FR3016236A1 - HYBRID SYSTEM OF HIGH-YIELD SOLAR CELLS WITH THERMOELECTRIC NANOGENERATORS MERGED IN THE MASS OR ACHIEVABLE ON RIGID OR FLEXIBLE SUBSTRATES - Google Patents

HYBRID SYSTEM OF HIGH-YIELD SOLAR CELLS WITH THERMOELECTRIC NANOGENERATORS MERGED IN THE MASS OR ACHIEVABLE ON RIGID OR FLEXIBLE SUBSTRATES Download PDF

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Abstract

L'invention propose une solution innovante à haute rendement pour la production et le stockage de l'énergie intermittente des cellules et systèmes solaires sur films modulable et transférable sur support, intégrable au substrat des cellules flexibles ou panneaux rigides solaires comprenant de préférence une hybridation par ajouts de convertisseurs de rayonnements invisibles et thermiques avec possibilité de stockage primaire de l'électricité à bord ou au niveau de la cellule utilisant notamment la superficie surfacique de la cellule y logeant le système de conversion de l'énergie solaire en énergie électrique. De conception efficace, il est façonnable par segment ou par partition et offre une maintenance facile par division pour des surface importante et il réduit considérablement le coût par watt pour une surface donnée tout en augmentant de manière significative les efficiences des cellules solaires. L'invention utilise la technique de déposition et de construction des couches hybrides en 3D modélisée par une conception innovante d'augmentation de surface de stockage et l'efficience du système, ainsi que des options d'hybridation ou de composants piézo/thermoélectriques pour capturer les calories sur la face arrière. La cellule capture les rayons du soleil arrivant sur sa surface. Celle-ci absorbe la lumière visible, ultraviolet et le proche infrarouge. Les rayonnements invisibles traversent la couche absorbante et arrivent sur le convertisseur à grande puissance qui émet la lumière additionnelle. La chaleur et calories sont transformées par des Nanogénérateurs thermoélectriques à des courants additionnels noyés dans la masse ou déposé sur substrats rigides ou flexibles. Les cellules photovoltaïques peuvent être du type organique ou/et inorganique en couches minces et/ou ETA ou en tandem, apportées par greffes, imprimées, par croissance ou déposées.The invention proposes an innovative high efficiency solution for producing and storing the intermittent energy of solar cells and solar systems on flexible and transferable films on a support, which can be integrated into the substrate of flexible cells or rigid solar panels, preferably comprising hybridization by means of additions of invisible and thermal radiation converters with the possibility of primary storage of electricity on board or at the level of the cell, in particular using the surface area of the cell housing the system for converting solar energy into electrical energy. Efficiently designed, it is segmentable or partitionable and offers easy divisional maintenance for large areas and significantly reduces the cost per watt for a given area while significantly increasing solar cell efficiencies. The invention utilizes the 3D hybrid layer deposition and construction technique modeled by an innovative storage surface augmentation design and system efficiency, as well as hybridization options or piezo / thermoelectric components to capture the calories on the back side. The cell captures the sun's rays arriving on its surface. This absorbs visible, ultraviolet and near infrared light. Invisible radiation passes through the absorber layer and arrives at the high-power converter that emits additional light. The heat and calories are converted by thermoelectric nanogenerators to additional currents embedded in the mass or deposited on rigid or flexible substrates. The photovoltaic cells may be of the organic and / or inorganic type in thin layers and / or ETA or in tandem, provided by grafts, printed, by growth or deposited.

Description

I SYSTEME HYBRIDE DE CELLULES SOLAIRES A HAUTS RENDEMENT MUNI DE NANOGENERATEURS THERMOELECTRIQUE FUSIONNEES DANS LA MASSE OU REALISABLE SUR SUBSTRATS RIGIDES OU FLEXIBLES DOMAINE DE L'INVENTION Le secteur d'énergie solaire a connu ces dernières années une émergence rapide et sans précédent d'une nouvelle classe des cellules solaires à structure hybride, organique-inorganique. Les cellules photovoltaïques' à base de la pérovskite d'halogénure entre dans cette catégorie dont le rendement de conversion est en progression rapide et continue.I HYBRID SYSTEM OF HIGH-YIELD SOLAR CELLS WITH THERMOELECTRIC NANOGENERATORS MERGED IN THE MASS OR ACHIEVABLE ON RIGID OR FLEXIBLE SUBSTRATES FIELD OF THE INVENTION The solar energy sector has experienced in recent years a rapid and unprecedented emergence of a new class of solar cells with hybrid structure, organic-inorganic. Photovoltaic cells based on halide perovskite fall into this category whose conversion efficiency is rapidly and continuously increasing.

Les premières cellules pérovskites ont atteint le niveau confirmé de 16.2% à la fin de l'année 2013, cette efficience est ensuite augmentée à 20.3% fin 2014. Cette demande de brevet d'invention traite les différents aspects techniques de cette nouvelle génération des cellules photovoltaïques (PV) et présente les défis de future pour leur développement et commercialisation.The first perovskite cells reached the confirmed level of 16.2% at the end of 2013, this efficiency is then increased to 20.3% at the end of 2014. This patent application deals with the different technical aspects of this new generation of cells. photovoltaics (PV) and presents the future challenges for their development and commercialization.

L'accent dans cette démarche industrielle est mis sur l'aspect de modélisation, la simulation numérique et la fabrication de la performance des cellules pérovskites en termes de leur rendement de conversion de l'énergie solaire ou PCE2. Ce document fait suite aux travaux de R&D de l'inventeur et s'appuie sur les résultats de recherches scientifiques intensifs menés depuis plusieurs années dans l'ingénierie des cellules solaires à base de CIGS3 et la technologie ALD4. Il s'inscrit dans le cadre d'un projet industriel à grande échelle qui concerne la réalisation d'une cellule solaire hybride. Cette structure inorganique-organique bénéficiera des propriétés à la fois de CIGS et Pérovskite. Ce document est divisé en quatre grandes parties, la première est consacrée à la technologie des cellules PV à structure Pérovskite, ainsi qu'à leur mécanisme de fonctionnement. La deuxième partie en plusieurs sections traite le problème de la modélisation mathématique de la structure de pérovskite. Après avoir présenté la méthode de Spectroscopie de l'impédance, devenue un outil majeur pour l'étude des propriétés et qualités des cellules solaire DSC5, dont le mécanisme de fonctionnement s'apparente à celui des pérovskites.Emphasis in this industrial approach is on the modeling aspect, the numerical simulation and the fabrication of perovskite cell performance in terms of their solar energy conversion efficiency or PCE2. This document follows the inventor's R & D work and is based on the results of intensive scientific research conducted for several years in the engineering of solar cells based on CIGS3 and ALD4 technology. It is part of a large-scale industrial project that involves the creation of a hybrid solar cell. This inorganic-organic structure will benefit from the properties of both CIGS and Perovskite. This document is divided into four main parts, the first of which is dedicated to Perovskite PV cell technology and their mechanism of operation. The second part in several sections deals with the problem of mathematical modeling of the perovskite structure. After presenting the method of impedance spectroscopy, become a major tool for the study of the properties and qualities of solar cells DSC5, whose mechanism of operation is similar to that of perovskites.

Le modèle de diffusion-recombinaison, un outil indispensable pour la compréhension du mode opératoire des cellules DSC est ensuite discuté. Ce modèle nous conduit au circuit équivalent du modèle mathématique sur lequel les différentes simulations numériques seront effectuées dans la 3eme partie. La quatrième partie traite des structures des nanofils et nanotubes et leur caractéristique piézoélectrique ou thermoélectrique, introduit la notion des thermo nanogénérateurs ainsi que leur synthèse pour une intégration dans les matières premières ou surface intermédiaire collecteur. 1 PV dans la suite 2 Power Conversion Energy 3 Cuivre, Indium, Gallium et Sélénium 4 Atomic Layer Deposition 5 Dye-Sensitized Cells Les structures de type nano possèdent généralement des propriétés assez différentes des matériaux massifs de même composition. En thermoélectricité les nanostructures sont développées dans le but d'améliorer le rendement de conversion en utilisant les propriétés accru en termes de diffusion électronique et la possibilité de faire varier la diffusion thermique dans les nanofils. L'améliorations notables du facteur de mérite thermoélectrique (ZT), a été prédite théoriquement puis observé expérimentalement. Les deux principaux effets observés sont une forte diffusion des phonons par les joints de grains (frontières entre les différents grains constituant le matériau) induisant une diminution de la conductivité thermique de réseau, et des effets de confinement (phénomène de type quantique) des porteurs de charge qui modifient fortement les propriétés de transport électrique (conductivité électrique et coefficient Seebeck). Des valeurs très élevées du facteur de mérite ZT, de l'ordre de 2,5 à la température ambiante, ont ainsi été observées en laboratoire dans des structures nano. À l'heure actuelle, ces structures sont principalement envisagées pour des applications à des températures basses ou moyennes (<150 °C). Il est important de noter que la présente invention est encore mieux compris grâce aux brevets d'invention antérieurs de ROUSTAEI & Al sur la réalisation de cellules solaires sur substrat souple en continue et en rouleau-à-rouleau (R2R).The diffusion-recombination model, an indispensable tool for understanding the procedure of DSC cells is then discussed. This model leads us to the equivalent circuit of the mathematical model on which the different numerical simulations will be carried out in the 3rd part. The fourth part deals with the structures of nanowires and nanotubes and their piezoelectric or thermoelectric characteristic, introduces the notion of thermo nanogenerators as well as their synthesis for an integration in the raw materials or intermediate collector surface. 1 PV in the suite 2 Power Conversion Energy 3 Copper, Indium, Gallium and Selenium 4 Atomic Layer Deposition 5 Dye-Sensitized Cells Nano-type structures generally have quite different properties from solid materials of the same composition. In thermoelectricity the nanostructures are developed with the aim of improving the conversion efficiency by using the increased properties in terms of electron diffusion and the possibility of varying the thermal diffusion in the nanowires. Significant improvements in the thermoelectric merit factor (ZT) have been theoretically predicted and then observed experimentally. The two main effects observed are a strong diffusion of phonons by the grain boundaries (boundaries between the different grains constituting the material) inducing a decrease in the network thermal conductivity, and confinement effects (quantum-type phenomenon) of the carriers of charge that strongly modify the electrical transport properties (electrical conductivity and Seebeck coefficient). Very high values of the merit factor ZT, of the order of 2.5 at room temperature, have thus been observed in the laboratory in nano structures. At present, these structures are mainly envisaged for applications at low or medium temperatures (<150 ° C). It is important to note that the present invention is even better understood by virtue of the prior patents of ROUSTAEI & Al on the realization of solar cells on continuous flexible substrate and roll-to-roll (R2R).

Cette application est une extension et une demande de brevet ultérieure avec revendication de la priorité interne d'une demande de brevet d'invention numéro FR1400035 (ROUSTAEI) de réalisation de cellules solaires à bord du substrat de la cellule flexible en rouleau-à-rouleau ; Et de brevet FR1400036 (ROUSTAEI) Système de production de film flexible solaire à haut rendement destiné à des cellules photovoltaïques par construction atomique, hybride organique-inorganique, tandem et hybridation multi-faces ; Et de brevet FR14 01389 (ROUSTAEI) système de conversion, de production, de stockage, de transport et de distribution de l'énergie solaire pour route muni de gestion intelligente avec éclairage, affichage ou signalisation LEDS et système de recharge sans fil pour véhicules électriques en mouvement ; Et de brevet FR14 01492 (ROUSTAEI) système de stockage d'électricité sur film, modulable et transférable sur support, intégrable au substrat des cellules ou embarque sur panneaux solaires (stockage abord) et intégrés tous quatre, dans la présente application dans leur globalité par référencement. Ses inventions sont des priorités répondent aux besoins d'optimisation de la production électrique et de ses systèmes de stockage, dans le but d'apporter une solution de production et de stockage à court-termes aux énergies intermittentes. A plus long-termes, ses applications de demande de brevet sont des inventions clés pour la production, stockage, transport et la gestion intelligente de l'énergie solaires qui sont les composants de la route et de ville intelligentes de demain (smart City).This application is an extension and a subsequent patent application claiming the internal priority of a patent application number FR1400035 (ROUSTAEI) for producing solar cells on board the substrate of the flexible roll-to-roll cell. ; And patent FR1400036 (ROUSTAEI) High efficiency solar flexible film production system for photovoltaic cells by atomic construction, organic-inorganic hybrid, tandem and multi-face hybridization; Patent FR14 01389 (ROUSTAEI) system for converting, producing, storing, transporting and distributing solar energy for roads equipped with intelligent management with lighting, LEDS display or signaling and wireless charging system for electric vehicles moving ; Patent FR14 01492 (ROUSTAEI) film storage system, flexible and transferable on support, integrable to the substrate of the cells or embarked on solar panels (storage first) and integrated all four, in the present application in their entirety by SEO. His inventions are priorities meet the needs of optimization of electricity production and its storage systems, with the aim of providing a solution for short-term generation and storage of intermittent energy. In the long run, its patent application applications are key inventions for the production, storage, transportation and intelligent management of solar energy that are the smart city components of the road and smart city of tomorrow.

INTRODUCTION Ces dernières années, la communauté de l'énergie photovoltaïque a découvert une nouvelle technologie de conversion photovoltaïque, utilisant un matériau de type pérovskite. Le potentiel d'évolution de cette technologie a été fulgurant puisqu'en quelques mois seulement les laboratoires sont passés de 11 % de rendement à des records à plus de 20 %. Cette nouvelle architecture de cellule (décrite ultérieurement) possède de nombreux avantages tels que : - Des coûts de fabrication faibles du fait de la possibilité de les fabriquer à l'air libre - Des rendements théoriques proches de 23 % - Par une combinaison avec des structures classiques les rendements pourraient dépasser les 30 % - Une tension de sortie de 1,2 V sans effet notable de l'intensité lumineuse - La compatibilité avec des substrats flexibles et grandes surfaces Mais surtout le matériau actif est réalisé avec des éléments abondants (C, H, N, halogène, Pb), permettant d'envisager une utilisation peu contraignante d'un point de vue approvisionnement en matières premières.INTRODUCTION In recent years, the photovoltaic energy community has discovered a new photovoltaic conversion technology, using a perovskite material. The evolution potential of this technology has been phenomenal, as in just a few months the laboratories have gone from 11% efficiency to records of more than 20%. This new cell architecture (described later) has many advantages such as: - Low manufacturing costs due to the possibility of manufacturing them in the open air - Theoretical yields close to 23% - By a combination with structures conventional yields could exceed 30% - An output voltage of 1.2 V with no noticeable effect of light intensity - Compatibility with flexible substrates and large surfaces But especially the active material is made with abundant elements (C, H, N, halogen, Pb), making it possible to envisage a less restrictive use from a point of view of supply of raw materials.

En revanche quelques améliorations sont envisageables, puisque l'absorption est moins bonne que des cellules classiques dans l'infra-rouge (d'où le projet d'hybridation), et la présence de plomb dans la couche pérovskite. Ce document présente l'architecture de la cellule ainsi que la succession d'étapes nécessaires à sa fabrication. Par la suite, une vue des spécifications techniques de notre plateforme de développement est proposée, pour conclure sur le projet d'hybridation. Par ailleurs, les nanofils apportent un regard nouveau sur le développement technologique. Leurs propriétés, pour des même matériaux, peuvent être très différentes et parfois même remodelées en fonction des techniques de fabrication, par rapport aux matériaux massifs. Les nanofils sont définis comme une nanostructure donc le diamètre est exprimé en nanomètre (généralement quelques dizaines de nanomètres) mais possédant une longueur quelconque (jusqu'à plusieurs millimètre). Les nanofils sont similaires aux nanotubes qui présentent une structure cristalline particulière de forme tubulaire mais qui, aux contraires des nanofils sont creux. Ils sont composés d'atomes régulièrement disposés en pentagones, hexagones ou heptagones. Mais à l'inverse des nanotubes, il n'est pas nécessaire de maitriser la chiralité du composé pour la fabrication des nanofils. Différentes matériaux peuvent être utilisés pour l'élaboration des nanofils tels que des métaux, des organiques, des alliages inorganiques, des halogénures et des composites. L'élaboration et la synthèse des nanofils a été grandement facilité par la croissance de la technique VLS (Vapeur-Liquide-Solide) qui permet la synthèse de nanofils de matériaux de très grande qualité. Ces méthodes consistent à amener de la matière sous forme gazeuse au voisinage d'un catalyseur à la surface d'un substrat. Il se produit une précipitation en phase solide qui fixe le diamètre de croissance du fil à la taille du catalyseur. Le principal avantage des nanofils résident dans leurs propriétés. Ils possèdent en effet des propriétés remarquables, en fonction des matériaux, de relaxations élastiques, de transport et diffusion électroniques, de transport et diffusion thermique et de transport et diffusion optique. À cette échelle, les propriétés électroniques des nanofils sont dominées par les effets quantiques (apparition de niveaux d'énergie discrets, renforcement des interactions électroniques...). Par exemple, la bande interdite des nanofils de semi-conducteurs augmente lorsque leur diamètre diminue à cause du confinement quantique. La longueur d'onde à laquelle les nanofils peuvent absorber ou émettre de la lumière dépend donc de leur géométrie. Les premières études de transport ont notamment mis en évidence des phénomènes de cohérence quantique sur des échelles de l'ordre de la centaine de nanomètres, permettant d'accéder à des régimes de conduction tels que le transport balistique. De plus, La composition du nanofils peut être modulée à volonté le long de son axe de croissance afin d'introduire des défauts structurels ou des changements de propriétés localisés ce qui permet de réaliser des dispositifs originaux et innovants.However some improvements are possible, since the absorption is less good than conventional cells in the infra-red (hence the hybridization project), and the presence of lead in the perovskite layer. This document presents the architecture of the cell as well as the succession of steps necessary for its manufacture. Subsequently, a view of the technical specifications of our development platform is proposed, to conclude on the hybridization project. In addition, nanowires bring a new perspective on technological development. Their properties, for the same materials, can be very different and sometimes even remodeled according to manufacturing techniques, compared to massive materials. Nanowires are defined as a nanostructure so the diameter is expressed in nanometers (generally a few tens of nanometers) but having any length (up to several millimeters). Nanowires are similar to nanotubes that have a particular crystalline structure of tubular form but which, unlike nanowires are hollow. They are composed of atoms regularly arranged in pentagons, hexagons or heptagons. But unlike nanotubes, it is not necessary to master the chirality of the compound for the manufacture of nanowires. Different materials can be used for the development of nanowires such as metals, organic, inorganic alloys, halides and composites. The development and synthesis of nanowires has been greatly facilitated by the growth of the VLS (Vapor-Liquid-Solid) technique which allows the synthesis of nanowires of very high quality materials. These methods involve bringing gaseous material in the vicinity of a catalyst to the surface of a substrate. Solid phase precipitation occurs which sets the growth diameter of the wire to the size of the catalyst. The main advantage of nanowires lies in their properties. They have remarkable properties, depending on materials, elastic relaxations, electronic transport and diffusion, thermal transport and diffusion, and optical transport and diffusion. At this scale, the electronic properties of nanowires are dominated by quantum effects (appearance of discrete energy levels, reinforcement of electronic interactions, etc.). For example, the band gap of semiconductor nanowires increases as their diameter decreases due to quantum confinement. The wavelength at which the nanowires can absorb or emit light therefore depends on their geometry. The first transport studies have highlighted phenomena of quantum coherence on scales of the order of a hundred nanometers, allowing access to conduction regimes such as ballistic transport. In addition, the composition of the nanowires can be modulated at will along its growth axis in order to introduce structural defects or changes in localized properties which makes it possible to produce original and innovative devices.

Les nanofils sont à la base de nouvelles technologies innovantes et leurs utilisations en termes de production, transport et stockage d'énergie peuvent donner lieu à de nouvelles applications intéressantes. Effet piézoélectrique et thermoélectrique La possibilité de produire de l'énergie électrique en puisant dans des sources d'énergies extérieures inexploitées (sources de chaleurs, mouvement mécanique, pression,...) et un projet sur lesquels portent un grand nombre de recherches. - Les matériaux piézoélectriques La piézoélectricité est la propriété d'un matériau de produire de l'électricité sous l'action d'une contrainte mécanique et réciproquement de se déformer lorsqu'on les soumet à un champ électrique. Les matériaux piézoélectrique sont très nombreux, le plus connus sont le quartz et plus récemment les céramiques PZT avec en particuliers les céramiques de structure cristallines de type Pérovskite. - Les matériaux thermoélectriques La thermoélectricité est la propriété d'un matériau de produire de l'électricité sous l'action d'un flux de chaleurs et inversement de déplacer des calories sous l'action d'un champ électrique. La découverte des effets thermoélectriques dates de plusieurs dizaine d'années mais les matériaux thermoélectriques sont couteux et ont un rendement très faible. Un matériau thermoélectrique doit posséder simultanément une bonne conductivité électrique (comme un métal) et une faible conductivité thermique (comme un isolant) afin de conduire le courant et dans le même temps faire obstacle à la diffusion de la chaleur. En effet c'est de la différence de température (delta) entre la source chaude et la source froide que se joue l'effet thermoélectrique.Nanowires are at the basis of new and innovative technologies and their uses in terms of energy production, transport and storage can give rise to interesting new applications. Piezoelectric and thermoelectric effect The possibility of producing electrical energy by drawing on unexploited external energy sources (heat sources, mechanical movement, pressure, etc.) and a project on which a great deal of research is carried out. - Piezoelectric materials Piezoelectricity is the property of a material to produce electricity under the action of a mechanical stress and reciprocally to deform when subjected to an electric field. The piezoelectric materials are very numerous, the best known are quartz and more recently PZT ceramics with in particular crystalline ceramics of the Perovskite type. - Thermoelectric materials Thermoelectricity is the property of a material to produce electricity under the action of a flow of heat and conversely to move calories under the action of an electric field. The discovery of thermoelectric effects dates back some ten years but thermoelectric materials are expensive and have a very low yield. A thermoelectric material must simultaneously have good electrical conductivity (like a metal) and low thermal conductivity (as an insulator) to drive the current and at the same time hinder the diffusion of heat. Indeed it is the difference in temperature (delta) between the hot source and the cold source that plays the thermoelectric effect.

