Étude et optimisation des procédés et des matériaux pérovskites par recuit photonique pour l’électronique hybride

Slimani, Moulay Ahmed (2025). Étude et optimisation des procédés et des matériaux pérovskites par recuit photonique pour l’électronique hybride. Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

La sensibilité croissante aux enjeux environnementaux et la demande grandissante en énergie font de l’énergie solaire une solution propre et indispensable pour une transition énergétique vers la décarbonation. L’émergence de la technologie photovoltaïque, et le potentiel des matériaux de type pérovskite, qui possèdent des propriétés optiques et électriques remarquables, positionnent les cellules solaires à base de pérovskites comme une solution prometteuse pour l’avenir. Les pérovskites hybrides offrent de nombreux avantages tels qu’une efficacité élevée, un coût de production réduit, ainsi qu’une synthèse et un processus de fabrication simplifiés.

À ce jour, la fabrication des cellules à base de pérovskites repose sur des traitements thermiques conventionnels, avec des temps de recuit relativement longs (de 15 minutes à 1 heure), ce qui limite leur application à grande échelle ou dans des procédés en continu (R2R).

Les travaux de cette thèse visent à répondre à cette problématique. L’objectif principal est d’intégrer le procédé de recuit photonique dans la fabrication des cellules solaires pérovskites pour remplacer le recuit thermique traditionnel. Cette technique sera appliquée aux couches de transport d’électrons et à la couche active de pérovskite. Dans un premier temps, il s’agira de développer un procédé de recuit photonique pour les films de SnO2 déposés sur des substrats en verre, afin d’améliorer leurs propriétés électriques. Dans un second temps, la cristallisation des films de pérovskites sera optimisée pour produire des cellules entièrement traitées par recuit photonique, comparables en performance à celles fabriquées par recuit thermique.

Notre procédé de recuit photonique sera optimisé à l’aide de différentes techniques de caractéri- sation et validé à travers des dispositifs solaires fonctionnels comparables à ceux produits par recuit thermique.

Titre traduit

Study and optimization of processes and perovskite materials using photonic annealing for hybrid electronics

Résumé traduit

The growing sensitivity to environmental issues and the increasing demand for energy make solar energy a clean and essential solution for a transition toward decarbonized energy. The emergence of photovoltaic technology, coupled with the potential of perovskite materials, which have remarkable optical and electrical properties, positions perovskite-based solar cells as a promising solution for the future. Hybrid perovskites offer numerous advantages, such as high efficiency, low production costs, and simplified synthesis and manufacturing processes.

Currently, the production of perovskite-based cells relies on conventional thermal treatments, with relatively long annealing times (from 15 minutes to 1 hour), which limits their large-scale or roll-to-roll (R2R) application.

The aim of this thesis is to address this issue. The primary objective is to integrate photonic curing into the manufacturing process of perovskite solar cells as a replacement for traditional thermal annealing. This technique will be applied to the electron transport layers as well as the active perovskite layer. The first step will involve developing a photonic curing process for SnO2 films deposited on glass substrates to enhance their electrical properties. The second step will focus on optimizing the crystallization of perovskite films to produce fully photonically cured cells with performance comparable to those manufactured using standard annealing.

Our photonic curing process will be optimized using various characterization techniques and validated through functional solar devices comparable to those produced by thermal annealing.

Type de document:	Mémoire ou thèse (Thèse de doctorat électronique)
Renseignements supplémentaires:	"Thèse par articles présentée à l’École de technologie supérieure comme exigence partielle à l’obtention du doctorat en génie". Comprend des références bibliographiques (pages 123-155).
Mots-clés libres:	recuit photonique, perovskite, SnO2, cellule solaire perovskite
Directeur de mémoire/thèse:	Directeur de mémoire/thèse Izquierdo, Ricardo
Codirecteur:	Codirecteur Cloutier, Sylvain G.
Programme:	Doctorat en génie > Génie
Date de dépôt:	30 juin 2025 15:56
Dernière modification:	30 juin 2025 15:56
URI:	https://espace.etsmtl.ca/id/eprint/3659

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