du Lac Léman
F-73375 Le-Bourget-du-Lac
04.79.79.28.11
Tuteur / Responsable de thèse
RAIN Pascal < email supprimé pour raison de sécurité >
Université Grenoble Alpes - G2Elab
Laboratoire G2Elab
G2Elab - GreEn-ER - Office 5-C-21
21 avenue des martyrs
CS 90624
38031 Grenoble
+33 (0)4 56 52 86 95
En savoir plus
https://www.ines-solaire.org/
Domaine
Défis technologiques
Sujets de thèse
Investigation des Modes de Dégradation des modules PV pour les applications en Moyenne Tension
Contrat
Thèse
Description de l'offre
Afin de réduire les pertes énergétiques et les coûts, les centrales photovoltaïques ont vu leur niveau de tension augmenter, qui devrait dépasser les 1500 Vdc normatifs pour atteindre jusqu'à 3000 Vdc prochainement. Des tensions encore plus élevées, jusqu'à 9000 V, pourraient offrir des avantages économiques très significatifs.
L'augmentation de la tension pose des défis scientifiques majeurs car elle se retrouve à l'intérieur de certains modules PV entre le cadre métallique et les cellules. Cela entraîne des dégradations regroupées sous le terme de Potential-Induced Degradation (PID), entraînant des pertes de puissance significatives. Ces dégradations peuvent avoir plusieurs origines : un court-circuit de la jonction PN (PID-s), une dépolarisation de la couche de passivation de la cellule solaire (PID-p) ou une corrosion de la métallisation (PID-c). La compréhension des phénomènes de PID à tension moyenne reste limitée, et il manque des études complètes sur les matériaux des modules, l'interaction entre PID et vieillissement, ainsi que le comportement du PID dans des technologies de cellules avancées.
La thèse proposée vise à identifier les propriétés des matériaux nécessaires pour que les modules PV puissent supporter des tensions élevées, en combinant approche expérimentale et simulation.
Le doctorant devra caractériser les matériaux PV (verres, encapsulants) sous des tensions allant jusqu'à 9000 V, évaluer l'impact du vieillissement sur les propriétés de ces matériaux, étudier l'influence des conditions environnementales sur le PID, modéliser la distribution du champ électrique dans les modules PV, et développer des stratégies de mitigation du PID. Cette recherche sera réalisée en collaboration entre le G2Elab et le CEA, combinant expertise en caractérisation des matériaux sous moyenne tension et fabrication des modules photovoltaïques.
Université / école doctorale
Localisation du sujet de thèse
Site
Grenoble
Critères candidat
Formation recommandée
ingénieur matériaux et physique
Demandeur
Disponibilité du poste
01/09/2025
Personne à contacter par le candidat
BABICS maxime < email supprimé pour raison de sécurité >
CEA
DES/DTS//LSA
50 avenue du Lac Léman
F-73375 Le-Bourget-du-Lac
04.79.79.28.11
Tuteur / Responsable de thèse
RAIN Pascal < email supprimé pour raison de sécurité >
Université Grenoble Alpes - G2Elab
Laboratoire G2Elab
G2Elab - GreEn-ER - Office 5-C-21
21 avenue des martyrs
CS 90624
38031 Grenoble
+33 (0)4 56 52 86 95
En savoir plus
https://www.ines-solaire.org/