Les macros matériaux tels que le Bi2Te3, le Sb2Te3 et le Bi2Se3 sont couramment utilisé comme matériaux thermoélectriques mais pour être efficace les deltas de températures doivent être de l'ordre de plusieurs dizaines voire centaines de degrés. Le principe général repose sur la mise en contact de « couples » de matériaux semi- conducteur reliés par un matériau conducteur dont le pouvoir thermoélectrique est supposé nul. Un couple est composé d'un semi-conducteur de type p (avec un coefficient de Seebeck supérieur à 0) et d'un semi-conducteur de type n (avec un coefficient de Seebeck inférieur à 0). Pour maximiser l'effet thermoélectrique les matériaux sont disposés de matières à être connecté en série électriquement et en parallèle thermiquement.Macro materials such as Bi2Te3, Sb2Te3 and Bi2Se3 are commonly used as thermoelectric materials but to be effective the temperature deltas must be in the order of several tens or even hundreds of degrees. The general principle is based on contacting "couples" of semiconductor materials connected by a conductive material whose thermoelectric power is assumed to be zero. A pair is composed of a p-type semiconductor (with a Seebeck coefficient greater than 0) and an n-type semiconductor (with a Seebeck coefficient of less than 0). To maximize the thermoelectric effect the materials are arranged of materials to be connected in series electrically and in parallel thermally.

Le flux de chaleur créé par les différences de températures entraine un déplacement des porteurs de charges majoritaires et donc l'apparition d'un courant électrique comme illustré en Figure 41. ETAT ANTÉRIEUR DE L'ART [00090] La recherche d'antériorité sur l'existence de route intelligente a conduit l'inventeur d'en rechercher les éléments constituant majeurs comme le générateur de l'énergie, son stockage et son interactivité avec l'homme. Les cellules pérovskite représentent une technologie solaire montante, avec des résultats extrêmement prometteurs. Un schéma de l'architecture de ce type de cellule est proposé en Erreur ! Source du renvoi introuvable.. Les cellules pérovskite sont des dispositifs organiques-inorganiques reposant sur l'utilisation d'un matériau de type pérovskite organique-inorganique (c.-à-d. CH3NH3PbX3, X = Cl, I, Br...) captant les photons et permettant la séparation des paires électrons-trous. Les électrons sont envoyer dans la couche de TiO2 mésoporeux, les trous vers le polymère conducteur de trous appelé HTM. De nombreuses molécules existent pour ce polymère, P3HT, PCPDTBT, PCDTBT, PTAA et plus récemment, des molécules plus petites du type spiro-OMeTAD. L'objectif principal de ce travail avec nos partenaires est l'obtention de cellules pérovskites, ayant un excellent compromis entre rendement photovoltaïque et durabilité (Durée de vie > 5 ans). Cette étude doit permettre de sélectionner et d'optimiser les matériaux utilisés. [00095] Les cellules pérovskite représentent une réponse spectrale complémentaire à celle de CIGS, dans la mesure où leur domaine d'absorption est plus faible dans le domaine de l'infrarouge. A titre d'exemple, est présentée une courbe de rendement quantique pour une cellule pérovskite en Erreur ! Source du renvoi introuvable.The heat flux created by the temperature differences causes a displacement of the majority charge carriers and therefore the appearance of an electric current as illustrated in FIG. 41. PRIOR STATE OF ART [00090] The search for anteriority on the The existence of a smart road has led the inventor to search for the major constituent elements such as the generator of energy, its storage and its interactivity with humans. Perovskite cells represent a rising solar technology, with extremely promising results. A diagram of the architecture of this type of cell is proposed in error! Source of return not found .. Perovskite cells are organic-inorganic devices based on the use of an organic-inorganic perovskite-like material (ie CH3NH3PbX3, X = Cl, I, Br ... ) capturing the photons and allowing the separation of the electron-hole pairs. The electrons are sent into the mesoporous TiO2 layer, the holes to the hole conductive polymer called HTM. Many molecules exist for this polymer, P3HT, PCPDTBT, PCDTBT, PTAA and more recently, smaller molecules of the spiro-OMeTAD type. The main objective of this work with our partners is to obtain perovskite cells, having an excellent compromise between photovoltaic efficiency and durability (Lifespan> 5 years). This study must make it possible to select and optimize the materials used. Perovskite cells represent a spectral response complementary to that of CIGS, insofar as their absorption domain is lower in the infrared range. As an example, a quantum yield curve is presented for a perovskite cell in error! Source of the return not found.

La réponse spectrale de la cellule pérovskite présentée en Figure 2, est caractéristique des cellules de ce type. On observe sur cette courbe que le domaine d'absorption de cette cellule est centré sur tout le domaine du visible avec une ouverture assez importante sur l'UV. Or les rayons UV traversent l'atmosphère y compris par temps froid et nuageux à l'inverse des infrarouges. En revanche, aucune absorption n'est observée dans le proche infra-rouge. Il est remarquable que plus la longueur d'onde est élevée plus le rendement quantique diminue (sur le domaine du visible). La cellule pérovskite par conséquent fonctionne davantage avec un domaine spectral inexploité par les technologies photovoltaïques actuelles, et donc potentiellement complémentaire. L'absorption de la cellule pérovskite est meilleure dans le domaine du proche UV, et du visible (sur les longueurs d'ondes plus faibles) que sur le rouge et la proche infra-rouge. Or les cellules CIGS ont une excellente absorption dans le domaine du visible ainsi que dans le proche IR, par conséquent un couplage de ces deux technologies permet une utilisation spectrale plus large, et par conséquent d'augmenter significativement les rendements. [00096] La Figure 3Erreur ! Source du renvoi introuvable. montre le mécanisme de transfert d'électrons au niveau de la nanoparticule et la masse cellulaire avec le diagramme de bande des énergies. a) Le mécanisme schématisé du transfert d'électrons dans la structure pérovskite assimilée à une structure à couches extrêmement minces absorbantes ou ETA6. Les flèches vertes et rouges indiquent respectivement les processus de conversion et de perte d'énergie. La flèche 15 jaune est la photon d'énergie notée, hf. b) Le mécanisme du courant induit par le faisceau d'électrons ou EBIC7. Un faisceau d'électrons numérisé génère un nuage de porteurs, créant ainsi un courant à travers une charge court-circuite c) le diagramme de bande d'énergies déduite des niveaux d'énergie en vide, illustrés par la 20 figure précédente. Xp, Xr et XF représent respectivement les affinités électroniques de pérovskite, de TiO2 et de la couche HTM, avec HTM est le potentiel ou la fonction de travail de la couche HTM. Le signal EBIC en partie b montre deux propriétés importantes. La première est la présence d'un double pic au niveau de pérovskite. Cela indique la réponse ambipolaire de la cellule 25 avec les porteurs générés collectés près de la couche spiro-MeOTAD8-HTM et de celle d'ETM9(Ti02 et FTO). La seconde propriété intéressante concerne la chute entre ces deux pics qui provient de la recombinaison partielle des porteurs, due au dépassement de l'épaisseur optimale. 30 [00097] Les aspects limitatifs de chaque élément peuvent être un obstacle majeur pour la réalisation d'une cellule hybride intelligente. Les plus pertinents brevets d'application que nous avons explorée nous permettent de conclure que le film solaire avec stockage intégré peut constituer un composant majeur de la route solaire de demain. Nous listons ci-dessous quelqu'un de ces brevets : 6 Extremely Thin Absorber 7Electron Beam Induced Current 8 C81H68N408 9 Electron Transport Media . COMPOSANT ELECTRIQUE COMPRENANT UN MATERIAU DE STRUCTURE PEROVSKITE ET DES ELECTRODES OPTIMISEES ET PROCEDE DE FABRICATION Inventeur : CUEFF MATTHIEU DEFAY EMMANUEL (+1) Demandeur : COMMISSARIAT ENERGIE ATOMIQUE [] Publication : FR2976126 (Al) 2012-12-07 FR2976126 (B1) 2014-05-09 Date de priorité : 2011-06-01 CIB : CE HOlL41/04 8. PROCEDE DE PREPARATION D'UN SOL-GEL D'AU MOINS TROIS SELS DE METAUX ET MISE EN OEUVRE DU PROCEDE POUR PREPARER UNE MEMBRANE CERAMIQUE 11. CAPACITÉ INTÉGRÉE COMPRENANT UNE COUCHE D'ISOLATION ÉLECTRIQUE EN MATÉRIAU DE TYPE PEROVSKITE AMORPHE ET PROCÉDÉ DE FABRICATION Inventeur : CIB : Publication : Demandeur : Date de priorité : DEFAY EMMANUEL CE HO1G4/33 FR2964497 (Al) COMMISSARIAT ENERGIE [FR] HO I L21/02 2012-03-09 LE RHUN GWENAEL ATOMIQUE [FR] H01 L29/92 FR2964497 (B1) 2010-09-03 [FR] (+1) (+1) 2013-04-19 12. DISPOSITIF D'ADAPTATION D'IMPEDANCE D'UN COMPOSANT COMPORTANT UN FILTRE A IMPEDANCE ADAPTABLE A BASE DE MATERIAU DE TYPE PEROVSKITE Inventeur : BILLARD CHRISTOPHE [FR] DAVID JEAN-BAPTISTE [FR] (+1) Demandeur : COMMISSARIAT ENERGIE ATOMIQUE [FR] CIB : HO3F1/56 H03H3/02 H03 H7/40 Publication : FR2962613 (Al) 2012-01-13 FR2962613 (B1) 2013-08-16 Date de priorité : 2010-07-06 CE 13. ZIRCONE FRITTEE COLOREE. Publication : Inventeur : Demandeur : CIB : CE FR2947261 (Al) 2010-12-31 FR2947261 (B1) 2012-05-04 NAHAS NABIL URFFER DANIEL SAINT GOBAIN CT RECHERCHES ETUDES [1 C04B35/486 Date de priorité : 2009-06-30 15. TITANATES DE BARYUM DOUBLEMENT SUBSTITUES AU CERIUM ET FER OU MANGANESE DE STRUCTURE PEROVSKITE CIB : Publication : Inventeur : Demandeur : Date de priorité : CE GAUTHIER GILLES [FR] COI G23/00 FR2944784 (Al) PERILLAT MERCERO C25B11/04 2010-10-29 FR2944784 (B1) C25B9/00 COMMISSARIAT ENERGIE ATOMIQUE [FR] 2009- Inventeur : Demandeur : CHARTIER THIERRY GEFFROY PIERRE- MARIE (+3) AIR LIQUIDE [] CE CENTRE NAT RECH SCIENT n (+1) CIB : BO1D53/22 BO1D71/02 C04B35/26 (+2) Date de priorité : 2011-12-15 Publication : FR2984305 (AI) 2013-06-21 CEDRIC [FR] 2011-05-27 Plus récemment, les brevets US20100096007 et US20100101649 de SAINT-GOBAIN GLASS FRANCE; US20100101648 Sony Corporation; US20100212732* Miasole; US20100224247 Applied Quantum Technology, LLC ; US20080110491 Solyndra, Inc.; US20080115827 ITN ENERGY SYSTEMS, INC.; décrivent des amélioration de rendements par ajout de couches ou couche poreuse, avec des procédés de fabrication sans proposer de réelles solution d'augmentation significative des rendements de conversion des Processes par hybridation. [00098] Les aspects limitatifs pour les courants thermoélectriques de peuvent être un obstacle majeur pour la réalisation des nanogénérateurs intelligente. Les plus pertinents brevets d'application que nous avons explorée nous permettent de conclure que les nanogénérateurs peuvent constituer un composant important de la production de l'énergie de demain. Nous listons ci-dessous quelqu'un de ces brevets que nous avons étudiés : 1. NANOGÉNÉRATEUR DE FRICTION À ÉLECTRODE UNIQUE, PROCÉDÉ DE PRODUCTION D'ÉNERGIE ET DISPOSITIF DE SUIVI AUTO-ENTRAÎNÉ Inventeur : Demandeur : CE CIB : Publication : Date de priorité : WANG ZHONGLIN YANG YA (+1) NAT CT NANOSCIENCE NCNST CHINA [] HO2N1/04 H02N3/00 W02014198155 (Al) 2013-06-13 2014-12-18 r 3. SYSTÈME DE GÉNÉRATION D'ÉLECTRICITÉ METTANT UN OElig Inventeur : Demandeur : CE CIB : Publication : Date de priorité : HAO LIXING NEWNAGY TANGSHAN LLC El F03D9/00 HO2N1/04 W02014166286 (Al) 2013-04-22 ET HSU CHARLES (+4) 2014-10-16 4. NANOGÉNÉRATEUR HYBRIDE PERMETTANT DE RÉCOLTER DE L'ÉNERGIE CHIMIQUE MÉCANIQUE Inventeur : Demandeur : CE CIB : Publication : Date de priorité : HANSEN BEN GEORGIA TECH RES INST [] HO 1 L41/00 EP2730 2012-12-01 LIU YING (+2) 2014810408 (Al) 08 8. NANOGÉNÉRATEUR FRICTIONNEL GLISSANT ET PROCÉDÉ DE GÉNÉRATION DE PUISSANCE Inventeur : Demandeur : CE CIB : HO2N1/04 Publication : Date de priorité : CIIEN JUN NAT CT NANOSCIENCE NCNST CHINA [1 W02014139347 (Al) 2013-03-12 LIN LONG (+3) 2014-09-18 11. NANOGÉNÉRATEUR À PELLICULE HYBRIDE PIÉZOÉLECTRIQUE-TRIBOÉLECTRIQUE Inventeur : Demandeur : CE CIB : Publication : Date de priorité : FAN FENG-RU NEWNAGY TANGSHAN LLC [] HO 1 L41/083 HO2N1/04 HO2N2/18 W02014012403 (Al) 2012-07-20 2014-01-23 12. NANOGÉNÉRATEUR PIÉZOÉLECTRIQUE ET TRIBOELECTRIQUE HYBRIDE Inventeur : Demandeur : CE CIB : Publication : Date de [00101] Sur l'aspect de production de l'énergie thermoélectrique, la plupart des générateurs piézoélectrique ou thermoélectrique actuels sont limitées par leur moyens de synthèse nanotique. Les travaux les plus pertinents sont cités dans les études ci-après : « Manipulation et adressage grande échelle de nanofils semi-conducteurs pour la réalisation de nanosystèmes innovants » - M. Collet (19 déc. 2013) LAAS Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes [Toulouse] « Réalisation et étude des propriétés thermoélectriques de couches minces et nanofils de typesB12-xSbJe3 et Bi2Te3,Sex » - C. Giroud Garampon, Cedric Giroud- Garampon. R_ealisation et _etude des propri et_es thermo_electriques de couches minces et nano_ls de types Bi2-XSbxTe3 et Bi2Te3-xSex. Physics. UNIVERSITE DE GRENO-BLE, 2011. French. <NNT : 2011GRENY004>. <tel-00576282> « A new type of low power thermoelectric micro-generator fabricated by nanowire array thermoelectric material» - W. Wang et al. Microelectronic Engineering, Volume 77, Issues 3-4, April 2005, Pages 223-229 , Wei Wang, Falong Jia, Qinghua Huang, Jianzhong Zhang « Smart Polymers» - I. Galaev, B. Mattiasoon; Phase Transition in Smart Polymer Solutions and Light Scattering in Biotechnology and Bioprocessing Responsive Polymer Brushes: A Theoretical Outlook Conformational Transitions in Cross-Linked Ionie Gels: Theoretical Background, Recent developments, and Applications Thermally Responsive Polymers with Amphiphilic Grafts: Intelligent Polymers by Macromonomer Technique Microgels from Smart Polymers, Protein-Based Smart Polymers, Imprinting Using Smart Polymers, ^ ISBN-13 : 978-0849391613, Edition : 2 FAN FENGRU NEWNAGY TANGSHAN LLC H HO2N1/04 W02013181952 (Al) priorité : LIU JUNFENG (+1) HO2N2/18 2013-12-12 2012-06-06 13. NANOGÉNÉRATEUR, ENSEMBLE À NANOGÉNÉRATEUR ET SYSTÈME À ALIMENTATION AUTONOME Inventeur : Demandeur : CIB : Publication : Date de priorité : HU YOUFAN WANG ZHONGLIN CE (+2) HOlL41/04 HOIL41/113 W02013166874 (Al) 2013-11-14 NEWNAGY TANGSHAN LLC H 2012-05-09 14. NANOGÉNÉRATEUR ET PROCÉDÉ DE FABRICATION DE CELUI-CI Inventeur : Demandeur : CE CIB : Publication : Date de priorité : WANG QI NEWNAGY TANGSHAN LLC H HOIL41/113 HOlL41/22 W02013155924 (Al) 2012-04-19 WANG ZHONG LIN (+1) 1101L41/293 2013-10-24 15. PROCÉDÉ DE FABRICATION DE NANOGÉNÉRATEUR BASÉ SUR UNE NANOFEUILLE BIDIMENSIONNELLE D'OXYDE DE ZINC, ET NANOGÉNÉRATEUR FABRIQUÉ PAR LE PROCÉDÉ Inventeur : Demandeur : CIB : Publication : Date de priorité : 2011-12-23 JU HYUCK LEE KEUN YOUNG LEE UNIV SUNGKYUNKWAN RES & BUS H CE B82B3/00 W02013095013 (Al) (+3) 1-101L41/02 2013-06-27 - «Intelligent Macromolecules for Smart Devices: From Materials Synthesis to Device Applications». Series: Engineering Materials and Processes , Dai, Liming, 2004, XVI, 496 p. 1001021 Lors des travaux de recherche, les paramètres importants suivants ont été considérés : - Coefficient Seebeck L'effet Seebeck est la mise en évidence qu'il existe un lien entre le potentiel thermique (la température) et le potentiel électrique aux bornes d'un matériau. Pour chaque matériau, il existe un coefficient, nommé coefficient Seebeck ou pouvoir thermoélectrique et noté S, qui permet de quantifier le rapport entre le potentiel thermique et le potentiel électrique : Ce coefficient dépend des conditions thermomécaniques. À pression constante, pour un matériau dont les bornes (A et B) ne sont pas à la même température, il est possible de calculer la différence de potentiel aux bornes de ce matériau. Le coefficient Seebeck s'exprime en V.K-1 (ou plus généralement en p,V.K-1 au vu des valeurs de ce coefficient dans les matériaux usuels). - Coefficient Peltier L'effet Peltier est la mise en évidence qu'il existe un coefficient, nommé coefficient Peltier, qui permet de quantifier le rapport entre le flux thermique et le flux électrique (courant) qui traverse un matériau - Coefficient Thomson L'effet Thomson apparait dans les matériaux dont le coefficient Peltier n'est pas indépendant de la température. Le coefficient Thomson est défini comme la dérivée par la température du coefficient Peltier - VLS : Vapeur-Liquide-Solide déposition (Figure 55) Le mécanisme VLS fait référence aux trois états dans lesquels passe le matériau lors du processus de déposition et de croissance. Elle met en oeuvre une particule métallique formant un alliage liquide avec le matériau à faire croître. Cette particule agit comme catalyseur de la croissance en tant que site énergétiquement favorable à l'adsorption des réactifs en phase et à sa décomposition.The spectral response of the perovskite cell shown in Figure 2 is characteristic of cells of this type. It is observed on this curve that the absorption domain of this cell is centered on the entire visible range with a fairly large opening on the UV. However, UV rays pass through the atmosphere even in cold and cloudy weather, unlike infrared. On the other hand, no absorption is observed in the near infra-red. It is remarkable that the higher the wavelength, the lower the quantum efficiency (on the visible domain). The perovskite cell therefore functions more with a spectral range not exploited by current photovoltaic technologies, and therefore potentially complementary. The uptake of the perovskite cell is better in the near-UV, and visible (at lower wavelengths) than in the red and near infra-red domains. However, CIGS cells have excellent absorption in the visible and near-IR domains, therefore a coupling of these two technologies allows a wider spectral use, and consequently significantly increases the yields. Figure 3Error! Source of the return not found. shows the mechanism of electron transfer at the level of the nanoparticle and the cell mass with the energy band diagram. a) The schematic mechanism of electron transfer in the perovskite structure assimilated to a structure with extremely thin absorbing layers or ETA6. The green and red arrows indicate respectively the processes of conversion and loss of energy. The yellow arrow is the energy photon noted, hf. b) The mechanism of the current induced by the electron beam or EBIC7. A digitized electron beam generates a carrier cloud, thus creating a current through a short-circuit load. C) the energy band diagram deduced from the vacuum energy levels, shown in the previous figure. Xp, Xr and XF respectively represent the electronic affinities of perovskite, TiO2 and the HTM layer, with HTM being the potential or working function of the HTM layer. The EBIC signal in part b shows two important properties. The first is the presence of a double peak at the level of perovskite. This indicates the ambipolar response of the cell with the generated carriers collected near the spiro-MeOTAD8-HTM layer and that of ETM9 (TiO2 and FTO). The second interesting property concerns the fall between these two peaks which comes from the partial recombination of the carriers, due to the exceeding of the optimal thickness. [00097] The limiting aspects of each element can be a major obstacle for the realization of an intelligent hybrid cell. The most relevant application patents that we have explored allow us to conclude that solar film with integrated storage can be a major component of the solar road of tomorrow. Listed below are some of these patents: 6 Extremely Thin Absorber 7Electron Beam Induced Current 8 C81H68N408 9 Electron Transport Media. ELECTRICAL COMPONENT COMPRISING A PEROVSKITE STRUCTURAL MATERIAL AND OPTIMIZED ELECTRODES AND METHOD OF MANUFACTURING Inventor: CUEFF MATTHIEU DEFAY EMMANUEL (+1) Applicant: ATOMIC ENERGY COMMISSION [] Publication: FR2976126 (A1) 2012-12-07 FR2976126 (B1) 2014- 05-09 Priority Date: 2011-06-01 IPC: CE HOlL41 / 04 8. METHOD FOR PREPARING A SOL-GEL OF AT LEAST THREE METAL SALTS AND CARRYING OUT THE PROCESS FOR PREPARING A CERAMIC MEMBRANE 11. INTEGRATED CAPACITY COMPRISING AN ELECTRIC INSULATION LAYER OF AMORPHOUS PEROVSKITE MATERIAL AND METHOD OF MANUFACTURING Inventor: IPC: Publication: Applicant: Priority Date: DEFAY EMMANUEL CE HO1G4 / 33 FR2964497 (Al) ENERGY COMMISSIONER [EN] HO I L21 / 02 2012-03-09 THE ATOMIC GUNNAL RHONE H01 L29 / 92 EN2964497 (B1) 2010-09-03 [EN] (+1) (+1) 2013-04-19 12. DEVICE FOR ADAPTATION OF IMPEDANCE OF A COMPONENT COMPRISING AN ADAPTABLE IMPEDANCE FILTER BASED ON PEROVSKITE MATERIALS Inventor : BILLARD CHRISTOPHE DAVID JEAN-BAPTISTE [EN] (+1) Applicant: ATOMIC ENERGY COMMISSION [FR] IBC: HO3F1 / 56 H03H3 / 02 H03 H7 / 40 Publication: FR2962613 (A1) 2012-01-13 FR2962613 ( B1) 2013-08-16 Priority Date: 2010-07-06 CE 13. COLORED FRITTED ZIRCONIA. Publication: Inventor: Applicant: IPC: CE FR2947261 (A1) 2010-12-31 FR2947261 (B1) 2012-05-04 NAHAS NABIL URFFER DANIEL SAINT GOBAIN CT RESEARCH STUDIES [1 C04B35 / 486 Priority Date: 2009-06-30 15. CERIUM SUBSTITUTED BARIUM TITANATES, IRON OR MANGANESE WITH PEROVSKITE STRUCTURE CIB: Publication: Inventor: Applicant: Priority Date: CE GAUTHIER GILLES [EN] COI G23 / 00 EN2944784 (Al) PERILLAT MERCERO C25B11 / 04 2010-10 -29 FR2944784 (B1) C25B9 / 00 ATOMIC ENERGY COMMISSIONER 2009- Inventor: Applicant: CHARTIER THIERRY GEFFROY PIERRE-MARIE (+3) AIR LIQUID [] THIS NAT RECH SCIENT CENTER n (+1) IBC: BO1D53 / 22 BO1D71 / 02 C04B35 / 26 (+2) Priority date: 2011-12-15 Publication: FR2984305 (AI) 2013-06-21 CEDRIC [EN] 2011-05-27 More recently, patents US20100096007 and US20100101649 of SAINT- GOBAIN GLASS FRANCE; US20100101648 Sony Corporation; US20100212732 * Miasole; US20100224247 Applied Quantum Technology, LLC; US20080110491 Solyndra, Inc .; US20080115827 ITN ENERGY SYSTEMS, INC .; describe improved yields by addition of layers or porous layer, with manufacturing methods without proposing real solution for significantly increasing the conversion efficiency of Processes by hybridization. The limiting aspects for thermoelectric currents can be a major obstacle for the realization of intelligent nanogenerators. The most relevant application patents we have explored allow us to conclude that nanogenerators can be an important component of tomorrow's energy production. Listed below are some of the patents we have studied: 1. SINGLE ELECTRODE FRICTION NANOGENERATOR, POWER GENERATION METHOD, AND SELF-DIRECTED TRACKING DEVICE Inventor: Applicant: CEIC: Publication: Priority Date : WANG ZHONGLIN YANG YA (+1) NAT CT NANOSCIENCE NCNST CHINA [] HO2N1 / 04 H02N3 / 00 W02014198155 (Al) 2013-06-13 2014-12-18 r 3. ELECTRICITY GENERATION SYSTEM WITH AN OElig Inventor: Applicant: CEIC: Publication: Priority Date: HAO LIXING NEWNAGY TANGSHAN LLC El F03D9 / 00 HO2N1 / 04 W02014166286 (Al) 2013-04-22 AND HSU CHARLES (+4) 2014-10-16 4. HYBRID NANOGENERATOR FOR HARVESTING MECHANICAL CHEMICAL ENERGY Inventor: Applicant: CEIC: Published: Priority Date: HANSEN BEN GEORGIA TECH RES INST [] HO 1 L41 / 00 EP2730 2012-12-01 LIU YING (+2) 2014810408 (Al) 08 8. SLIDING FRICTIONAL NANOGENERATOR AND POWER GENERATING METHOD Inventor: Applicant: CEIC: HO2N1 / 04 Publication: Priority Date: CIIEN JUN NAT CT NANOSCIENCE NCNST CHINA [1 W02014139347 (Al) 2013-03-12 LIN LONG (+3) 2014-09-18 11. NANOGENERATOR WITH PIEZOELECTRIC-TRIBOELECTRIC HYBRID FILM Inventor: Applicant : IPC: Publication: Priority Date: FAN FENG-UK NEWNAGY TANGSHAN LLC [] HO 1 L41 / 083 HO2N1 / 04 HO2N2 / 18 W02014012403 (Al) 2012-07-20 2014-01-23 12. PIEZOELECTRIC AND TRIBOELECTRIC NANOGENERATOR HYBRID Inventor: Applicant: CEIC: Publication: Date of [00101] On the aspect of production of thermoelectric energy, most current piezoelectric or thermoelectric generators are limited by their means of nanotic synthesis. The most relevant studies are cited in the following studies: "Manipulation and large-scale addressing of semiconductor nanowires for the realization of innovative nanosystems" - M. Collet (19 Dec. 2013) LAAS Laboratory of Analysis and Analysis architecture of systems [Toulouse] "Realization and study of the thermoelectric properties of thin layers and nanowires of types B12-xSbJe3 and Bi2Te3, Sex" - Giroud Garampon, Cedric Giroud-Garampon. Realization and study of the thermoelectric properties of thin films and nano_ls of types Bi2-XSbxTe3 and Bi2Te3-xSex. Physics. UNIVERSITY OF GRENO-BLE, 2011. French. <NNT: 2011GRENY004>. <tel-00576282> "A new type of low power thermoelectric micro-generator fabricated by nanowire array thermoelectric material" - W. Wang et al. Microelectronic Engineering, Volume 77, Issues 3-4, April 2005, Pages 223-229, Wei Wang, Falong Jia, Qinghua Huang, Zhang Jianzhong "Smart Polymers" - I. Galaev, B. Mattiasoon; Phase Transition in Smart Polymer Solutions and Light Scattering in Biotechnology and Bioprocessing Responsive Polymer Brushes: A Theoretical Outlook Conformational Transitions in Cross-Linked Ionia Gels: Theoretical Background, Recent Developments, and Applications Thermally Responsive Polymers with Amphiphilic Grafts: Intelligent Polymers by Macromonomer Technique Microgels from Smart Polymers, Protein-Based Smart Polymers, Imprinting Using Smart Polymers, ^ ISBN-13: 978-0849391613, Edition: 2 FAN FENGRU NEWNAGY TANGSHAN LLC H HO2N1 / 04 W02013181952 (Al) Priority: LIU JUNFENG (+1) HO2N2 / 18 2013-12-12 2012-06-06 13. NANOGENERATOR, NANOGENERATOR ASSEMBLY AND SELF-POWERED SYSTEM Inventor: Applicant: IPC: Publication: Priority Date: HU YOUFAN WANG ZHONGLIN CE (+2) HOlL41 / 04 HOIL41 / 113 W02013166874 (A1) 2013-11-14 NEWNAGY TANGSHAN LLC H 2012-05-09 14. NANOGENERATOR AND MANUFACTURING METHOD THEREFOR Inventor: Applicant: CEIC: Published: Priority Date: WANG QI NEWNAGY TANGSHAN LLC H HOIL41 / 113 HOlL41 / 22 W02013155924 (B) 2012-04-19 WANG ZHONG LIN (+1) 1101L41 / 293 2013-10-24 15. METHOD FOR MANUFACTURING NANOGENERATOR BASED ON ZINC OXIDE TWO-YEAR NANOFEUILLE, AND NANOGENERATOR MANUFACTURED BY THE PROCESS Inventor: Applicant: IPC: Publication: Priority Date: 2011-12-23 JU HYUCK LEE KEUN YOUNG LEE UNIV SUNGKYUKWAN RES & BUS H CE B82B3 / 00 W02013095013 (Al ) (+3) 1-101L41 / 02 2013-06-27 - "Intelligent Macromolecules for Smart Devices: From Materials Synthesis to Device Applications". Series: Engineering Materials and Processes, Dai, Liming, 2004, XVI, 496 p. 1001021 During the research, the following important parameters were considered: - Seebeck coefficient The Seebeck effect is the highlighting that there is a link between the thermal potential (the temperature) and the electric potential at the terminals of a material. For each material, there is a coefficient, called Seebeck coefficient or thermoelectric power and noted S, which quantifies the ratio between the thermal potential and the electric potential: This coefficient depends on the thermomechanical conditions. At constant pressure, for a material whose terminals (A and B) are not at the same temperature, it is possible to calculate the potential difference across this material. The Seebeck coefficient is expressed in V.K-1 (or more generally in p, V.K-1 in view of the values of this coefficient in the usual materials). - Peltier coefficient The Peltier effect is the highlighting that there exists a coefficient, called Peltier coefficient, which makes it possible to quantify the ratio between the thermal flux and the electrical flow (current) which crosses a material - Thomson coefficient The effect Thomson appears in materials whose Peltier coefficient is not independent of temperature. The Thomson coefficient is defined as the temperature derivative of the Peltier-VLS coefficient: Steam-Liquid-Solid deposition (Figure 55) The VLS mechanism refers to the three states in which the material passes during the deposition and growth process. It uses a metal particle forming a liquid alloy with the material to be grown. This particle acts as a catalyst for growth as a site that is energetically favorable for the adsorption of the reactants in phase and its decomposition.

Le matériau à faire croître passe alors en phase liquide en s'incorporant à la goutte. Il diffuse vers l'interface liquide-solide sous l'effet d'un gradient de concentration. La concentration du matériau dans la goutte augmente jusqu'à atteindre un seuil de solubilité imposé par le diagramme des phases du mélange binaire.The material to be grown then goes into the liquid phase by incorporating itself in the drop. It diffuses towards the liquid-solid interface under the effect of a concentration gradient. The concentration of the material in the drop increases until a solubility threshold imposed by the phase diagram of the binary mixture is reached.

Comme indiqué en Figure 55 ; Une fois ce seuil atteint, l'espèce à déposer précipite à l'interface goutte / substrat et se dépose à la base de la gouttelette, menant ainsi à la croissance par épitaxie d'un fil qui supporte la goutte liquide de catalyseur et dont la section est imposée par le rayon de la goutte. En maintenant l'apport de matériau à déposer, la nanofils se forme jusqu'à l'arrêt des réactions en cours. 1001031 Sur l'aspect de production de l'énergie photovoltaïque, à l'heure actuelle, 90% des cellules qui constituent les panneaux solaires photovoltaïques sont faites de silicium, un matériau peu coûteux et très abondant (c'est en effet l'élément le plus abondant de la croûte terrestre et qui est également le constituant principal du verre). Les modules solaires organiques présentent des avantages par rapport aux cellules solaires en silicium. Cependant, leur durée de vie est plus courte. Des chercheurs travaillent sur une solution prometteuse : utiliser du verre souple comme substrat, de sorte que les composants sensibles soient mieux protégés.As shown in Figure 55; Once this threshold is reached, the species to be deposited precipitates at the droplet / substrate interface and deposits at the base of the droplet, thus leading to the epitaxial growth of a wire which supports the liquid drop of catalyst and whose section is imposed by the ray of gout. By maintaining the supply of material to be deposited, the nanowires are formed until the stopping of the reactions in progress. 1001031 On the production aspect of photovoltaic energy, at present, 90% of the cells that constitute photovoltaic solar panels are made of silicon, an inexpensive and very abundant material (it is indeed the element the most abundant of the earth's crust and which is also the main constituent of glass). Organic solar modules have advantages over silicon solar cells. However, their life is shorter. Researchers are working on a promising solution: using flexible glass as a substrate, so that sensitive components are better protected.

Les cellules pérovskite sont apparus dans la ligné des cellules dite Dye-Cells en 2009 avec un rendement d'environ 9 %. En 2014, le record est détenu par KRICT avec plus de 20 %I°. Une cellule pérovskite, à l'inverse des cellules traditionnelles s'assemble à partir du contact avant. Un substrat recouvert d'un TCO (FTO sur verre, ITO sur flexible). Idéalement, le TCO doit être faiblement dopé, mais avec une très grande mobilité des électrons. En effet, une concentration trop importante d'électrons libres provoquerait une réflexion dans le proche infra-rouge non désirée, et avec des électrons très mobiles permet de conserver de bonnes performances électriques. L'architecture d'une cellule pérovskite est la suivante : - Collecteur d'électrons La première étape de synthèse repose sur le dépôt d'une couche de TiO2 mésoporeux. Cette couche permet le transit des électrons émis. L'épaisseur et la porosité de cette couche (contrôlés par la technique de dépôt) peut se révéler déterminant quant aux rendements.Perovskite cells appeared in the cell line called Dye-Cells in 2009 with a yield of about 9%. In 2014, the record is held by KRICT with more than 20% I °. A perovskite cell, unlike traditional cells assembles from the front contact. A substrate covered with a TCO (FTO on glass, ITO on flexible). Ideally, the TCO should be weakly doped, but with a very high mobility of electrons. Indeed, too much concentration of free electrons would cause a reflection in the near infra-red unwanted, and with very mobile electrons can maintain good electrical performance. The architecture of a perovskite cell is as follows: electron collector The first synthesis step is based on the deposition of a mesoporous TiO 2 layer. This layer allows the transit of emitted electrons. The thickness and porosity of this layer (controlled by the deposition technique) can be decisive in terms of yields.

Historiquement, la couche de TiO2 est mésoporeuse comme dans la technologie des dye-cells. Or dans une « letter » de 2013, Snaithl I a rapporté l'utilisation d'une couche de TiO2 plane. Dès les premiers résultats un rendement supérieur à 15 % a été obtenu. Les couches dans cette technologie sont déposées via des dépôts sous vide (dépôt en phase vapeur) qui obtienne un rendement près de deux fois supérieur à une architecture similaire mais réalisée par voie chimique. Par conséquent, la couche mésoporeuse pourrait être remplacée par une couche de TiO2 compacte ce qui aurait pour effet d'augmenter la mobilité des électrons photogénérés. - Couche pérovskite La couche pérovskite en elle-même, dont la chimie (choix de l'halogène) est à préciser, vient recouvrir la structure mésoporeuse. L'utilisation du spray est particulièrement pertinente puisque le but est de recouvrir au mieux toute la surface du TiO2. La couche pérovskite est un matériau mi- organique mi- inorganique. Il est composé de groupement méthyl-amine dans la majeure partie des cas pour la partie organique, et utilise souvent le Pb comme cation autour duquel viennent s'organiser les groupements moléculaires. Une part de l'ingénierie de cette couche est dans sa synthèse, et d'autre part dans sa chimie, puisque le choix de l'halogène est déterminant pour les propriétés d'absorption. - Transport de charges positives (Holes Transporter Material HTM) Enfin, la couche permettant de véhiculer les charges positives, vient recouvrir la pérovskite. Cette couche est classiquement un polymère de type p. Divers matériaux sont envisageables pour cette couches, comme énuméré de manière non-exhaustive précédemment. - Collecteur de courant La cellule est finalement recouverte d'une fine couche métallique, le plus souvent de l'or, permettant la collecte du photo-courant généré. 10 Source NREL déc. 2014 11 M. Liu, M. B. Johnston, and H. J. Snaith, Nature, 2013 Toutes ces étapes sont parfaitement réalisables via des procédés atmosphériques, à basse température, et avec des matériaux relativement peu coûteux. Les cellules pérovskites sont, en ces points, triplement vertueuses. Cependant, la voie des dépôts sous vide n'est pas à exclure. Une image MEB et un schéma d'une cellule pérovskite est présentée en Figure 4. [00104] L'hybridation : Avantages de l'assemblage de cellules hybridées L'hybridation est une voie importante sur l'évolution des cellules solaires à faible coût, reposant sur l'utilisation conjointe d'une technologie photovoltaïque avec la technologie pérovskite. Un des points forts des cellules de type pérovskite est l'absorption dans l'ultraviolet et le bleu domaine largement inexploité par les technologies actuelles. D'où l'opportunité de les assembler avec des cellules qu'on peut qualifier de classiques (par exemple de type CIGS). En effet, en assemblant pérovskite à n'importe quelle autre technologie photovoltaïque, le domaine d'absorption de la cellule solaire complète se trouve élargi, et permet donc une conversion photovoltaïque plus importante. Les estimations promettent des rendements pouvant aller jusqu'à 30 % avec des cellules c-Si. La Figure 5 présente l'architecture d'une cellule hybride pérovskite CIGS. Or si l'un des avantages de la cellule pérovskite est sa compatibilité avec les substrats flexible, il nous semble très intéressant d'envisager le couplage avec un dispositif couches minces (à bases de CIGS ou autre) plus facilement compatible avec une technologie flexible. L'assemblage de ces deux cellules fait intervenir deux points de recherche complémentaires que sont le choix d'un collecteur de courant transparent aux rayonnements destinés à l'absorbeur de la couche du dessous, ainsi que le choix d'un polymère permettant d'assembler ces deux dispositifs. La Figure 6 présente à titre d'exemple le mode de fonctionnement en parallèle des filières CIGS et pérovskite, jusqu'à la réunion des deux. Le procédé est sensiblement le même avec des cellules Si, le polymère permettant de s'affranchir des « défauts » de surface, en planifiant la structure. EQE Final résultant : Comparaison complémentarité des réponses spectrales Les cellules pérovskite représentent une réponse spectrale complémentaire aux cellules CIGS. Les cellules CIGS ont un domaine de fonctionnement plus axé sur le visible, et le proche infra-rouge. La cellule pérovskite est quant à elle, plus efficace dans l'UV (entre 300 et 380 nm) puis dans le visible (mais avec une décroissance dans les longueurs d'ondes plus élevées, enfin la cellule « coupe » tout le rayonnement infra-rouge. Ainsi il est possible de faire fonctionner les deux type de cellules dans la mesure où leurs domaines de fonctionnements ne se recouvre que partiellement. La Figure 7 montre les domaines spectraux couverts par ces deux technologies. Ainsi une mise en commun de ces deux types de cellule, permet de couvrir un domaine allant de 300 nm à 1 100 nm. [00105] Les paramètres caractéristiques d'un module photovoltaïque L'étude de ces paramètres est basée sur le modèle d'une diode idéale. C'est le modèle le plus simple d'un module photovoltaïque dont le circuit équivalent est illustré par la Figure 21-Al.Historically, the TiO2 layer is mesoporous as in dye-cell technology. But in a 2013 "letter", Snaithl I reported the use of a flat TiO2 layer. From the first results a yield higher than 15% was obtained. The layers in this technology are deposited via vacuum deposition (vapor deposition) which achieves a yield nearly twice as high as a similar architecture but achieved chemically. Therefore, the mesoporous layer could be replaced by a layer of TiO2 compact which would have the effect of increasing the mobility of photogenerated electrons. - Perovskite layer The perovskite layer itself, whose chemistry (choice of halogen) is to be specified, comes to cover the mesoporous structure. The use of the spray is particularly relevant since the goal is to cover the entire surface of the TiO2. The perovskite layer is a semi-inorganic organic material. It is composed of methyl-amine group in most cases for the organic part, and often uses Pb as cation around which come to organize the molecular groups. Part of the engineering of this layer is in its synthesis, and secondly in its chemistry, since the choice of halogen is decisive for the absorption properties. - Transport of positive charges (Holes Transporter Material HTM) Finally, the layer for conveying the positive charges, covers the perovskite. This layer is conventionally a p-type polymer. Various materials are possible for this layer, as listed in a non-exhaustive manner previously. - Current collector The cell is finally covered with a thin metal layer, usually gold, allowing the collection of the photo-current generated. 10 Source NREL dec. 2014 11 M. Liu, M. B. Johnston, and H. J. Snaith, Nature, 2013 All of these steps are perfectly feasible via atmospheric processes, at low temperatures, and with relatively inexpensive materials. Perovskites cells are, in these points, triply virtuous. However, the vacuum deposit route can not be ruled out. An SEM image and a diagram of a perovskite cell is presented in FIG. 4. Hybridization: Advantages of hybridized cell assembly Hybridization is an important route for the evolution of low-cost solar cells. based on the joint use of photovoltaic technology with perovskite technology. One of the strengths of perovskite-like cells is ultraviolet absorption and blue field largely unexploited by current technologies. Hence the opportunity to assemble with cells that can be described as conventional (eg type CIGS). Indeed, by assembling perovskite to any other photovoltaic technology, the absorption domain of the complete solar cell is enlarged, and thus allows a larger photovoltaic conversion. Estimates promise yields of up to 30% with c-Si cells. Figure 5 shows the architecture of a CIGS perovskite hybrid cell. But if one of the advantages of the perovskite cell is its compatibility with flexible substrates, it seems very interesting to consider the coupling with a thin film device (CIGS or other) more easily compatible with a flexible technology. The assembly of these two cells involves two complementary research points that are the choice of a current collector transparent to the radiation for the absorber of the layer of the bottom, as well as the choice of a polymer allowing to assemble these two devices. Figure 6 shows by way of example the mode of parallel operation of the CIGS and perovskite channels, until the meeting of the two. The process is substantially the same with Si cells, the polymer making it possible to overcome "defects" of surface, by planning the structure. Resultant EQE Final: Complementarity Comparison of Spectral Responses Perovskite cells represent a complementary spectral response to CIGS cells. CIGS cells have a more visible, and near infra-red, operating domain. The perovskite cell is more efficient in the UV (between 300 and 380 nm) then in the visible (but with a decrease in the wavelengths higher, finally the cell "cuts" all the radiation infra- Thus, it is possible to make the two types of cells work as long as their functional domains overlap only partially, while Figure 7 shows the spectral domains covered by these two technologies. The characteristic parameters of a photovoltaic module The study of these parameters is based on the model of an ideal diode. the simplest of a photovoltaic module whose equivalent circuit is shown in Figure 21-Al.

Ce modèle consiste seulement à une source de courant et une diode en parallèle, qui décrit le comportement d'un module PV idéal dont les équations sont données par : /p, = Iph - ID ID = lo[ Pv eaNci7th,ce11 - 11 Vpv : tension de module PV a : facteur de qualité de diode N, : nombre de cellules interconnectées li kT cl :tension thermique de module th,module = = Nc * Vth,cell k = 1.38 * 10-23JK-1 : constante de Boltzmann q = 1.16 * 10-19C : charge d'électron Cette équation décrit les caractéristiques de la courbe courant-tension ou (I-V). Les trois termes de cette équation sont schématisés par la Figure 21-A2. En dépit de sa simplicité ce modèle va nous servir comme le modèle de référence sur lequel on va effectuer diverses simulations numériques. Courant court-circuit : /sc.This model only consists of a current source and a parallel diode, which describes the behavior of an ideal PV module whose equations are given by: / p, = Iph - ID ID = lo [Pv eaNci7th, ce11 - 11 Vpv : PV module voltage a: diode quality factor N,: number of interconnected cells li kT cl: th module thermal voltage, modulus = = Nc * Vth, cell k = 1.38 * 10-23JK-1: Boltzmann constant q = 1.16 * 10-19C: electron charge This equation describes the characteristics of the current-voltage or (IV) curve. The three terms of this equation are shown schematically in Figure 21-A2. Despite its simplicity this model will serve us as the reference model on which we will perform various numerical simulations. Short circuit current: / sc.

C'est le courant maximum délivré par une cellule solaire lorsque la tension de celle-ci est égale à zéro, c'est-à-dire Vp, = 0. Pour la plupart des cellules solaires, ce courant est très proche de Iph qui caractérise par conséquent le courant maximal pouvant être tiré de celui-ci : Ipv = ISC Iph (A.2) Tension circuit-ouvert : Vco Il s'agit de la tension maximale de la cellule solaire lorsque le courant est nul. Son expression est donnée par l'équation suivante : (A.1) VCO = a -kT ln M + (A. 3) lo Facteur de forme : FF Le facteur de forme ou de remplissagenmesure le rapport entre le produit de la tension et du courant au point de la puissance maximale ou MPP13et celui de la tension circuit ouvert et du courant court-circuit. Il est exprimé en % par l'équation suivante : FF = (V * I)mpp (A. 4) Vco * Isc - Efficience : rl 12 Traduction anglaise de Fill Factor 13 Maximum Power Point C'est le rapport entre la puissance maximale et la puissance de radiation incidente, cette quantité est exprimée en % de cette dernière : (V * I)mpp FF (A. 5) = * voc * Isc Pin Pin Nous verrons lors de la simulation du modèle de cellule solaire, l'influence les paramètres intervenants dans l'expression de ri dans l'optimisation de celle-ci. - NOCTI4 ou température nominale de fonctionnement d'une cellule Cette température fait référence aux conditions de fonctionnement qui ne sont pas les conditions standards de test15. {La NOCT est définie pour une cellule solaire sous les conditions suivantes : Irriadiance : 800 Wm-2 Température ambiante : 20°C La vitesse moyenne du vent : 1ms-1 Cette température fournie par les fabricants des cellules solaires dans la partie des spécifications techniques, est différente de la température ambiante. C'est une indication sur la température interne de la cellule et est utilisée pour la modélisation de cette dernière. La température d'une cellule solaire peut être modélisée par une fonction linéaire de l'irradiation, donnée par l'équation A.6 suivante : 20 Kt = 800Wm-2 G : l'irradation incidente Tcell - Tambiante + KtG { NOCT(°C) - 20°C (A. 6) 25 La manière dont la température du fonctionnement de la cellule solaire est modélisée présente un certain nombre d'inconvénients, en dépit de sa simplicité (fonction linéaire). En effet ce modèle ne tient pas en compte le phénomène de convection de chaleur. 30 Premièrement, aux irradiations élevées, la température simulée sera probablement plus grande que la température réellement mesurée à cause de l'accroissement de convection de chaleur. Deuxièmement, le phénomène du transfert thermique n'est pas linéaire. 14 Nominal Operating Cell Temperature 15 STC pour Standards Tests Conditions Il s'ensuit que cette approximation linéaire a des limites de précision notamment aux hautes irradiations. A.1. La Modélisation des Modules Solaires Le modèle le plus simple pour un module PV a été déjà discuté dans la section [00105]. Nous allons améliorer la qualité et la précision de ce modèle idéal de base en y introduisant les paramètres supplémentaires. La contrepartie de cette augmentation de degré de liberté est le coût de calcul en termes de nombre d'opérations à effectuer. Dans ce qui suit nous traitons successivement les modèles à 5 et à 7 paramètres, appelés aussi le modèle-Rp et le modèle à deux diodes respectivement.This is the maximum current delivered by a solar cell when its voltage is equal to zero, ie Vp, = 0. For most solar cells, this current is very close to Iph which therefore characterizes the maximum current that can be drawn from it: Ipv = ISC Iph (A.2) Open-Circuit Voltage: Vco This is the maximum voltage of the solar cell when the current is zero. Its expression is given by the following equation: (A.1) VCO = a -kT ln M + (A. 3) lo Form Factor: FF The form factor or fill factor the ratio between the product of the voltage and the current at the point of maximum power or MPP13 and that of the open-circuit voltage and the short-circuit current. It is expressed in% by the following equation: FF = (V * I) mpp (A. 4) Vco * Isc - Efficiency: rl 12 English translation by Fill Factor 13 Maximum Power Point This is the ratio between maximum power and the incident radiation power, this quantity is expressed in% of this last one: (V * I) mpp FF (A. 5) = * voc * Isc Pin Pin We will see during the simulation of the model of solar cell, the influences the parameters involved in the expression of ri in the optimization of it. - NOCTI4 or nominal operating temperature of a cell This temperature refers to operating conditions that are not the standard test conditions15. {The NOCT is defined for a solar cell under the following conditions: Irriadiance: 800 Wm-2 Ambient temperature: 20 ° C The average wind speed: 1ms-1 This temperature supplied by the manufacturers of solar cells in the technical specifications part , is different from the ambient temperature. This is an indication of the internal temperature of the cell and is used for modeling the cell. The temperature of a solar cell can be modeled by a linear function of irradiation, given by the following equation A.6: 20 Kt = 800Wm-2 G: the incident irradiation Tcell - Tambiante + KtG {NOCT (° C) - 20 ° C (A. 6) The manner in which the operating temperature of the solar cell is modeled has a number of disadvantages, despite its simplicity (linear function). Indeed this model does not take into account the phenomenon of heat convection. First, at high irradiations, the simulated temperature will likely be larger than the actual measured temperature due to the increase in heat convection. Second, the phenomenon of heat transfer is not linear. 14 It follows that this linear approximation has precision limits, especially at high irradiations. A.1. Modeling Solar Modules The simplest model for a PV module has already been discussed in section [00105]. We will improve the quality and accuracy of this basic ideal model by introducing additional parameters. The counterpart of this increase in the degree of freedom is the calculation cost in terms of the number of operations to be performed. In what follows we treat successively the models with 5 and 7 parameters, also called the model-Rp and the model with two diodes respectively.

A.2. Modèle à une seule diode ou à cinq paramètres : Modèle Rp Une cellule solaire, l'entité de base d'un module photovoltaïque est une jonction p-n des semi-conducteurs dont les caractéristiques électriques sont approximativement celles d'une diode. Le modèle mathématique qui décrit le comportement non-linéaire et réel de la cellule solaire (diode) est celui de Shockley. Ce modèle est décrit par le système d'équations A.7. Ces équations représentent les caractéristiques I-V de la cellule solaire, permettant la simulation numérique sous l'environnement Matlab/Simulink. Le circuit équivalent du modèle proposé est illustré par la Figure A.3. 1pr = lph - ID - lp (A.7) { Vpv 1pr = /ph - /0 -1-/pyRs e(aNcvaixell) _ 1 Vp' + lp,R, Rp C'est un modèle s'adapte facilement à un système PV par l'assemblage de la quantité de cellules16, spécifiée dans le cahier des charges et selon une architecture définie par l'ingénierie des systèmes PV. Par contre le modèle Rp décrit ci-dessus, présent deux principaux inconvénients suivants : L'insuffisance de précision lors du traitement thermique des irradiations solaires de bas niveaux.A.2. Single-diode or five-parameter model: Model Rp A solar cell, the basic unit of a photovoltaic module is a p-n junction of semiconductors whose electrical characteristics are approximately those of a diode. The mathematical model that describes the nonlinear and real behavior of the solar cell (diode) is that of Shockley. This model is described by the system of equations A.7. These equations represent the I-V characteristics of the solar cell, allowing numerical simulation under the Matlab / Simulink environment. The equivalent circuit of the proposed model is illustrated in Figure A.3. 1pr = lph - ID - lp (A.7) {Vpv 1pr = / ph - / 0 -1- / pyRs e (aNcvaixell) _ 1 Vp '+ lp, R, Rp It is a model that adapts easily to a PV system by assembling the quantity of cells16, specified in the specifications and according to an architecture defined by the PV systems engineering. On the other hand, the Rp model described above has two main following disadvantages: Insufficient precision in the heat treatment of low-level solar irradiations.

L'absence du phénomène de recombinaison dans la zone de déplétion : en effet la perte du rendement dû à la recombinaison, est significative pour les cellules solaires réelles. Afin d'améliorer la précision du modèle précédent, le modèle à deux diodes est proposé dont l'étude fait l'objet de la section suivante.The absence of the phenomenon of recombination in the depletion zone: indeed the loss of the yield due to the recombination, is significant for the real solar cells. In order to improve the accuracy of the previous model, the two-diode model is proposed, the study of which is the subject of the following section.

A.3. Modèle réel à deux diodes Dans la plupart des cas réels on utilise le modèle à deux diodes qui est plus précis que le modèle précédemment décrit, auquel deux nouveaux paramètres ont été introduits : /02 et a2. 16 Le paramètre N1 dans l'équation du modèle Cela a pour la contrepartie d'augmenter par conséquent la complexité d modélisation. Les modèles à une et à deux diodes présentent les résultats similaires en termes de simulation numérique dans les conditions standards de test ou STC. Par contre ils diffèrent pour les valeurs proches de Vco et avec de faibles niveaux d'irradiations.A3. Two diode real model In most real cases, the two-diode model is used which is more accurate than the previously described model, to which two new parameters have been introduced: / 02 and a2. The parameter N1 in the equation of the model It has for the counterpart therefore to increase the modeling complexity. The one- and two-diode models show similar results in terms of numerical simulation under standard test conditions or STC. On the other hand, they differ for values close to Vco and with low levels of irradiation.

La Figure A.4 montre le circuit équivalent et l'équation A.8 suivante décrit les (A. 8) caractéristiques I-V correspondantes. ( vpi,-Fipt,Rs /pi, = /ph - /01 ekaiNciv [ th,celli) - 1 -IO2 e(a2NC2V Vpv+Ipv12s ) th,ce112) - il Vpv + Ip,R, Rp A.4. Le traitement des effets thermiques La prise en compte des effets thermiques dans le processus de modélisation mathématiques des cellules solaires s'avère crucial. Dans cette section nous allons procéder à la modélisation des phénomènes thermiques qui se produisent au niveau de la diode. A.4.1. Le courant de saturation inverse : I0 Le courant de saturation inverse, 10(T) peut être modélisé en imposant les conditions du circuit ouvertI7 à l'équation A.9. (cf. modèle-Rp) et en prenant en considération la bande gap de la cellule. Cela nous conduit à l'expression d'Io (T) donnée par l'équation 2.9 suivante : ( (A. 9) 10(T) = Io T ek T 1) E g 1 T re f aNcVth,cell Tref A.4.2. Le courant photoélectrique Le courant photoélectrique dépend de la température ainsi que de l'irradiation solaire comme l'indique l'équation A.10. {Iph = [Iph,ref + KM' - Tref)] G Gref G' f = 1000Wm-2 : irradiation nominale de référence G : irradiation incidente en Wm-2 Tref = 25°C : la température de référence A.5. Etudes des effets des paramètres Les effets résistifs 17I=OetV=VcoFigure A.4 shows the equivalent circuit and the following equation A.8 describes the corresponding (A. 8) I-V characteristics. (vpi, -Fipt, Rs / pi, = / ph - / 01 ekaiNciv [th, celli) - 1 -IO2 e (a2NC2V Vpv + Ipv12s) th, ce112) - it Vpv + Ip, R, Rp A.4. The treatment of thermal effects Taking into account the thermal effects in the process of mathematical modeling of solar cells is crucial. In this section we will proceed to the modeling of the thermal phenomena that occur at the level of the diode. A.4.1. Inverse saturation current: I0 The inverse saturation current, 10 (T) can be modeled by imposing the conditions of the open circuit I7 to equation A.9. (see model-Rp) and taking into account the gap band of the cell. This leads us to the expression of Io (T) given by the following equation 2.9: ((A. 9) 10 (T) = Io T ek T 1) E g 1 T re f aNcVth, cell Tref A. 4.2. The photoelectric current The photoelectric current depends on the temperature as well as the solar irradiation as indicated by the equation A.10. {Iph = [Iph, ref + KM '- Tref)] G Gref G' f = 1000Wm-2: nominal reference irradiation G: incident irradiation in Wm-2 Tref = 25 ° C: the reference temperature A.5. Studies of the effects of the parameters The resistive effects 17I = OetV = Vco

(A. 10) Dans cette section nous examinons l'impact des composants résistifs dans le modèle mathématique, sur le rendement de cellules solaires. Résistance en Série (Rs) Les résistances en séries ont pour effet de réduire légèrement la tension ainsi que le facteur de forme. Les résistances trop élevées peuvent même affecter le courant de court-circuit et réduire la puissance maximale (MPP) et par conséquent le FF. Graphiquement nous pouvons dire que les résistances séries affectent les caractéristiques de la courbe I-V dans la zone où le courant n'est plus (approximativement) constant. En pratique, ces résistances doivent être les plus faibles possibles ; nous examinerons l'impact des différentes valeurs de résistance série sur le comportement de la courbe I-V, dans la partie consacrée à la simulation numérique de notre modèle.(A. 10) In this section we examine the impact of resistive components in the mathematical model, on the efficiency of solar cells. Series Resistance (Rs) Resistors in series have the effect of slightly reducing the voltage as well as the form factor. Resistances that are too high can even affect the short-circuit current and reduce the maximum power (MPP) and therefore the FF. Graphically we can say that series resistances affect the characteristics of the I-V curve in the area where the current is no longer (approximately) constant. In practice, these resistances must be as low as possible; we will examine the impact of the different series resistance values on the behavior of the I-V curve, in the section devoted to the numerical simulation of our model.

Résistances Parallèles ou Shunt (Rp ou Rsh) Ces résistances modélisent la perte dans les cellules solaires et leurs valeurs doivent être autant élevées que possibles, voire idéalement infinies, c'est-à-dire, à circuit ouvert. Leur impact sur les caractéristiques de la courbe I-V sera étudié lors de la simulation du modèle proposé pour cet effet. [00106] GENERATEURS THERMOELECTRIQUES Diminution de la conductivité thermique A l'heure actuelle les nanotubes et nanofils étudiés possèdent une excellente conductivité électronique et thermique, de nombreuse recherche sont en cours visant à diminuer la conductivité thermique des nanofils sans altérer leurs conductivités électroniques. Quatre techniques spécifiques sont généralement utilisées pour altérer les propriétés thermiques des nanofils. Pour chaque type de matériaux il est alors nécessaire de vérifier l'absence d'impact sur les propriétés électroniques : - Réduction du diamètre du nanofils ce qui a pour effet de diminuer le nombre de modes de phonons et par conséquence le transfert calorifique Mise en série de deux nanofils présentant des profils de bords différents afin d'introduire un désaccord entre les modes vibrationnels des deux structures - Introduire des défauts structurels dans les nanofils (rugosité de bords ou lacunes atomiques) dans le but de casser la périodicité du réseau bloquant ainsi les modes de vibration et de propagation des phonons Mise en série de deux nanofils de diamètres différents afin d'introduire un désaccord entre les modes de vibrations Synthèse des nanofils Il existe deux approches différentes pour synthétiser des nanofils, une approche dites top- down qui consiste en des techniques de lithographie et de gravure de précision nanométriques à partir de substrat macroscopique, et une approche dites bottom-up ou constructive qui synthétise le nanofils avec des techniques de croissances épitaxiques assister par CVD ou d'autres voies de synthèses. L'intérêt principal de l'approche bottom-up, outre la possibilité de favoriser des croissances très localisés et d'avoir accès à un large panel de matériaux pour la réalisation de nanofils, et d'avoir la possibilité de contrôler le dopage et la croissance du nanofils en jouant sur les réactions chimiques qui se produisent lors de la croissance du nanofils comme il est illustré en figure 42. Il est alors possible de réaliser des structures comprenant des hétérojonctions axiales ou imbriqués ou encore multiple. L'intégration des nanofils synthétisés en « forêt » dans des nano dispositifs représente un challenge important pour le passage de l'étude R&D à la voie industrielle. Il faut dans le même temps maitriser la localisation spatiale sur le substrat, le développement et la mise en forme des nanofils. Différentes techniques plus ou moins industrialisables et plus ou moins couteuses existent et/ou sont en cours de développement Lithographie électronique : adressage individuel complexe et couteux Auto-assemblage : assemblages spontanée de la matière grâce aux instabilités structurales du substrat (traitements de surface), mais configuration limitée et assemblage limité au gm2 Assemblage par interaction chimiques ou électrostatiques, orientation difficilement maitrisable Manipulation individuelle par micromanipulateurs ou pièges optiques, pas de solutions pour la production à grande échelle Assemblage par force de cisaillement ou contact-printing, très peu dépendante du type de matériaux ou de substrat Alignement assisté par des forces microfluidiques, permet l'alignement parallèle des nanofils Assemblage par forces capillaires Orientation assistée par champ électrique (diélectrophorèse), orientation et placement très précis des nanofils Micro générateurs thermoélectriques La publication W. Wang et al "A new type of low power thermoelectrics micro-generator fabricated by nanowire array thermoelectric material" de novembre 2004 montre la faisabilité d'un générateur thermoélectrique à base de nanofils. Le générateur thermoélectrique est composée de type n et de type p Bi2Te3 et est conçu pour être source d'énergie pour les appareils miniaturisés à l'état solide tels que les systèmes micro-électrique. Les réseaux de nanofils sont fabriqués par dépôt électrochimique de Bi2Te3. Les mesures montrent que le coefficient Seebeck des réseaux de nanofils de type p et de type n de Bi2Te3 est d'environ de 260 et 188gV/K avec un diamètre des nanofils d'environ 50 nm. Le générateur thermoélectrique est constitué d'une couche de matériau thermoélectrique composé d'un grand nombre de nanofils de type n et de type p par microzones. De deux couches conductrices électriques qui réalisent la série connexion électrique des zones de nanofils. Et de deux couches conductrices thermiques. Le générateur à une épaisseur inférieure à 200 gm. La fabrication telle que décrites dans cet ouvrages et illustré en figure 43 et 44 décrit un système de générateurs pouvant alimenter des microsystèmes électriques mais sont applications ne peut être que ponctuelles et nécessite une manipulation très précise du générateur (placement micrométrique sur le système). Notre développement repose sur le principe de pouvoir déployer les nanogénérateurs dans différents types de matériaux sans aucun besoin de manipulation extérieur pour la connexion 45 et le raccord des NanoGenes. DESCRIPTION GLOBALE DE L'INVENTION Les composants majeurs d'un système hybride de cellules solaires a hauts rendement muni de Nanogénérateurs thermoélectrique fusionnées dans la masse ou réalisable sur substrats rigides ou flexibles sont : 50 - Cellules solaires de haut rendement sur substrat flexible ; - Moyens de production de l'énergie thermoélectrique intégrée dans la masse ou dans tous matériaux de base servant comme matière première ; - Réalisation des capteurs de senseurs intelligente ; Ses composants peuvent être enterrés dans la masse ou recouverts de protections appropriées. Nous étudierons à titre d'exemple quelques-unes de ses options dans la présente application de demande de brevet d'invention. [00200] La présente invention propose une solution aux problèmes de production de l'énergie thermoélectrique couplée à l'énergie solaire de l'art antérieur. L'innovation sur les cellules pérovskite repose sur deux points principaux : - La durabilité du produit - Les procédés de fabrication dans le cadre d'une architecture tandem Un des problèmes majeurs des cellules pérovskite est leur durabilité dans le temps. Les cellules pérovskite de par leurs matériaux sont des cellules qui ont une durée de vie assez limitée. La couche pérovskite est extrêmement sensible à l'humidité et à l'oxydation, et requiert donc des précautions particulières. De même l'architecture mésoporeuse de la couche TiO2 peut se révéler problématique pour le recouvrement optimal de la surface par couche pérovskite. Enfin, le polymère collecteur de trous (HTM), peut être aussi considéré comme un point faible pour la durabilité des cellules. Collecteur de trous Principalement basé sur des polymères conducteurs, le collecteur de trous peut-être un matériau inorganique. Ce matériau aurait l'avantage d'être déposable sous vide (CF paragraphe suivant) et possèderait une durabilité plus grande. Le CuSCN (copper (I) thiocyanate) est une alternative sérieuse aux polymères utilisés généralement18. Cette molécule, à mi-chemin entre le monde de la chimie organique et inorganique, permet une bonne conductivité grâce à ses doublets non liants autour du soufre et de l'azote. Par conséquent, des molécules similaires sont à l'étude utilisant le groupement SCN ou CN. La structure électronique de la molécule avec ses doublets non liants en font un candidat sérieux pour la capture des trous émis par la couche pérovskite. Effectivement même si les tests montrent des rendements moins performants qu'avec les polymères, le gain en durabilité parait être significatif. Procédés sous vide Avec la publication de Snaith concernant la couche de TiO2 compacte, un nouveau champ s'ouvre. L'utilisation d'une couche dense remet en question le mode de fabrication des cellules pérovskite, qui jusqu'ici était principalement réalisée via des procédés atmosphériques. Les procédés sous vide permettent d'obtenir des cellules de plus grandes surfaces, dont les résultats ont une meilleure répétabilité. De plus, les techniques sous vide permettent d'ouvrir un champ plus large d'un point du vue nature des substrats. Ainsi les 18 R. Tena et al. J. Mater. Chem. A, 2014, 2, 12754 procédés sous vide nous permettent de déposer sur toute sorte de substrats, y compris des cellules photovoltaïques Si ou CIGS. En Erreur ! Source du renvoi introuvable. est présentée une vue schématique de notre ligne de fabrication des cellules pérovskites.Parallel or Shunt Resistors (Rp or Rsh) These resistors model the loss in solar cells and their values must be as high as possible, or ideally infinite, ie, open circuit. Their impact on the characteristics of the I-V curve will be studied during the simulation of the model proposed for this effect. THERMOELECTRIC GENERATORS Decrease in thermal conductivity At present the nanotubes and nanowires studied have excellent electronic and thermal conductivity, numerous research is underway to reduce the thermal conductivity of nanowires without altering their electronic conductivities. Four specific techniques are generally used to alter the thermal properties of nanowires. For each type of material it is then necessary to check the absence of impact on the electronic properties: - Reduction of the diameter of the nanowires which has the effect of reducing the number of modes of phonons and consequently the heat transfer Serialization of two nanowires with different edge profiles in order to introduce a disagreement between the vibrational modes of the two structures - Introduce structural defects in the nanowires (edge roughness or atomic vacancies) in order to break the periodicity of the lattice thus blocking modes of vibration and propagation of phonons Serialization of two nanowires of different diameters in order to introduce a disagreement between the modes of vibration Synthesis of the nanowires There are two different approaches to synthesize nanowires, a so-called top-down approach which consists in Nanometric precision lithography and etching techniques from substrate macroscopic, and a so-called bottom-up or constructive approach that synthesizes nanowires with epitaxial growth techniques assist by CVD or other synthetic pathways. The main interest of the bottom-up approach, besides the possibility to promote very localized growth and to have access to a wide range of materials for the realization of nanowires, and to have the possibility to control doping and growth of the nanowires by playing on the chemical reactions that occur during the growth of the nanowires as illustrated in FIG. 42. It is then possible to produce structures comprising axial or nested or multiple heterojunctions. The integration of nanowires synthesized in "forest" in nano devices represents an important challenge for the transition from R & D to industrial. At the same time, it is necessary to master the spatial location on the substrate, the development and the shaping of the nanowires. Different techniques more or less industrialized and more or less expensive exist and / or are under development Electronic lithography: complex and expensive individual addressing Self-assembly: spontaneous assemblages of the material thanks to the structural instabilities of the substrate (surface treatments), but limited configuration and assembly limited to gm2 assembly by chemical or electrostatic interaction, orientation difficult to control individual manipulation by micromanipulators or optical traps, no solutions for large-scale production assembly by shear force or contact-printing, very little dependent on the type of materials or substrate Alignment assisted by microfluidic forces, allows parallel alignment of nanowires Assembly by capillary forces Electrical field assisted orientation (dielectrophoresis), orientation and very precise placement of nanowires Micro generators ther The W. Wang et al publication "A new type of low power thermoelectrics micro-generator fabricated by nanowire array thermoelectric material" of November 2004 shows the feasibility of a thermoelectric generator based on nanowires. The thermoelectric generator is composed of n-type and p-type Bi2Te3 and is designed to be a power source for miniaturized solid state devices such as micro-electric systems. The nanowire arrays are made by electrochemical deposition of Bi2Te3. The measurements show that the Seebeck coefficient of the p-type and n-type nanowires of Bi2Te3 is about 260 and 188gV / K with a nanowire diameter of about 50 nm. The thermoelectric generator consists of a layer of thermoelectric material composed of a large number of n-type and p-type nanowires by microzones. Of two electric conductive layers which realize the series electrical connection of the zones of nanowires. And two thermal conductive layers. The generator has a thickness of less than 200 gm. The manufacture as described in this work and illustrated in FIGS. 43 and 44 describes a system of generators that can power micro-electrical systems but applications can only be one-off and require very precise manipulation of the generator (micrometric placement on the system). Our development is based on the principle of being able to deploy nanogenerators in different types of materials without any need for external manipulation for connection 45 and connection of NanoGenes. GLOBAL DESCRIPTION OF THE INVENTION The major components of a hybrid high efficiency solar cell system equipped with thermoelectric nanogenerators merged in mass or achievable on rigid or flexible substrates are: - High efficiency solar cells on flexible substrate; - Means for producing thermoelectric energy integrated in the mass or in any raw materials used as raw material; - Realization of intelligent sensor sensors; Its components can be buried in the mass or covered with appropriate protections. As an example, we will study some of its options in this application for a patent application. The present invention proposes a solution to the problems of producing the thermoelectric energy coupled to the solar energy of the prior art. The innovation on perovskite cells is based on two main points: - The durability of the product - Manufacturing processes in the context of a tandem architecture One of the major problems of perovskite cells is their durability over time. Perovskite cells by their materials are cells that have a fairly limited life. The perovskite layer is extremely sensitive to moisture and oxidation, and therefore requires special precautions. Similarly, the mesoporous architecture of the TiO2 layer can be problematic for the optimal recovery of the perovskite layer surface. Finally, the hole-collecting polymer (HTM) can also be considered as a weak point for the durability of the cells. Hole Collector Mainly based on conductive polymers, the hole collector may be an inorganic material. This material would have the advantage of being removable under vacuum (CF following paragraph) and would have greater durability. CuSCN (copper (I) thiocyanate) is a serious alternative to commonly used polymers18. This molecule, halfway between the world of organic and inorganic chemistry, allows a good conductivity thanks to its non-binding doublets around sulfur and nitrogen. As a result, similar molecules are under study using the SCN or CN grouping. The electronic structure of the molecule with its non-binding doublets makes it a serious candidate for capturing holes emitted by the perovskite layer. Indeed even if the tests show lower performance than with polymers, the gain in durability seems to be significant. Vacuum processes With Snaith's release of the compact TiO2 layer, a new field opens. The use of a dense layer calls into question the method of production of perovskite cells, which until now was mainly carried out via atmospheric processes. The vacuum processes make it possible to obtain cells with larger areas, the results of which have better repeatability. In addition, vacuum techniques make it possible to open a wider field from a point of view of the nature of the substrates. Thus the 18 R. Tena et al. J. Mater. Chem. A, 2014, 2, 12754 vacuum processes allow us to deposit on any kind of substrates, including Si or CIGS photovoltaic cells. In error ! Source of the return not found. is presented a schematic view of our manufacturing line of perovskite cells.

Cette ligne de R&D pilote, repose sur un système robotisé entre les différentes étapes. Cette ligne est en mesure de traiter des substrats de grande surface (jusqu'à 156x156 mm2), et se décompose en plusieurs modules. 1) Modules co-évaporation - Ports d'évaporation - Chauffage du substrat - Substrat tournant - Métrologie 2) Module de pulvérisation - Un 300mm cible de pulvérisation cathodique magnétron 3) Chargement / module de déchargement - Substrat Cassette Différentes étapes sont : 1- Chargement de la cassette de substrat 2- Le pompage vers le bas 3- substrat de charge Dans la chambre FTO, a. Dépôt de la couche FTO (600 nm) 4- substrat de charge dans la chambre TIO2 a. Dépôt de TiO2 (20nm) 5- Décharger du FTO et la charge en H-P chambre b. Lancer la rotation du substrat et chauffage du substrat c. Démarrer le calibrage de la source i. PbI2, PbCl2, RNH3, Ag, Spiro ii. Lancer co-évaporation de PbI2, PbC12, RNH3 (400 nm) iii. Lancer spiro-OMeTAD (400 nm) iv. Lancer dépôt d'Ag Cathode (20nm) 6- Déposer/charger le substrat en ZnO La température du substrat est un facteur clé dans la croissance de la couche absorbante HP.This line of R & D driver, is based on a robotic system between the different stages. This line is able to process large surface substrates (up to 156x156 mm2), and is broken down into several modules. 1) Co-evaporation Modules - Evaporation Ports - Substrate Heating - Rotating Substrate - Metrology 2) Sputtering Module - A 300mm Sputtering Target Magnetron 3) Loading / Unloading Module - Cassette Substrate Different steps are: 1- Loading Substrate cassette 2- Downward pumping 3-charge substrate In the FTO chamber, a. FTO layer deposition (600 nm) 4- charge substrate in TIO2 chamber a. TiO2 deposit (20nm) 5- Discharge FTO and charge in H-P chamber b. Start the rotation of the substrate and heating the substrate c. Start calibration of the source i. PbI2, PbCl2, RNH3, Ag, Spiro ii. Start co-evaporation of PbI2, PbC12, RNH3 (400 nm) iii. Launch spiro-OMeTAD (400 nm) iv. Initiate deposit of Ag Cathode (20nm) 6- Deposit / load the ZnO substrate The temperature of the substrate is a key factor in the growth of the HP absorber layer.

Avec la synthèse sous vide il nous est possible de mettre en place un nouvel enchainement des procédés pour la conception d'une structure tandem. A titre d'exemple les cellules CIGS servent de base à notre raisonnement, mais le procédé est très largement généralisable. En effet, les cellules CIGS ont la particularité d'être à base de couches minces et sont donc particulièrement planes. En considérant, la conception d'une cellule CIGS depuis le substrat (flexible ou autre) jusqu'au contact avant Zn0A1. On peut imaginer le dépôt de la cellule pérovskite directement à la surface. Pour cela, il conviendra de réaliser une couche d'un matériau transparent ET isolant, type oxyde binaire par exemple (tel que SiO2). Couche isolante sur laquelle sera déposé le collecteur de trous (CuSCN, ou tout autre HTM), la couche pérovskite (à base de co-évaporation d'halogénure de plomb et de CH3NH3X (X étant un halogène I, Cl Br...), sur laquelle la couche de TiO2 est déposée par pulvérisation cathodique. Enfin le tout doit être recouvert d'un TCO ayant une résistivité aussi faible que possible mais restant transparent à une large gamme du spectre solaire (y compris le proche IR). Le tout étant encapsulé de manière bien étanche. L'enchaînement des étapes est à l'inverse de ce qui se fait usuellement pour la synthèse de la cellule pérovskite, mais permet l'ajout des appareils permettant la synthèse de cette cellule à la suite de la ligne de fabrication de la première cellule comme le montre la Figure 9. Cet enchaînement permet l'élaboration de cette structure multicouche aussi bien en traitement par lot qu'en Roll-to-roll ce qui est un avantage indéniable. La Figure 9Erreur ! Source du renvoi introuvable. montre l'enchaînement des différentes étapes de dépôts des différentes couches réalisées à partir d'une cellule de type CIGS. Ce type d'enchaînement novateur est entièrement compatible avec la mise en place d'une ligne roll-toroll. De plus, la réalisation sous vide protège les matériaux de l'humidité et de l'oxydation de l'air jusqu'à l'encapsulation. Ainsi ce mode de fabrication permet d'augmenter significativement la durée de vie des cellules. [00201] La présente invention propose une solution aux problèmes de la durée de vie de l'art antérieur. Face à un besoin énergétique mondial grandissant et au vu des coûts de production et de stockage de l'énergie solaire encore trop conséquents pour concurrencer les énergies d'origines fossile ou nucléaire, l'objectif de l'invention est de concevoir un nouveau Nanogénérateurs intégré aux matières première et aux de cellules solaires à des fins de production de l'énergie plus aisé et plus abondante. Cette technologie novatrice se veut principalement plus optimale et surtout moins coûteuse que les alternatives jusqu'à présent utilisées19. [00202] Degré de rupture technologique ; L'utilisation d'un nanomatériau innovant pour la production et le stockage de l'électricité. Le premier caractère innovant du projet porte essentiellement sur l'utilisation des nanogénérateurs. [00203] Convertisseur élévateur appelé « Up & Down conversion » Parmi les innovations on peut également compter sur l'inclusion au sein de la couche isolante (entre pérovskite et CIGS) de particules permettant de capter les rayonnements non absorbés par la pérovskite mais qui ne sont pas idéaux pour l'absorbeur suivant (Figure 10). Avec ces procédés en captant des photons de différentes énergies il est possible de réémettre des photons ayant des énergies augmentant leur probabilité d'absorption par la cellule suivante. Ainsi en plus d'un gain sur l'optimisation du spectre solaire en combinant les gammes spectrales de deux cellules solaires, il est possible d'améliorer l'absorption des photons dans la seconde cellule. Amélioration de rendement par Up Conversion (UC). Le principe de la « up-conversion » s'explique par la capture de deux photons par un élément (dopant) et la réémission en 1 seul photon mais d'énergie (et donc de longueur d'onde) différente. La nouvelle énergie du photon doit faciliter l'absorption du photon. A titre d'exemple, nous décrivons ci-après le fonctionnement d'un Convertisseur élévateur à base de Er3+ / Yb3+. Le transfert d'énergie le plus efficace de processus de convertisseur élévateur UC (appelé aussi ETU ou Energy Transfer Up converter), après absorption de photons (GSA, ESA). 9 De par sa définition, la mise en oeuvre de technologies de fabrication de couches minces sur substrat ouvre la voie d'une réduction significative des coûts de fabrication par watt.With vacuum synthesis we can set up a new process sequence for the design of a tandem structure. For example CIGS cells serve as a basis for our reasoning, but the process is very widely generalizable. Indeed, CIGS cells have the particularity of being based on thin layers and are therefore particularly flat. Considering, the design of a CIGS cell from the substrate (flexible or otherwise) to the contact before Zn0A1. We can imagine the deposit of the perovskite cell directly on the surface. For this, it will be necessary to make a layer of a transparent AND insulating material, such as binary oxide (such as SiO2). Insulating layer on which the hole collector (CuSCN, or any other HTM) will be deposited, the perovskite layer (based on co-evaporation of lead halide and CH3NH3X (X being a halogen I, Cl Br ...) , on which the TiO2 layer is deposited by sputtering.At the whole must be covered with a TCO having a resistivity as low as possible but remaining transparent to a wide range of the solar spectrum (including the near IR). being encapsulated in a watertight manner.The sequence of steps is the opposite of what is usually done for the synthesis of the perovskite cell, but allows the addition of devices allowing the synthesis of this cell following the line of the first cell as shown in Figure 9. This sequence allows the development of this multilayer structure in both batch processing and Roll-to-roll which is an undeniable advantage.The Figure 9Erreur! Sour this of the return not found shows the sequence of the different stages of deposition of the different layers made from a CIGS type cell. This type of innovative linking is fully compatible with the implementation of a roll-toroll line. In addition, the vacuum embodiment protects the materials from moisture and oxidation of the air until encapsulation. Thus, this method of manufacture makes it possible to significantly increase the life of the cells. The present invention proposes a solution to the problems of the lifetime of the prior art. Faced with a growing global energy need and given the costs of production and storage of solar energy still too large to compete with fossil or nuclear energy, the objective of the invention is to design a new integrated Nanogenerators to raw materials and solar cells for the purpose of producing energy easier and more abundant. This innovative technology is mainly intended to be more optimal and above all less expensive than the alternatives used until now19. [00202] Degree of technological breakthrough; The use of an innovative nanomaterial for the production and storage of electricity. The first innovative feature of the project focuses on the use of nanogenerators. [00203] Lift converter called "Up & Down conversion" Among the innovations can also count on the inclusion within the insulating layer (between perovskite and CIGS) particles to capture the radiation not absorbed by the perovskite but which does not are not ideal for the next absorber (Figure 10). With these processes by capturing photons of different energies it is possible to re-emit photons having energies increasing their probability of absorption by the next cell. Thus in addition to a gain on the optimization of the solar spectrum by combining the spectral ranges of two solar cells, it is possible to improve the absorption of photons in the second cell. Performance improvement by Up Conversion (UC). The principle of "up-conversion" is explained by the capture of two photons by an element (dopant) and the re-emission in 1 single photon but of energy (and therefore of wavelength) different. The new energy of the photon must facilitate the absorption of the photon. As an example, we describe below the operation of an Er3 + / Yb3 + based elevator converter. The most efficient energy transfer process CPU converter (also called ETU or Energy Transfer Up converter), after absorption of photons (GSA, ESA). 9 By its definition, the implementation of thin film manufacturing technologies on substrate opens the way to a significant reduction in manufacturing costs per watt.

UC luminescence due à l'émission spontanée (SPE) engendre une Relaxation multi-phonon (MPR). Le principe de up-conversion permet également de cibler les gammes de rayonnement pour lesquelles la conversion photovoltaïque est la plus efficace. Ainsi il est possible de diviser la large gamme spectrale des rayons incident en différentes gammes, ciblant un domaine d'excitation, et donc de conversion. La Figure 1 lErreur ! Source du renvoi introuvable. est une illustration de la densité de courant de court-circuit en fonction d'une excitation ciblant une certaine gamme spectrale. En effet ; la densité de courant de court-circuit est indiqué comme étant 1,79 % à 1000 W/m2 (0,179 cm2/W) en monochromatique excitation laser avec une Excitation Large bande excitation de 0,77 % à 1,063 W/m2 (0,072 cm2/W), 2,2 mA/cm2 soleils sous 78 % ; Comparé au Concentrateur solaire ; la valeur est de 13,3 mA/cm2 sous 207 soleils. Cette technique possède le large avantage de permettre l'utilisation d'une gamme spectrale dans le proche infra-rouge, domaine spectral inaccessible sans cette technologie puisque les couches supérieures de la structure sont parfaitement opaques aux rayonnements d'une longueur d'onde supérieure à 1 100 nm. Piégeage de la lumière - cavités plasmoniques L'inventeur possède déjà de nombreux brevets ayant pour but d'augmenter le piégeage de la lumière, en augmentant son parcours au sein de l'absorbeur. Ces technologies de diffraction et ou de réfraction sont réalisées par l'ajout de nanoparticules, ou en nano structurant la surface de la couche-substrat du CIGS. L'architecture des cellules hybrides permet toujours cette fonctionnalité, et peut se cumuler aisément, avec les innovations précitées.UC luminescence due to spontaneous emission (SPE) generates multi-phonon relaxation (MPR). The up-conversion principle also makes it possible to target the radiation ranges for which photovoltaic conversion is the most efficient. Thus it is possible to divide the wide spectral range of incident rays into different ranges, targeting a field of excitation, and therefore of conversion. Figure 1 The Error! Source of the return not found. is an illustration of the short-circuit current density as a function of an excitation targeting a certain spectral range. Indeed ; the short-circuit current density is reported to be 1.79% at 1000 W / m2 (0.179 cm 2 / W) in monochromatic laser excitation with excitation broadband excitation of 0.77% at 1.063 W / m2 (0.072 cm 2 / W), 2.2 mA / cm 2 sun at 78%; Compared to the Solar Concentrator; the value is 13.3 mA / cm 2 under 207 suns. This technique has the great advantage of allowing the use of a spectral range in the near infra-red spectral range inaccessible without this technology since the upper layers of the structure are perfectly opaque to radiation with a wavelength greater than 1,100 nm. Light trapping - plasmonic cavities The inventor already has numerous patents aimed at increasing the trapping of light by increasing its path within the absorber. These diffraction and / or refraction technologies are achieved by the addition of nanoparticles, or by nano structuring the surface of the CIGS substrate layer. Hybrid cell architecture still allows this functionality, and can be easily combined with the aforementioned innovations.

Texturation de la surface avant Les améliorations proposées précédemment traitent l'optimisation de l'absorption du rayonnement ayant pénétré la cellule. Cette partie traite l'optimisation des rendements en amont, c'est-à-dire en minimisant au mieux la réflexion des rayons avant leur entrée dans la cellule. La texturation de la surface est une des clés de la minimisation de la réflexion. La Figure 12Erreur ! Source du renvoi introuvable. est une image MEB de la réalisation par structures-opaline auto-organisés. Méthode de synthèse Ces structures photoniques hexagonales ont été obtenues par dépôt d'ALD A1203 (passivation de surface), sur un revêtement de surface réalisé par rotation (spin coating) de nanoparticules sphériques (Si02). Augmentation de plus en plus d'absorption de lumière par diffraction de surfaces arrière. Réalisation par opaline-structures auto-organisés, des structures photoniques hexagonales par dépôt d'ALD A1203 (passivation de surface) et spin coating (revêtement de surface réalisé par rotation) de nanoparticules sphériques (Si02). Structure rempli à l'aide ALD de TiO2 (variante SolGel). Les nanoparticules sont donc des ingrédients essentiels permattant la réalisation de cellules solaires super efficaces à bas coûts de fabrication. Cependant, il convient de s'assurer de la non déterioration des propriétés électrique de la surface.Texturing of the front surface The improvements proposed above deal with the optimization of the absorption of the radiation having penetrated the cell. This part deals with the optimization of yields upstream, that is to say by minimizing the reflection of the rays before they enter the cell. The texturing of the surface is one of the keys to minimizing reflection. Figure 12Error! Source of the return not found. is a SEM image of self-organized opaline structures. Synthesis method These hexagonal photonic structures were obtained by depositing ALD A1203 (surface passivation) on a spin coating of spherical nanoparticles (SiO 2). Increase in light absorption by diffraction of back surfaces. Realization by opaline-self-organized structures, hexagonal photonic structures by deposit of ALD A1203 (surface passivation) and spin coating (rotational surface coating) of spherical nanoparticles (SiO 2). Structure filled using ALD of TiO2 (SolGel variant). Nanoparticles are therefore essential ingredients for producing super-efficient solar cells at low manufacturing costs. However, it should be ensured that the electrical properties of the surface are not deteriorated.

Texturation du contact arrière La texturation de la surface arrière peut-être obtenu en déposant des nanoparticules à la surface de la couche ou en usinant à postériori un dépôt réalisé. Quoiqu'il en soit ces modes de fabrication sont assez simples à mettre en oeuvre par électro dépôt, ou dépôt sous vide.Texturing of the rear contact The texturing of the rear surface can be obtained by depositing nanoparticles on the surface of the layer or by machining a deposited deposit afterwards. Anyway these modes of manufacture are quite simple to implement by electro deposit, or vacuum deposit.

L'optimisation de la lumière a été réalisée jusqu'ici par création de cavités photoniques, par limitation de la réflexion à l'avant de la cellule, et par optimisation des longueurs d'onde utilisées. Des modélisations ont été menées pour mesurer l'impact de l'utilisation d'une architecture diffractante en face avant et/ou en face arrière. Les résultats sont représentés en Figure 13. Ces courbes ont été obtenues par Analyse Rigoureuse des Ondes Couplés (appelé aussi Rigorous Coupled Wave Analysis ou RCWA, de Lalanne. Reticolo 2D).The optimization of light has been achieved so far by creating photonic cavities, by limiting the reflection at the front of the cell, and by optimizing the wavelengths used. Modelizations were carried out to measure the impact of the use of a diffracting architecture on the front face and / or on the back face. The results are shown in Figure 13. These curves were obtained by Rigorous Coupled Wave Analysis (also called Rigorous Coupled Wave Analysis or RCWA, Lalanne Reticolo 2D).

Effet piézo/thermoélectrique Au-delà des effets purement photovoltaïques, la structure pérovskite présente une propriété physique très intéressante : la piézo/thermoélectricité. Ce phénomène est lié aux propriétés ferroélectriques de la chimie du matériau, mais au-delà de la chimie c'est également la structure qui est porteuse de cette propriété. Ainsi en l'incorporant dans une cellule photovoltaïque un gain au niveau du Vos est observé et dépendra de sa géométrie et de son encapsulation. Par conséquent, un travail sur la nanostructure de la cellule pérovskite permettrait de tirer parti de cette propriété inexploitée. [00204] Essais et calculs des matériaux, modélisation et simulation ; La modélisation mathématique Le processus de modélisation repose principalement sur l'étude et l'analyse des phénomènes physiques qui se produisent au niveau de la couche absorbante, pérovskite en l'occurrence, ainsi que sur les propriétés physicochimiques des matériaux utilisés pour la fabrication des cellules hybrides, i.e., organique-inorganique. Ces dernières sont affectées par des désordres thermocinétiques dont la caractérisation s'effectue par la méthode de spectroscopie de l'impédance. Cette dernière est un outil majeur de l'étude et de l'analyse des cellules solaires hybrides, elle fournit en plus une mesure des paramètres physiques du modèle de la ligne de transmission, décrite et illustrée par la Figure 14. Le modèle de diffusion Le phénomène physique relatif au fonctionnement des cellules à base de pérovskite, peut être décrit par l'équation aux dérivées partielles suivante. Celle-ci prend en compte les diverses étapes du mécanisme du phénomène physique à étudier dont la diffusion-recombinaison est la plus important. L'équation suivante donne la dynamique de la concentration d'électrons. D a2n(x) no - n(x) an + (Doae-ex = -at ax2 r a2n(x) al) oan ax2 + 1.12[n° - n(x)] + (-D) e -ex - Dat . 1. 1 L \FD7- DTS12 =- 1 les conditions aux limites suivantes: {n(0) = no dn -I =0 dx x=d La résolution numérique l'équation du modèle La discrétisation spatio-temporelle de notre modèle repose sur les équations suivantes : n(x, t) .-----:, n(x. ptk) = e ô2n(x) n j+ 1 - 24+ 4_1 ôx2 - an nr - nit Clx)2 at ' At n.? = no(x1) 4 = nij = 0 V k La discrétisation et le schéma numérique Cette discrétisation transforme l'équation analytique du départ en une équation numérique. Cette forme discrétisée nous permettra d'effectuer ultérieurement des simulations numériques, le choix d'un schéma numérique de résolution est crucial dans cette démarche d'ingénierie mathématique, puisqu'il aura des conséquences sur la convergence de la solution et notamment sur le coût de calcul.Piezo / thermoelectric effect Beyond purely photovoltaic effects, the perovskite structure has a very interesting physical property: piezo / thermoelectricity. This phenomenon is related to the ferroelectric properties of the material's chemistry, but beyond chemistry it is also the structure that carries this property. Thus by incorporating it into a photovoltaic cell a gain in the Vos level is observed and will depend on its geometry and its encapsulation. Therefore, work on the nanostructure of the perovskite cell would take advantage of this untapped property. [00204] Tests and calculations of materials, modeling and simulation; Mathematical modeling The modeling process is based mainly on the study and analysis of the physical phenomena that occur at the level of the absorbent layer, perovskite in this case, as well as on the physicochemical properties of the materials used for the manufacture of the cells. hybrids, ie, organic-inorganic. These are affected by thermokinetic disorders characterized by the impedance spectroscopy method. The latter is a major tool in the study and analysis of hybrid solar cells, it also provides a measure of the physical parameters of the transmission line model, described and illustrated in Figure 14. The diffusion model The physical phenomenon relating to the functioning of perovskite-based cells, can be described by the following partial differential equation. This one takes into account the various stages of the mechanism of the physical phenomenon to study, of which diffusion-recombination is the most important. The following equation gives the dynamics of the electron concentration. D a2n (x) no - n (x) an + (Doae-ex = -at ax2 r a2n (x) a1) oan ax2 + 1.12 [n-n (x)] + (-D) e -ex - Dat. 1. 1 L \ FD7- DTS12 = - 1 the following boundary conditions: {n (0) = no dn -I = 0 dx x = d The numerical resolution the model equation The spatio-temporal discretization of our model rests on the following equations: ## EQU1 ## not.? = no (x1) 4 = nij = 0 V k Discretization and the numerical scheme This discretization transforms the initial analytical equation into a numerical equation. This discretized form will enable us to perform numerical simulations at a later date, the choice of a numerical resolution scheme is crucial in this mathematical engineering approach, since it will have consequences for the convergence of the solution and especially for the cost of the solution. calculation.

Dans un souci de simplicité nous allons opter le schéma d'Euler explicite qui ne nécessite pas la résolution d'un système matriciel. L'équation discrétisée a la forme suivante selon les approximations numériques effectuées dans la section 1.4 : 1-2n1S-1-71.15 1.12T k+1 k 1+ 1 1-1 + (n)2[(n - 'ln+ cacDoe-axi _ (n. _ n. ) (Ax)2 0 j At Le schéma d'Euler explicite Ce schéma numérique calcule à chaque instant la valeur du vecteur des solutions approchées à l'instant tk_f.1 en fonction de celles à l'instant tk, comme indique les calculs suivants : (nic+i - 2nit + - (flAx)2ni' = (S1Ax)2 ICAt) (n7+1 - 4) - + no)) Infl.c+1 - [2 + (flAx)2 (1 -+ e At = (gmx)2 (fit) (Smix)2 (aro oe- ax no) = [ 1r(Ç AX)211 J+1 At -[2+(n.Ax)2(1--)le +e )+Fàt) (ar(Doe-ex + no) En se rappelant la relation entre r, D et fi : Dr112 = 1, Ces solutions approchées peuvent être mises sous une forme plus compacte par l'équation matricielle suivante : Nk+1 At A] Nk + (t) no)u (Ax)2 T Où A, I et U sont respectivement la matrice tri-diagonale symétrique, identité et le vecteur unité dont les éléments sont donnés par : (2D + - 1 0 ..... -1 (A.,)2 2D +) -1 0.... 0 0 -1 -1.....0 et U= 1 1- A= - 1 (2D +(342 Le circuit équivalent du modèle Le circuit équivalent du modèle proposé est illustré par la Figure 15Erreur ! Source du renvoi introuvable.. Ce circuit peut être assimilé à celui du modèle à deux diodes, discuté en annexe, dans lequel la résistance en série est remplacée par un ensemble des éléments résistifs, inductifs et capacitifs. Ces éléments permettent de modéliser les divers phénomènes physiques (recombinaison, transfert d'électrons, etc.) qui caractérisent le mécanisme de fonctionnement de la structure pérovskite. Le système d'équations du modèle q(V +IZ) ( - Ir e 2nIke - i q(V +1Z) ) (V + IZ) I . Iph - Il e nkBT _ 1 1 -1 Rsh Zsh = (i WC i + R.7.1) = 1 + iRshCiù) 1 1 1 Z R', + jLw Zs RE RCE Zs = 1 _, + f, to± W ± Rs + jRECEco 1 + RcEucE a(1 -j) W = (Impédance de Warburg) ,17) 'ph = ['sc. ± KI(TC - TRe 41 d Isc = [1 - r(z1)]crtDoLna x{Lna[e'd - ch (-Ln Ld)1+ sh (-Ln)} X [A(1 - 4a2)ch(-11-1 n Le calcul du rendement (9) en fonction des paramètres physicochimiques Dans ce qui va suivre nous allons calculer le rendement d'une cellule solaire hybride en fonction des cinq paramètres internes physiques du système à étudier : n = f (cD,L, a, m, d) Z sh (V * I) )MPP FF = , " 20 Vu) * /SC (V * nmppF F * Vco * 1. sc 11 = _ 1 in Pin dP i d UV) cl] dViv=vmpp dV =J+-dVV=0 (Ma e-ad d 1 sc = mVh[l - (La)2] La [ ( 1) + th (-E)1 ch (dT) Vth = kT (tension thermique) a Voc = mVth ln 4/sc.+ 11 qD no th (cà 1 L= Dz = 7_- 12 Calcul de la valeur optimale de d En pratique l'épaisseur optimale est estimée à un dixième de la longueur de diffusion : dopt L = 10 Cette valeur optimale peut être calculée en annulant la dérivée de J' par rapport à la variable d X = - L sc = ° dx L'étude comparative du phénomène physique et le modèle mathématique Tableau 1 : Comparaison du phénomène physique et le modèle mathématique Paramètres a (cm-1) D (cm-2s-1) L (cm') d (Do (Wcm-2) Phénomène Coefficient Coefficient de Longueur Epaisseur de Flux Physique d'absorption diffusion de diffusion la couche lumineux d'électrons pérovskite Modèle Coefficient D et L sont L =Dr Constant Constant d'équation Constant Mathématique constant liés parn d'équation La simulation numérique Le modèle numérique développé jusqu'ici, nous a permis de calculer une solution approchée de l'équation de diffusion par un schéma numérique dont le choix peut avoir des conséquences sur la convergence de vecteur des solutions, i.e., n_j^(k+1) vers la solution 15 finale. 20 MPP :Maximum Power Point Dans l'étude qui va suivre nous allons orienter notre investigation vers le modèle qui décrit le mécanisme de fonctionnement de la structure pérovskite. Ce modèle mathématique est basé sur le circuit équivalent illustré par la figure 7. Les différentes simulations numériques seront effectuées sur ce modèle mathématique par le biais du modèle du circuit équivalent.For the sake of simplicity we will opt for the explicit Euler scheme which does not require the resolution of a matrix system. The discretized equation has the following form according to the numerical approximations made in section 1.4: 1-2n1S-1-71.15 1.12T k + 1k 1+ 1 1-1 + (n) 2 [(n - 'ln + cacDoe- axi _ (n. _ n.) (Ax) 2 0 j At The Euler scheme explicit This numerical scheme calculates at each instant the value of the vector of the approximate solutions at time tk_f.1 as a function of those at the time. instant tk, as indicated by the following calculations: (nic + i - 2nit + - (flAx) 2ni '= (S1Ax) 2 ICAt) (n7 + 1 - 4) - + no)) Infl.c + 1 - [2 + (flAx) 2 (1 - + e At = (gmx) 2 (fit) (Smix) 2 (aro oe- ax no) = [1r (Ç AX) 211 J + 1 At - [2+ (n.Ax) 2 (1 -) the + e) + Fàt) (ar (Doe-ex + no) Recalling the relation between r, D and fi: Dr112 = 1, these approximate solutions can be put in a more compact form by the following matrix equation: Nk + 1 At A] Nk + (t) no) u (Ax) 2 T Where A, I and U are respectively the symmetric tri-diagonal matrix, identity and the unit vector whose elements are given by: (2D + - 1 0 .... -1 (A.,) 2 2D +) -1 0 .... 0 0 -1 -1 ..... 0 and U = 1 1- A = - 1 (2D + (342 The equivalent circuit of model The equivalent circuit of the proposed model is shown in Figure 15Error! This circuit can be likened to that of the two-diode model, discussed in the appendix, in which the series resistance is replaced by a set of resistive, inductive and capacitive elements. These elements make it possible to model the various physical phenomena (recombination, electron transfer, etc.) that characterize the mechanism of operation of the perovskite structure. The system of equations of the model q (V + IZ) (- Ir e 2nIke - i q (V + 1Z)) (V + IZ) I. Iph - It e nkBT _ 1 1 -1 Rsh Zsh = (i WC i + R.7.1) = 1 + iRshCiù) 1 1 1 Z R ', + jLw Zs RE RCE Zs = 1 _, + f, to ± W ± Rs + jRECEco 1 + RcEucE a (1 -j) W = (Warburg impedance), 17) 'ph = [' sc. ± KI (TC - TRe 41 d Isc = [1 - r (z1)] crtDoLna x {Lna [dd - ch (-Ln Ld) 1 + sh (-Ln)} X [A (1 - 4a2) ch (-11-1 n The calculation of the yield (9) according to the physicochemical parameters In what follows we will calculate the yield of a hybrid solar cell according to the five internal physical parameters of the system to be studied: n = f ( cD, L, a, m, d) Z sh (V * I)) MPP FF =, "Vu) * / SC (V * nmppF F * Vco * 1. sc 11 = _ 1 in Pin dP id UV) cl] dViv = vmpp dV = J + -dVV = 0 (My e-ad d 1 sc = mVh [l - (La) 2] The [(1) + th (-E) 1 ch (dT) Vth = kT ( thermal tension) a Voc = mVth ln 4 / sc + 11 qD no th (cd 1 L = Dz = 7_- 12 Calculation of the optimal value of d In practice the optimal thickness is estimated at one-tenth of the diffusion length : dopt L = 10 This optimal value can be calculated by canceling the derivative of J 'with respect to the variable d X = - L sc = ° dx The comparative study of the physical phenomenon and the mathematical model Table 1: Comparison of the phenomenon physics and the mathematical model Parameters a (cm-1) D (cm-2s-1) L (cm ') d (C (Wcm-2) Phenomenon Coefficient of Coefficient of Length Physical Flux Thickness of absorption diffusion diffusion luminous layer of electrons Perovskite Model Coefficient D and L are L = Constant Constant of Constant Constant Mathematical Equation Equation Parn equation The numerical simulation The numerical model developed so far, allowed us to calculate an approximate solution of the diffusion equation by a numerical scheme whose choice may have consequences on the vector convergence of the solutions, ie, n_j ^ (k + 1) to the final solution. 20 MPP: Maximum Power Point In the following study we will direct our investigation towards the model that describes the mechanism of operation of the perovskite structure. This mathematical model is based on the equivalent circuit illustrated in FIG. 7. The different numerical simulations will be performed on this mathematical model by means of the equivalent circuit model.

LES EQUATIONS DU MODELE Le cas de l'état stationnaire L'étude qui va suivre se place dans le cadre de l'état stationnaire où co -> 0. Cela implique les approximations suivantes sur les éléments du circuit équivalent du modèle : Rsh Zs Oo Z Rrec Sous cette hypothèse le système d'équation se réduit à l'équation suivante sur laquelle nous allons effectuer des approximations numériques selon les conditions limites appropriées. ciek+Bz) 1 -Ir eqm(vk+BiTz) -1 V + IZ I = iph - li(e Rsh Rsh q(V+IZ) q(v+Iz) V + IZ lie nkBTc + Ire inkBTc + = Iph i + I + Ir - I Rsh li = 1RS TRéfTC )3[ ( , e nkEATRéf Tal cl Eg ( 1 Ir = Ii7 -1 1RS = 1SC enke - 1 Conditions limites Afin de déterminer les points remarquables de la courbe I-V, nous allons effectuer différentes approximations selon les deux conditions limites suivantes : (1)rEio,v77,[ E 1/7n,Isc[ (2)f V e ]17,n,v',[ E »Jin" Ces conditions fournissent les approximations suivantes qui simplifient le système d'équation 3.1 de la manière suivante : { li « I = ln ' 1 q(V + IZ) Rsh(Inh ± I. -I- Ir - I) - IZ -> r MkBT, Rshlr q(V + IZ) Rsh(Inh li + Ir - 1)- IZ Ir « I, -) = ln - nkBT, Rsh4 q(11+1Z) q(V+IZ) V IZ I = lph ± Ir lie nkec - Ire nikarc [00205] Essais et résultats des simulations La modélisation mathématique et numériquement quantifiable des cellules photovoltaïques à base de pérovskite s'avère crucial l'optimisation de leur performance en termes de rendement.EQUATIONS OF THE MODEL The case of the stationary state The following study is placed in the framework of the stationary state where co -> 0. This implies the following approximations on the elements of the equivalent circuit of the model: Rsh Zs Oo Z Rrec Under this assumption the system of equation is reduced to the following equation on which we will make numerical approximations according to the appropriate boundary conditions. ciek + Bz) 1 -Ir eqm (vk + BiTz) -1 V + IZ I = iph - li (e Rsh Rsh q (V + IZ) q (v + Iz) V + IZ binds nkBTc + Ire inkBTc + = Iph i + I + Ir - I Rsh li = 1RS TRefTC) 3 [(, e nkEATRef Tal cl Eg (1 Ir = Ii7 -1 1RS = 1SC enke - 1 Boundary conditions In order to determine the remarkable points of curve IV, we are going to make different approximations according to the following two limiting conditions: (1) rEio, v77, [E 1 / 7n, Isc [(2) f V e] 17, n, v ', [E "Jin" These conditions provide the following approximations which simplify the system of equation 3.1 in the following manner: ## EQU1 ## (R + 1) (I + 1) V + IZ) Rsh (Inh li + Ir - 1) - IZ Ir "I, -) = ln - nkBT, Rsh4 q (11 + 1Z) q (V + IZ) V IZ I = lph ± Ir lie nkec - Ire nikarc [00205] Simulation tests and results The mathematical and numerically quantifiable modeling of perovskite-based photovoltaic cells is crucial to optimize their performance in terms of erformance.

Cette amélioration de la performance repose essentiellement sur la compréhension de leur mécanisme de fonctionnement et sur la prise en compte des divers paramètres physicochimiques qui interviennent dans la description des phénomènes qui se produisent au niveau de la couche absorbante, ainsi qu'à celui des différentes interfaces. L'étude de ces phénomènes se base sur le modèle mathématique formalisé par l'équation de diffusion qui prend en considération tous les paramètres physiques. Il d'agit d'une équation à dérivée partielle et à comportement non linéaire dont les solutions approchées s'obtiennent par sa résolution numérique par le biais d'un schéma numérique qui doit être choisi judicieusement. Notre objectif par conséquent est d'étudier cette équation donnée par l'expression générale suivante : { azn(x) Da X2 Un + G = 0 « n(x) = noeW. Un = knI3 ; taux de recombinaison où je E [0.5 - 0.7] G : taux de génération Les simulations numériques suivantes sont réalisées sur ce modèle mathématique par la discrétisation numérique de l'équation décrite ci-dessus. Les autres paramètres physiques sont déduits de ce système d'équation donnés par : = a un) an -1 L = VDT avec D le coéf ficient de diffusion Influence de la nature de l'halogène Les cellules pérovskite peuvent être « personnalisées » en modifiant la nature de l'halogène dans la molécule. On distinguera ainsi trois cas généraux basé sur CH3NH3PbX3 avec X = I, Br ou Cl. Le choix de l'halogène est déterminant pour la gamme d'absorption. La table ci-dessous propose des valeurs de gap pour les trois molécules principales21,22,23,24. molécule Eg (eV) CH3NH3PbI3 1.55 . CH3NH3PbBr3 2.3 CH3NH3PbC13 3.1 (estimated) 21 NanoLetters 2013 1764 22 Matter Sci 2002 (37) 3585 23 Chem Mater 2013 (25) 4613 24 Science 2012 (338) 643 L'étude de l'influence de la nature de l'halogène semble aller en faveur de l'utilisation du chlore. Or s'apparaît clairement que le chlore est l'élément le plus performant d'un point de vue rendement photovoltaïque, néanmoins il ne faut pas négliger les paramètres de durabilité qui pourraient être plus favorable à l'iode (par exemple). On peut également s'orienter vers une composition avec à la fois du Cl et de l'I, avec un matériau avec un gap intermédiaire alliant durabilité et performances. Influence de l'épaisseur de la couche de TiO2 L'influence de l'épaisseur de la couche de TiO2 sur les propriétés I-V possède une importance. En effet, si cette couche est trop épaisse, selon la loi de Beer-Lambert, une part 10 du rayonnement sera absorbé par le matériau et donc ne sera plus disponible pour la conversion photovoltaïque. On en déduit donc que la couche doit être aussi fine que possible. [00210] Process et étapes de fabrication rouleau-à-rouleau Concernant les équipements R2R. Les étapes sont: 15 La ligne pilote, repose sur un système robotisé entre les différentes étapes. Cette ligne est en mesure de traiter des substrats de grande surface (jusqu'à 156x156 mm2), et se décompose en plusieurs modules. 1) Modules co-évaporation - Ports d'évaporation 20 - Chauffage du substrat - Substrat tournant - Métrologie 2) Module de pulvérisation - Un 300mm cible de pulvérisation cathodique magnétron 25 3) Chargement / module de déchargement - Substrat Cassette Différentes étapes sont : 1- Chargement de la cassette de substrat 30 2- Le pompage vers le bas 3- substrat de charge Dans la chambre FTO, a. Dépôt de la couche FTO (600 nm) 1. substrat chargé dans la chambre T102 35 a. Dépôt de TiO2 (20nm) 2. Décharger du FTO et la charge en I-1-P chambre b. Lancer la rotation du substrat et chauffage du substrat c. Démarrer le calibrage de la source i. PbI2, PbC12, RNH3, Ag, Spiro 40 ii. Lancer co-évaporation de PbI2, PbC12, RNH3 (400 nm) iii. Lancer spiro-OMeTAD (400 nm) iv. Lancer dépôt d'Ag Cathode (20nm) a. Déposer/charger le substrat en ZnO La température du substrat est un facteur clé dans la croissance de la couche 45 absorbante HP. Avec la synthèse sous vide il nous est possible de mettre en place un nouvel enchainement des procédés pour la conception d'une structure tandem. A titre d'exemple les cellules CIGS servent de base à notre raisonnement, mais le procédé est très largement généralisable.This improvement in performance is based essentially on an understanding of their operating mechanism and on taking into account the various physicochemical parameters involved in the description of the phenomena that occur at the level of the absorbing layer, as well as at that of the different interfaces. . The study of these phenomena is based on the mathematical model formalized by the diffusion equation which takes into consideration all the physical parameters. It is a partial derivative equation with nonlinear behavior whose approximate solutions are obtained by its numerical resolution by means of a numerical scheme which must be chosen judiciously. Our goal, therefore, is to study this equation given by the following general expression: {azn (x) Da X2 Un + G = 0 "n (x) = noeW. Un = knI3; recombination rate where I E [0.5 - 0.7] G: generation rate The following numerical simulations are carried out on this mathematical model by the numerical discretization of the equation described above. The other physical parameters are deduced from this system of equation given by: = a) L -1 VDT with D diffusion coef fi cient Influence of the nature of halogen Perovskite cells can be "customized" by modifying the nature of the halogen in the molecule. We will thus distinguish three general cases based on CH3NH3PbX3 with X = I, Br or Cl. The choice of halogen is decisive for the absorption range. The table below proposes gap values for the three main molecules21,22,23,24. molecule Eg (eV) CH3NH3PbI3 1.55. CH3NH3PbBr3 2.3 CH3NH3PbC13 3.1 (estimated) 21 NanoLetters 2013 1764 22 Matter Sci 2002 (37) 3585 23 Chem Mater 2013 (25) 4613 24 Science 2012 (338) 643 The study of the influence of the nature of halogen appears to be in favor of the use of chlorine. But it is clear that chlorine is the most efficient element from a photovoltaic point of view, however, we should not neglect the parameters of sustainability that could be more favorable to iodine (for example). One can also move towards a composition with both Cl and I, with a material with an intermediate gap combining durability and performance. Influence of the thickness of the TiO 2 layer The influence of the thickness of the TiO 2 layer on the I-V properties is important. Indeed, if this layer is too thick, according to the law of Beer-Lambert, part of the radiation 10 will be absorbed by the material and therefore will not be available for photovoltaic conversion. It follows that the layer must be as thin as possible. [00210] Process and roller-to-roll manufacturing steps Regarding R2R equipment. The steps are: The pilot line is based on a robotic system between the different stages. This line is able to process large surface substrates (up to 156x156 mm2), and is broken down into several modules. 1) Co-evaporation Modules - Evaporation Ports 20 - Substrate Heating - Rotating Substrate - Metrology 2) Sputtering Module - A 300mm Magnetron Sputtering Target 25 3) Loading / Unloading Module - Cassette Substrate Different steps are: 1 Loading the Substrate Cassette 2- Pumping Down 3 Charging Substrate In the FTO chamber, a. FTO layer deposition (600 nm) 1. charged substrate in chamber T102 35 a. TiO2 deposit (20nm) 2. Discharge FTO and load in I-1-P chamber b. Start the rotation of the substrate and heating the substrate c. Start calibration of the source i. PbI2, PbC12, RNH3, Ag, Spiro 40 ii. Start co-evaporation of PbI2, PbC12, RNH3 (400 nm) iii. Launch spiro-OMeTAD (400 nm) iv. Start deposit of Ag Cathode (20nm) a. Depositing / Loading the ZnO Substrate The substrate temperature is a key factor in the growth of the HP Absorbent Layer 45. With vacuum synthesis we can set up a new process sequence for the design of a tandem structure. For example CIGS cells serve as a basis for our reasoning, but the process is very widely generalizable.

En effet, les cellules CIGS ont la particularité d'être à base de couches minces et sont donc particulièrement planes. En considérant, la conception d'une cellule CIGS depuis le substrat (flexible ou autre) jusqu'au contact avant Zn0A1. On peut imaginer le dépôt de la cellule pérovskite directement à la surface. Pour cela, il conviendra de réaliser une couche d'un matériau transparent ET isolant, type oxyde binaire par exemple (tel que SiO2). [00301] Le brevet d'application US 6,245,987, Shiomi , et al. , June 12, 2001, solar cell module, enclosure with solar cells enclosure installation method, and solar cell system manque de traiter l'aspect de conversion de l'énergie photovoltaïque sur cellule en film flexible un procédé et un dispositif de récupération d'énergie solaire comprenant un sandwich composé essentiellement de deux couches de solaire matière d'émission de rayons ayant disposé entre un corps noir ou couche, par exemple, le pavage d'asphalte de qualité, le sandwich étant logés dans un flux de transfert de chaleur ou de collecte de structure permettant moyenne plus sensiblement les faces entières du sandwich. Le collecteur de chaleur solaire est disposé à l'intérieur d'un film d'absorption de chaleur composé d'une couche de corps noir, par exemple, de pavage d'asphalte de qualité en sandwich entre deux plaques transparentes, i.e., le plastique, le verre, le quartz.Indeed, CIGS cells have the particularity of being based on thin layers and are therefore particularly flat. Considering, the design of a CIGS cell from the substrate (flexible or otherwise) to the contact before Zn0A1. We can imagine the deposit of the perovskite cell directly on the surface. For this, it will be necessary to make a layer of a transparent AND insulating material, such as binary oxide (such as SiO2). [00301] US Pat. No. 6,245,987, Shiomi, et al. , June 12, 2001, solar cell module fails to address the conversion aspect of photovoltaic energy on cell to flexible film a method and a device for energy recovery solar array comprising a sandwich consisting essentially of two layers of solar radiation-emitting material having disposed between a black body or layer, for example, paving quality asphalt, the sandwich being housed in a heat transfer stream or structure collection allowing medium more substantially the entire faces of the sandwich. The solar heat collector is disposed inside a heat absorbing film composed of a black body layer, for example, asphalt pavement quality sandwiched between two transparent plates, ie, the plastic , glass, quartz.

AVANTAGES DE FABRICATION ET SYNTHESE DES NANOGENES Les innovations développées par l'inventeur contribueront à l'élaboration de matériaux, type polymères, intelligents permettant la fabrication par extrusion avancé de matériaux de fabrication « prêt-à-1' emploie » pouvant produire et distribuer leurs propre énergie.BENEFITS OF MANUFACTURING AND SYNTHESIS OF NANOGENES The innovations developed by the inventor will contribute to the development of materials, polymer type, intelligent allowing the manufacture by advanced extrusion of ready-to-use manufacturing materials that can produce and distribute their products. own energy.

L'invention vise à la réalisation d'un système de production et d'électricité, avec ou sans moyen de stockage comprenant un système hybride de récupération d'énergie thermoélectrique et de cellules solaires à hauts rendement muni de Nanogénérateurs thermoélectrique fusionnées ou intégré dans la masse et réalisable sur substrats rigides ou flexibles ou encore dans les matières premières et combinant le solaire et thermoélectricité visant les applications autonomes : Autoconsommations, Internet des objets (IoT) ou encore l'Autoroute et rails solaires. [00601] Les NanoGènes La production de l'énergie sera assurée par des systèmes de nanogénérateurs (NanoGenes) constitués par des nanofils à hauts rendement thermoélectrique.The invention aims at the realization of a production and electricity system, with or without storage means, comprising a hybrid system for recovering thermoelectric energy and high efficiency solar cells provided with fused thermoelectric nanogenerators or integrated into the mass and achievable on rigid or flexible substrates or in raw materials and combining solar and thermoelectricity aimed at autonomous applications: self-consumption, internet of things (IoT) or the motorway and solar rails. NanoGenes The production of energy will be provided by nanogenerator systems (NanoGenes) consisting of nanowires with high thermoelectric efficiency.

Ces nanofils peuvent être constitués de différents constituants chimiques tels que le - Silicium intrinsèque, dopé p ou n Germanium - GaN ZnO Composés III-V (InAs, GaAs...) - Bi2Te3 La forte conductivité électronique associé à leur faible conductivité thermique assure aux structures de types nano fils un fort coefficient thermoélectriques leurs permettant de générer un courant à partir de faible delta de température (figure 45).These nanowires may consist of different chemical constituents such as intrinsic silicon, p-doped or n Germanium-GaN ZnO Compounds III-V (InAs, GaAs, etc.) - Bi2Te3 The high electronic conductivity associated with their low thermal conductivity ensures Nano-wire structures have a strong thermoelectric coefficient allowing them to generate a current from low temperature delta (Figure 45).

Les nanofils, élaborés par des technique de procédé de types bottom-up, seront synthétiser par mécanisme VLS (Vapeur-Liquide-solide détaillé en figure 55) permettant de faire croitre le nanofil à partir d'une particule métallique ou par toutes autres méthodes permettant de croissances assistées. Le substrat est soit un conducteur métallique soir un conducteur polymère déposé au préalable sur un polymère isolant. Le schéma de principe est illustré en figures 46, 47 et 48.The nanowires, developed by bottom-up process techniques, will be synthesized by VLS (solid vapor-liquid-solid mechanism detailed in FIG. 55) making it possible to grow the nanowire from a metallic particle or by any other method allowing assisted growth. The substrate is either a metallic conductor or a polymer conductor previously deposited on an insulating polymer. The schematic diagram is illustrated in Figures 46, 47 and 48.

Les nanofils seront synthétisés soit en une étape de procédé (type n et type p en simultanée) soit en plusieurs étapes de procédé (synthèse type n puis synthèse du type p). Un conducteur polymère ou métallique viendra mettre en contact les parties libres des nanofils n et p. le nano-thermo-générateur ainsi formé permettra d'engendrer un courant électrique à partir de très faible delta de température. [00701] Procédé de fabrication des NanoGenes Les Nanogénérateurs sont fabriqués à partir d'un film en matière composite ou polymère isolant, perforés aux emplacements prévus pour les polymères ou les métaux conducteur des NanoGenes.The nanowires will be synthesized either in one process step (type n and type p simultaneously) or in several process steps (type n synthesis and then p type synthesis). A polymer or metal conductor will come into contact with the free parts of nanowires n and p. the nano-thermo-generator thus formed will generate an electric current from very low temperature delta. [00701] NanoGenes Manufacturing Process Nanogenerators are made from a film of composite material or insulating polymer, perforated at the locations provided for polymers or NanoGenes conductive metals.

Les polymères ou métaux conducteurs sont déposés sur le substrat par CVD, réaction chimique, PVD, électrodéposition ou autres techniques de dépositions puis isolés par gravure mécanique ou gravure laser ou par lithographie. Les étapes suivantes comprennent la croissance des nanofils de types n et des nanofils de types p sur les polymères ou métaux conducteurs suivant les voies de synthèses préétablies puis par la connexion des nanofils n et p deux à deux par dépôt d'un conducteur soit métallique soit polymère soit composites sur la partie libre des nanofils et à l'encapsulation des NanoGenes. La dernière étape est une étape de découpe des NanoGenes par découpe laser. Par ce procédé on obtient à partir d'un film continu un grand nombre de NanoGene.The conductive polymers or metals are deposited on the substrate by CVD, chemical reaction, PVD, electroplating or other depositional techniques and then isolated by mechanical etching or laser etching or by lithography. The following steps comprise the growth of the n-type nanowires and the p-type nanowires on the polymers or conductive metals according to the pre-established synthetic routes and then by the connection of the n and p nanowires two by two by depositing a conductor that is either metallic or polymer is composites on the free part of nanowires and encapsulation of NanoGenes. The last step is a step of cutting NanoGenes by laser cutting. By this process, a large number of NanoGene is obtained from a continuous film.

Ce procédé de fabrication des NanoGenes expliqué en figure 49, nous permets de fabriquer et de disposer les NanoGenes sur de multiples forme de substrat, film minces, fils, matériaux, et de multiples types de substrat, polymère, matériaux composites, isolant, métal, ... etc. [00801] Mise en série des NanoGenes La mise en série des nanogénérateurs est effectuée par le biais d'un bus, constitué soit d'un métal soit d'un polymère soit d'un polymère isolant recouvert de plots conducteurs (polymère ou métallique texturé) un schéma de principe illustre la mise en série des NanoGenes en Figures 50.This method of manufacturing NanoGenes explained in Figure 49, we can manufacture and arrange the NanoGenes on multiple forms of substrate, thin film, son, materials, and multiple types of substrate, polymer, composite materials, insulation, metal, ... etc. [00801] NanoGenes Serialization The nanogenerators are placed in series by means of a bus, consisting of either a metal or a polymer or an insulating polymer covered with conductive pads (polymer or textured metal ) a schematic diagram illustrates the serialization of NanoGenes in Figures 50.

Contrôle et positionnement des NanoGenes : En présence d'une différence de température (delta T) aux extrémités du nanogénérateurs, le déplacement des charges majoritaires des nanofils va engendrer un champ électrique interne non nul. Ce champ électrique sera utilisé pour orienter et centrer les nanogénérateurs. Il permettra dans un milieu non solide des positionner les nanogénérateurs autours du bus de collecte.Control and positioning of NanoGenes: In the presence of a temperature difference (delta T) at the ends of the nanogenerators, the displacement of the majority loads of the nanowires will generate a non-zero internal electric field. This electric field will be used to orient and center the nanogenerators. It will allow in a non-solid environment to position the nanogenerators around the collection bus.

L'utilisation de polymère conducteur pour assurer les contacts entre les nanogénérateurs permet, en choisissant les bons couples, de créer des affinités chimiques et/ou électrostatiques polymère - polymère. Le choix des polymères utilisés en tant que polymères conducteur permettre lors de l'élaboration du matériau, une mise en contact sure et un positionnement nanométriques des nanogénérateurs sur le bus de collecte, assurant ainsi la conduction électronique dans le matériau comme illustré en figure 50. [00901] Matériaux Intelligents (Smart Materials) Une fois synthétisés, les NanoGenes sont disposés dans un mélange de polymère non conducteur ou matériaux composites afin de pouvoir être utilisés pour l'élaboration de matériaux dit intelligents. L'ensemble, NanoGenes et polymère ou matériaux composites sont préformé sous forme de billes (figure 51) de quelques millimètres de diamètres, couramment utilisées dans les procédés de transformation de plastique ou encore intégré dans les matières premières solide ou liquide destinées à la fabrication de matériau. [01001] Procédé d'extrusion Le matériau intelligent contenant les NanoGenes est disposé dans une machine d'extrusion Des résistances assurent la fonte des billes de polymère et l'homogénéisation du mélange sans altérer les nanogénérateurs. La chaleur du mélange déclenche les phénomènes thermoélectriques des nanogénérateurs induisant ainsi un champ électrique interne dans les dispositifs Au fur et à mesures de l'extrusion, des électro-aimants viennent rassembler et orienter les nanogénérateurs à l'aide champs électriques et magnétiques au centre du mélange grâce aux champs électrique interne produits par les NanoGenes. Un Bus (polymère ou métallique ou composite) créé la connexion entre les nanogénérateurs en assurant un maintien et une continuité dans le circuit électrique. Le matériau (polymère ou composite et nanogénérateurs) refroidi ensuite dans la chambre d'extrusion pour sceller de manière définitive les nanogénérateurs. Le procédé est expliqué en figure 52.The use of conductive polymer to ensure contacts between nanogenerators allows, by choosing the right couples, to create chemical and / or electrostatic polymer-polymer affinities. The choice of the polymers used as conductive polymers allow during the elaboration of the material, a safe contact and a nanometric positioning of the nanogenerators on the collection bus, thus ensuring the electronic conduction in the material as illustrated in FIG. [00901] Intelligent Materials (Smart Materials) Once synthesized, NanoGenes are arranged in a mixture of non-conductive polymer or composite materials in order to be used for the development of so-called intelligent materials. The set, NanoGenes and polymer or composite materials are preformed in the form of beads (Figure 51) of a few millimeters in diameter, commonly used in plastic processing processes or integrated in solid or liquid raw materials for the manufacture of material. [01001] Extrusion Process The intelligent material containing the NanoGenes is placed in an extrusion machine Resistors ensure the melting of the polymer beads and the homogenization of the mixture without altering the nanogenerators. The heat of the mixture triggers the thermoelectric phenomena of the nanogenerators thus inducing an internal electric field in the devices As extrusion measures, electromagnets come together and orient the nanogenerators using electric and magnetic fields in the center of the mixing thanks to the internal electric fields produced by NanoGenes. A bus (polymer or metallic or composite) creates the connection between the nanogenerators by ensuring a maintenance and continuity in the electrical circuit. The material (polymer or composite and nanogenerators) then cooled in the extrusion chamber to permanently seal the nanogenerators. The process is explained in FIG.

Le matériau ainsi formé et illustré en figure 53 peut donc être qualifié de matériau intelligent. Il a la capacité de restituer la chaleur extérieure en courant électricité qui peut alors être stocké dans des systèmes de batteries et/ou être restitué pour alimenter des éclairages à faibles consommation d'énergie (Diodes électroluminescentes) [01002] Impression (Printing) Par similitude, les NanoGenes peuvent être intégrés dans de l'encre est participer à des procédés de déposition par printing d'une couches minces. le principe est détaillé en figure 25 54. Par cette technique de déposition nous pouvons déposer une couches minces de matériaux capable de produire de l'électricité à partir de la chaleur sur quasiment n'importe quel type de support (tissu, support courbé, incliné, ameublement.) L'avantages majeur des NanoGenes réside dans le fait qu'ils permettent la réalisation d'un 30 système de production et de stockage d'électricité comprenant un système hybride de récupération d'énergie thermoélectrique et de cellules solaires à hauts rendement muni de Nanogénérateurs thermoélectrique fusionnées dans la masse et réalisable sur substrats rigides ou flexibles, intégré dans la masse et combinant le solaire et thermoélectricité visant les applications autonomes : Autoconsommations, Internet des objets (IoT), l'Autoroute et rails 35 solaires ainsi que BIPV. AVANTAGES DE LA FABRICATION DES CELLULES HYBRIDES Outre le la production de l'énergie produite par la superficie exposée au rayonnement solaire 40 les principaux avantages remarquables de la présente invention sont : Augmentation de l'efficience dans le model proposé par l'optimisation des couches notamment dans l'ingénierie des systèmes photovoltaïques selon une architecture hiérarchisée avec des paramètres optimisés. 45 Amélioration de process et augmentation capacitaire de l'outil de production Amélioration de couches intercalaires en hybridation (amélioration des techniques d'hybridation) Diminution de cout de production Augmentation de durée de vie de la couche pérovskite 50 Augmentation des techniques d'encapsulation Autres avantages de la présente invention sont : 1) Possibilité de disposer des matériaux intelligents dotés des moyens de production de l'énergie ; 2) Rendre les matières premières capables de produire de l'énergie thermoélectriques dans leur corps ou leurs enveloppes ; 3) Disposer de l'énergie en à l'arrêt ou en mouvement ; 4) Apporter une solution industrielle en traitant un maximum de surface avec une architecture en R2R optimisée et une amélioration considérable dans les temps de cycle, par augmentation simultanée de surface traitée en multicouches ; 1) Une grande pluralité de traitements des bobines par dépôt simultané de plusieurs couches. 2) Un des avantages majeurs de la présente invention est le Dépôt simultané de différents matériaux et cela par le paramétrage individuel des buses ; 3) Un des avantages économiques prépondérants de l'invention est l'utilisation de matériaux de grande disponibilité et peu cher ; 4) Un des avantages de la présente invention est que selon le domaine d'application, les cellules solaires peuvent être fabriquées sur des films souples en matière plastique ou sur des substrats de verre rigides ; 5) Un autre avantage majeur de la présente invention est de produire ces modules par procédé roll-to-roll, de façon similaire à l'impression de journaux, au cours duquel le substrat de support est enroulé sur une bobine. En face se trouve une bobine vide. Entre les deux bobines, les couches photosensibles et les électrodes sont imprimées selon plusieurs procédés. Cette technologie de fabrication permet de fabriquer en série de grandes surfaces. Grâce à cette technologie, des modules solaires organiques performants et robustes pourraient à l'avenir être réalisés pour différent es applications, allant de minuscules cellules solaires dans les téléphones mobiles à des modules photovoltaïque s sur de grandes surfaces ; BREVE DESCRIPTION DES FIGURES L'ensemble des Figures 1 à 55 indiquent une représentation schématique ainsi que différents détails d'un système faisant l'objet de la présente invention. Figure 1 est une vue schématique de l'architecture d'une cellule dite pérovskite. Figure 2 Réponse spectrale pour une cellule pérovskite à 14 % de rendement.The material thus formed and illustrated in FIG. 53 can therefore be described as intelligent material. It has the ability to restore the external heat electricity electricity which can then be stored in battery systems and / or be restored to power lighting with low power consumption (Light Emitting Diodes) [01002] Printing (Printing) By similarity , NanoGenes can be embedded in ink is participate in deposition processes by printing a thin film. the principle is detailed in FIG. 54. By this deposition technique we can deposit a thin layer of materials capable of producing electricity from heat on almost any type of support (fabric, support curved, inclined The major advantages of NanoGenes are that they enable the realization of an electricity generation and storage system including a hybrid system of thermoelectric energy recovery and high efficiency solar cells. equipped with thermoelectric nanogenerators merged in mass and achievable on rigid or flexible substrates, integrated in the mass and combining the solar and thermoelectricity aiming at the autonomous applications: Self-consumption, Internet of the objects (IoT), the Highway and solar rails 35 as well as BIPV . BENEFITS OF THE MANUFACTURE OF HYBRID CELLS In addition to the production of the energy produced by the area exposed to solar radiation 40, the main remarkable advantages of the present invention are: Increasing the efficiency in the model proposed by the optimization of the layers in particular in the engineering of photovoltaic systems according to a hierarchical architecture with optimized parameters. 45 Process improvement and capacity increase of the production tool Improvement of intercalary layers in hybridization (improvement of hybridization techniques) Decrease in production cost Increase in lifespan of the perovskite layer 50 Increase in encapsulation techniques Other advantages of the present invention are: 1) Possibility of having intelligent materials equipped with means for producing energy; 2) Making raw materials capable of producing thermoelectric energy in their bodies or envelopes; 3) Arrange energy when stopped or moving; 4) Provide an industrial solution by treating a maximum surface with an optimized R2R architecture and a considerable improvement in cycle times, by simultaneous increase of multilayer treated surface; 1) A large plurality of reel treatments by simultaneous deposition of several layers. 2) One of the major advantages of the present invention is the simultaneous deposition of different materials and this by the individual parameterization of the nozzles; 3) One of the main economic advantages of the invention is the use of high availability materials and inexpensive; 4) One of the advantages of the present invention is that according to the field of application, the solar cells can be manufactured on flexible plastic films or on rigid glass substrates; 5) Another major advantage of the present invention is to produce these modules by roll-to-roll process, similar to newspaper printing, in which the support substrate is wound on a reel. Opposite is an empty reel. Between the two coils, the photosensitive layers and the electrodes are printed according to several methods. This manufacturing technology makes it possible to mass-produce large areas. Thanks to this technology, powerful and robust organic solar modules could in the future be made for different applications, ranging from tiny solar cells in mobile phones to photovoltaic modules on large surfaces; BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES The set of FIGS. 1 to 55 show a schematic representation as well as various details of a system which is the subject of the present invention. Figure 1 is a schematic view of the architecture of a so-called perovskite cell. Figure 2 Spectral response for a perovskite cell at 14% yield.

Figure 2 [1] est une réponse spectrale d'une cellule pérovskite est assez similaire aux cellules solaires plus connus, comme silicium ou CIGS.. Figure 2 [2] est la valeur de l'intégration du photo courant en fonction de la longueur d'onde. Figure 3 est une Illustration du processus de transfert d'électrons avec le diagramme de la bande d'énergie.Figure 2 [1] is a spectral response of a perovskite cell is quite similar to the more well known solar cells, such as silicon or CIGS .. Figure 2 [2] is the value of the integration of the current photo according to the length of d 'wave. Figure 3 is an illustration of the process of electron transfer with the energy band diagram.

La Figure 3 a) représente une vision schématique des bande de ce valence et de conduction dans les matériaux. La Figure 3 b) schématise le suivi de la cellule pérovskite par EBIC La Figure 3 c) est le diagramme de bande de la cellule pérovskite dans son ensemble Figure 4 représente l'image MEB et schéma d'une cellule pérovskite Figure 5 représente le Schéma de l'architecture d'une cellule hybride pérovskite-CIGS Figure 6 représente le Schéma de fabrication et d'assemblage d'une cellule hybride CIGSpérovskite Figure 7 est une Superposition des courbes EQE pour une cellule de type pérovskite et une cellule CIGS W2E Figure 8 représente l'installation d'une ligne pilote de production des cellules pérovskite Figure 9 représente l'Enchaînement des étapes de fabrication d'une cellule hybride CIGSpérovskite Figure 9 [1] Cellule solaire de type CIGS Figure 9 [2] Dépôt d'une couche mince isolante et transparente Figure 9 [3] Dépôt d'une électrode transparente collectant les charges positives Figure 9 [4] Dépôt de la couche pérovskite Figure 9 [5] Dépôt de la couche de TiO2 Figure 9 [6] Dépôt de la couche TCO Figure 10 est une illustration schématisée de l'influence de la présence de nanoparticules au sein de la couche isolante séparant cellules CIGS et pérovskite. Figure 10 [1] est le photon incident est absorbé par la cellule pérovskite et est converti en photo électron Figure 10 [2] est le photon incident n'est pas absorbé par la cellule pérovskite, la traverse mais est absorbé par la cellule CIGS et est converti en photo électron Figure 10 [3] est le photon incident n'est absorbé par aucune des cellules, mais son interaction avec les nanoparticules permet l'émission de photons donc l'absorption est plus probable (upconversion) Figure 11 est le Résultats des modélisations quantifiant le gain en photocourant sur plusieurs gammes spectrales Figure 12 est une image MEB réalisation par structures-opaline auto-organisés Figure 13 représente le Photocourant en fonction de l'épaisseur et des différentes techniques de diffraction utilisées. Figure 13 [1] : Face avant de diffuseur: plan (DARC) -arrière avec un diffuseur parfait Figure 13 [2] : Face avant: plane (DARC) - arrière: miroir Figure 13 [3] : Face avant: inversé pyramides avec SARC - arrière: miroir Figure 13 [4] : Face avant: plane (DARC) - face arrière: sphère grilles Figure 13 [5] : Face avant: plane (pas ARC) - face arrière: parfaite Figure 13 [6] : Face avant: plane (pas ARC) - face arrière: miroir Figure 14 est la modélisation des phénomènes de diffusion et recombinaison par la ligne de 30 transmission Figure 14 a) est le diagramme d'énergie d'une cellule solaire hybride, montrant les principaux processus électroniques : 1) génération, 2) recombinaison en volume, 3) transport d'électron, 4) transport des trous, 5) recombinaison d'électrons dans le contact sélectif des trous, 6) recombinaison des trous dans le contact sélectif d'électrons. 35 Figure 14 b) est Le circuit équivalent d'une ligne de transmission ; Figure 14 c) est le circuit RC équivalent. Figure 15 représente le circuit équivalent de la cellule du type Pérovskite Figure 16 représente l'Influence de la longueur de diffusion sur les caractéristiques IV Figure 17 représente les Courbes de modélisation de la résistance équivalente aux 40 recombinaisons. Figure 18 est une représentation de l'Influence de la longueur de diffusion et du temps de relaxation sur les caractéristiques IV Figure 19 est représentative de l'Evolution de la densité de courant en fonction du temps de relaxation. 45 Figure 20 montre l'Influence de l'épaisseur de la couche pérovskite sur la densité de courant. Figure 21-Al représente Le modèle d'une diode idéale Figure 21-A2 représente La courbe caractéristique I-V Figure 21-A3 représente Le circuit équivalent d'un modèle à une diode Figure 21-A4 représente Le modèle à deux diodes 50 Figure 40 représente le résumé de l'application développée. Figure 41 représente le principe de l'effet thermoélectrique Figure 41 [3] porteurs majoritaires du semi-conducteur de type P Figure 41 [1] semi-conducteur de type P Figure 41 [4] semi-conducteur de type N Figure 41 [2] porteurs majoritaires du semi-conducteurs de type N Figure 41 [5]courant électrique Figure 42 représente la variation du dopage le long d'un nanofils Figure 41 [3] gradient de dopage Figure 42 [1] semi-conducteur de type N Figure 42 [3] semi-conducteur de type P Figure 43 représente le design du générateur thermoélectrique développé par l'équipe de W. Wang.Figure 3 a) shows a schematic view of the valence and conduction band in the materials. Figure 3 b) schematizes the tracking of the perovskite cell by EBIC Figure 3 c) is the band diagram of the perovskite cell as a whole Figure 4 represents the SEM image and diagram of a perovskite cell Figure 5 shows the Schematic The architecture of a perovskite-CIGS hybrid cell Figure 6 shows the diagram of manufacture and assembly of a CIGSperovskite hybrid cell Figure 7 is a superposition of the EQE curves for a perovskite type cell and a CIGS W2E cell Figure 8 represents the installation of a pilot line for the production of perovskite cells Figure 9 represents the sequence of steps in the production of a CIGSpérovskite hybrid cell Figure 9 [1] CIGS solar cell Figure 9 [2] Layer deposition Figure 9 [3] Deposition of a transparent electrode collecting positive charges Figure 9 [4] Deposition of the perovskite layer Figure 9 [5] Deposition of the TiO2 layer FIG. 9 [6] TCO layer deposition FIG. 10 is a schematic illustration of the influence of the presence of nanoparticles in the insulating layer separating CIGS and perovskite cells. Figure 10 [1] is the incident photon is absorbed by the perovskite cell and is converted to an electron photo Figure 10 [2] is the incident photon is not absorbed by the perovskite cell, passes through but is absorbed by the CIGS cell and is converted to an electron photo Figure 10 [3] is the incident photon is not absorbed by any of the cells, but its interaction with the nanoparticles allows the emission of photons so absorption is more likely (upconversion) Figure 11 is the Results Model 12 quantifies the photocurrent gain over several spectral ranges. Fig. 12 is a self-organized opaline structures-EMB image. Fig. 13 shows Photocurrent as a function of the thickness and different diffraction techniques used. Figure 13 [1]: Diffuser front face: (DARC) plane - rear with a perfect diffuser Figure 13 [2]: Front face: flat (DARC) - rear: mirror Figure 13 [3]: Front side: inverted pyramids with SARC - rear: mirror Figure 13 [4]: Front face: flat (DARC) - rear face: grid sphere Figure 13 [5]: Front face: flat (not ARC) - rear face: perfect Figure 13 [6]: Front forward: flat (not ARC) - back side: mirror Figure 14 is the modeling of diffusion and recombination phenomena by the transmission line Figure 14 a) is the energy diagram of a hybrid solar cell, showing the main processes electronics: 1) generation, 2) volume recombination, 3) electron transport, 4) hole transport, 5) electron recombination in selective hole contact, 6) hole recombination in selective electron contact . Figure 14b) is the equivalent circuit of a transmission line; Figure 14 c) is the equivalent RC circuit. Figure 15 shows the equivalent circuit of the Perovskite type cell Figure 16 shows the influence of the diffusion length on the IV characteristics Figure 17 shows the modeling curves of the resistance equivalent to the 40 recombinations. Figure 18 is a representation of the Influence of diffusion length and relaxation time on IV characteristics. Figure 19 is representative of the evolution of the current density as a function of the relaxation time. Figure 20 shows the influence of the thickness of the perovskite layer on the current density. Figure 21-Al represents the model of an ideal diode Figure 21-A2 shows the characteristic curve IV Figure 21-A3 represents the equivalent circuit of a model with a diode Figure 21-A4 represents the model with two diodes 50 Figure 40 represents the summary of the application developed. Figure 41 represents the principle of the thermoelectric effect Figure 41 [3] majority carriers of the P-type semiconductor Figure 41 [1] P-type semiconductor Figure 41 [4] N-type semiconductor Figure 41 [2 ] majority carriers of the N-type semiconductor Figure 41 [5] electric current Figure 42 shows the variation of the doping along a nanowire Figure 41 [3] Doping gradient Figure 42 [1] N-type semiconductor Figure 42 [3] P-type semiconductor Figure 43 shows the design of the thermoelectric generator developed by W. Wang's team.

Figure 44 représente la Cross section d'un assemblage de nanofils types n et p développé par l'équipe de W. Wang. Figure 45 représente un Nanofils thermoélectrique Figure 45 [1] flux de chaleur Figure 45 [2] diffusion des porteurs majoritaires Figure 45 [3] champ électrique interne Figure 46 représente le schéma de principe d'un nano thermo générateur (NanoGene) Figure 45 [3] contacts conducteurs de types métalliques, composites ou polymères Figure 46 [4] substrat isolant Figure 46 [2] nanofils semi-conducteurs de type N et de type P Figure 46 [1] contact conducteur de type métalliques, composites ou polymères Figure 46 [6] porteurs majoritaires des semi-conducteurs P Figure 46 [7] porteurs majoritaires des semi-conducteurs N Figure 47 représente deux possibles formations de NanoGene Figure 47 [1] NanoGene avec connecteur métallique Figure 47 [2] NanoGene avec polymère conducteur Figure 48 représente une Illustration de la production d'énergie des NanoGenes Figure 49 représente le Procédé de fabrication des NanoGenes Figure 49 [1] d'un film en matière composite ou polymère isolant perforés Figure 49 [2] dépôt de polymères ou métaux conducteurs sur le substrat et gravure Figure 49 [3] croissance des nanofils, connexion des nanofils n et p deux à deux et encapsulation des NanoGenes Figure 49 [4] découpe des NanoGenes Figure 49 [5] NanoGenes Figure 50 représente le Schéma explicatif de la mise en série des NanoGenes Figure 50 [1] support polymère isolant Figure 50 [2] contacts conducteurs de type polymère Figure 50 [5] Le bus de collecte composé d'un support isolant Figure 50 [4] connecteurs métalliques Figure 50 [3] plots de mises en contacts en polymères conducteurs Figure 50 [6] Courant électrique Figure 51 représente des Billes de matière polymère ou composites contenant les NanoGenes. Figure 52 représente le Schéma de principe d'extrusion du matériau intelligent Figure 52 [1] matériau intelligent contenant les NanoGenes Figure 52 [2] résistances Figure 52 [3] champs électrique et magnétiques Figure 52 [4] Bus de collecte Figure 52 [5] positionnement des NanoGenes sur le bus de collecte Figure 52 [6] refroidissement du matériau contenant les NanoGenes Figure 53 représente une Illustration du matériau intelligent en présence de chaleur Figure 54 est un schéma représentatif du principe d'e-printing du matériau intelligent. Figure 54 [1] substrat se déroule en Roll-to-Roll Figure 54 [2] Un Bus de collecte Figure 54 [3] déposition des matériaux comprenant les NanoGenes par jet d'encre Figure 54 [6] système de chauffe Figure 54 [4] champs électriques et magnétiques pour orienter et positionner Figure 54 [5] positionnement des NanoGenes sur le bus de collecte Figure 55 représente le Schéma du Procédé VLS (Vapeur-Liquide-Solide) Figure 55 [1] particule métallique formant un alliage liquide avec le matériau à faire croître. Figure 55 [2] Le matériau à faire croître s'incorpore à la goutte Figure 55 [3] précipitation de l'espèce à déposer à l'interface goutte / substrat et se dépose à Figure 55 [4] formation du nanofils DESCRIPTION DETAILLES DE L'INVENTION AVEC DES FIGURES L'invention propose une solution innovante à haute rendement pour la production, et la gestion intelligente de l'énergie solaires pour une utilisation sur Figure 1 : Architecture d'une cellule type pérovskite (J. H. Heo et al., Nature Photonic (2013)) La Figure 1, est une vue schématique de l'architecture d'une cellule dite pérovskite. Elle se compose d'un substrat (Figure 1 [1]), surmonté d'une couche de TCO (Figure 1 [2]), ici FTO. Ce matériau allie des propriétés de transmission optique aux propriétés de conduction électrique. Cette association est possible si cette couche est très peu dégénérée, et que les électrons ont une grande mobilité.Figure 44 shows the Cross section of an assembly of n and p type nanowires developed by W. Wang's team. Figure 45 represents a thermoelectric nanowires Figure 45 [1] heat flow Figure 45 [2] diffusion of the majority carriers Figure 45 [3] internal electric field Figure 46 represents the schematic diagram of a nano thermo generator (NanoGene) Figure 45 [ 3] Conductive contacts of metal, composite or polymer types Figure 46 [4] Insulating substrate Figure 46 [2] N-type and P-type semiconductor nanowires Figure 46 [1] Metallic, composite or polymer type conductive contact Figure 46 [6] Majority carriers of semiconductors P Figure 46 [7] Majority carriers of semiconductors N Figure 47 represents two possible NanoGene formations Figure 47 [1] NanoGene with metal connector Figure 47 [2] NanoGene with conductive polymer Figure 48 represents an Illustration of the energy production of the NanoGenes Figure 49 represents the Production Process of the NanoGenes Figure 49 [1] of a composite material film or iso polymer Figure 49 [2] Deposition of polymers or conductive metals on the substrate and etching Figure 49 [3] Growth of nanowires, connection of nanowires n and p in pairs and encapsulation of NanoGenes Figure 49 [4] NanoGenes Figure 49 [5] NanoGenes Figure 50 shows the Diagram of the serialization of NanoGenes Figure 50 [1] polymeric insulating support Figure 50 [2] Polymer-type conductive contacts Figure 50 [5] The collection bus composed of an insulating support Figure 50 [4] metal connectors Figure 50 [3] contact pads made of conductive polymers Figure 50 [6] Electrical current Figure 51 shows balls of polymer material or composites containing NanoGenes. Figure 52 shows the principle diagram of extrusion of the intelligent material Figure 52 [1] intelligent material containing the NanoGenes Figure 52 [2] resistors Figure 52 [3] electric and magnetic fields Figure 52 [4] Collection bus Figure 52 [5] NanoGen positioning on the collection bus Figure 52 [6] cooling the material containing the NanoGenes Figure 53 represents an Illustration of the intelligent material in the presence of heat Figure 54 is a representative diagram of the principle of e-printing of intelligent material. Figure 54 [1] substrate is roll-to-roll Figure 54 [2] a collection bus Figure 54 [3] deposition of materials including ink jet NanoGenes Figure 54 [6] heating system Figure 54 [ 4] electric and magnetic fields for orientation and positioning Figure 54 [5] positioning of the NanoGenes on the collection bus Figure 55 shows the Schematic of the VLS (Vapor-Liquid-Solid) Process Figure 55 [1] metal particle forming a liquid alloy with the material to grow. Figure 55 [2] The material to be grown is incorporated in the drop Figure 55 [3] precipitation of the species to be deposited at the droplet / substrate interface and is deposited in Figure 55 [4] formation of the nanowires DETAILED DESCRIPTION The invention provides an innovative high-efficiency solution for the production, and the intelligent management of solar energy for use in the production of solar cells. (Figure 1: Architecture of a perovskite type cell (JH Heo et al. Nature Photonic (2013)) Figure 1 is a schematic view of the architecture of a so-called perovskite cell. It consists of a substrate (Figure 1 [1]), surmounted by a layer of TCO (Figure 1 [2]), here FTO. This material combines optical transmission properties with electrical conduction properties. This association is possible if this layer is very little degenerate, and that the electrons have a high mobility.

Le TCO est recouvert d'une couche de TiO2 (Figure 1 [3]). Cette couche permet la capture et la migration des électrons photogénérés. Cette couche est généralement déposée par des procédés atmosphériques et possède une texture particulière, puisque mésoporeuse. Cependant, il existe une alternative, avec une couche de TiO2 compacte. Selon l'architecture choisie l'épaisseur passe de 20 nm à 400 nm.The TCO is covered with a layer of TiO2 (Figure 1 [3]). This layer allows the capture and migration of photogenerated electrons. This layer is generally deposited by atmospheric processes and has a particular texture, since it is mesoporous. However, there is an alternative, with a compact TiO2 layer. Depending on the chosen architecture the thickness goes from 20 nm to 400 nm.

Cette couche de Ti02, est recouverte d'une couche pérovskite (Figure 1 [4]). Cette couche est un matériau hybride organique-inorganique. Le radical organique est le plus généralement du type CH3-NH3-, cependant il existe des alternatives avec des groupements éthyle, ou des structures phényle... Le motif moléculaire est également composé d'un atome de plomb, dont la substitution est à l'étude, et d'atomes d'halogène dont la stoechiométrie est en cours de modélisation. D'un point de vue cristallographique, la structure pérovskite s'organise en une alternance de feuillets organique/inorganique, qui crée le niveau haut et le niveau bas entre lesquels les électrons photogénérés oscillent. La couche pérovskite est ensuite recouverte d'un matériau permettant la circulation des charges positives photogénérées (Figure 1[5]). L'état de l'art stipule en large parti le spiro- OMeTAD. Cette molécule est de taille modeste et permet une grande mobilité des charges positives. Néanmoins, des alternatives de nature inorganiques sont proposées comme CuSCN, qui par la présence de doublet non liant dans sa structure permet également une grande mobilité des charges. De plus, les matériaux inorganiques ont souvent une durée de vie supérieure aux polymères. Enfin une couche métallique (Figure 1 [6]) vient recouvrir cette dernière couche afin de collecter les charges. Toute la cellule, est extrêmement sensible aux attaques de l'oxygène et de l'humidité. Par conséquent une encapsulation du même niveau d'exigence que celle des OLED est pratiquée. Figure 2 est la Réponse spectrale pour une cellule pérovskite à 14 % de rendement (J.-W. Lee et al. Journal of Materials chemistry A (2009)) La réponse spectrale (Figure 2 [1]) d'une cellule pérovskite est assez similaire aux cellules solaires plus connus, comme silicium ou CIGS. La différence majeure est le domaine spectral de fonctionnement. Les cellules pérovskites permettent de photogénérer des paires électron-trou sur tout le domaine du visible, avec un élargissement vers l'UV, là où les cellules classiques sont inefficaces. L'utilisation du rayonnement UV-bleu permet aux cellules de fonctionner y compris par temps nuageux voire pluvieux. La coupure observée dans le domaine spectrale du rouge (800 nm) est liée au seuil d'absorption de la couche pérovskite, la limite dans l'UV est dictée par le choix du substrat et du TCO. La valeur du gap du TCO va conditionner la longueur d'onde à laquelle il y a coupure.This layer of TiO 2 is covered with a perovskite layer (Figure 1 [4]). This layer is a hybrid organic-inorganic material. The organic radical is most generally of the CH 3 -NH 3 - type, however there are alternatives with ethyl groups, or phenyl structures. The molecular unit is also composed of a lead atom, the substitution of which is 'study, and halogen atoms whose stoichiometry is being modeled. From a crystallographic point of view, the perovskite structure is organized into an alternation of organic / inorganic layers, which creates the high and low levels between which the photogenerated electrons oscillate. The perovskite layer is then covered with a material allowing the circulation of photogenerated positive charges (Figure 1 [5]). The state of the art largely states the spiro-OMeTAD. This molecule is of modest size and allows a high mobility of positive charges. Nevertheless, alternatives of inorganic nature are proposed as CuSCN, which by the presence of non-binding doublet in its structure also allows a high mobility of the charges. In addition, inorganic materials often have a longer life than polymers. Finally a metal layer (Figure 1 [6]) covers the latter layer to collect the charges. The entire cell is extremely sensitive to attacks of oxygen and moisture. Therefore an encapsulation of the same level of requirement as that of the OLEDs is practiced. Figure 2 is the spectral response for a perovskite cell at 14% yield (J.-W. Lee et al., Journal of Materials Chemistry A (2009)) The spectral response (Figure 2 [1]) of a perovskite cell is quite similar to the more well-known solar cells, such as silicon or CIGS. The major difference is the spectral domain of operation. Perovskite cells make it possible to photogenerate electron-hole pairs throughout the visible domain, with a widening towards the UV, where the conventional cells are ineffective. The use of UV-blue radiation allows cells to function even in cloudy or rainy weather. The cut observed in the spectral range of red (800 nm) is related to the absorption threshold of the perovskite layer, the limit in UV is dictated by the choice of substrate and TCO. The value of the TCO gap will condition the wavelength at which there is a break.

La courbe Figure 2 [2] est la valeur de l'intégration du photo courant en fonction de la longueur d'onde. Figure 3 est une Illustration du processus de transfert d'électrons avec le diagramme de la bande d'énergie (The emergence of Perovskite solar cells. Nature photonics) Bien que de structure originale, les cellules pérovskites sont des cellules solaires dont le fonctionnement est classique. Un photon incident crée une paire électron-trou et les charges sont séparées. La structure de bande de chacun des matériaux ainsi que leur accord est essentiel. On définit un niveau haut et un niveau bas en énergie au sein de la couche pérovskite. Le photon incident, provoque la montée d'un électron vers un niveau d'énergie supérieur. A ce niveau d'énergie, l'électron peut être évacué vers la bande d'énergie haute du TiO2, qui assure le transfert vers le TCO. Le niveau bas de la couche pérovskite se peuplant de trous, le polymère va compenser pour l'équilibre des charges en injectant des électrons vers la pérovskite. Ce fonctionnement est en tous points similaires aux cellules classiques, seuls la nature des couches change.The curve Figure 2 [2] is the value of the integration of the current photo as a function of the wavelength. Figure 3 is an illustration of the process of electron transfer with the energy band diagram (The emergence of Perovskite solar cells, Nature photonics) Although of original structure, perovskite cells are solar cells whose operation is traditional . An incident photon creates an electron-hole pair and the charges are separated. The band structure of each of the materials as well as their agreement is essential. A high level and a low energy level are defined within the perovskite layer. The incident photon causes the rise of an electron towards a higher energy level. At this energy level, the electron can be discharged to the TiO2 high energy band, which transfers to the TCO. The low level of the perovskite layer is populating holes, the polymer will compensate for the balance of the charges by injecting electrons to the perovskite. This operation is in all respects similar to conventional cells, only the nature of the layers changes.

La Figure 3 a) représente une vision schématique des bande de ce valence et de conduction dans les matériaux. La Figure 3 b) schématise le suivi de la cellule pérovskite par EBIC La Figure 3 c) est le diagramme de bande de la cellule pérovskite dans son ensemble Figure 4 est une Image MEB et schéma d'une cellule pérovskite (J. Phys. Chem. Lett.) Cette image permet de visualisé en même temps la structure schématique et une image réelle d'une cellule pérovskite. Cette cellule utilise une pré-couche de TiO2 dense (Figure 4 [2]), avec une couche mésoporeuse encapsulée par la couche pérovskite et par le polymère collecteur de trous (Figure 4 [3]). Le TCO choisi est le FTO essentiellement pour des raisons de coût Figure 4 [1]. La collection de charges positives est réalisée par la couche métallique (Figure 4 [4]) Figure 5 est le Schéma de l'architecture d'une cellule hybride pérovskite-CIGS Les domaines spectraux des cellules classiques et des cellules pérovskite étant complémentaires, il est extrêmement intéressant de les faire fonctionner de concert. Ainsi comme le montre la figure 5, il est possible d'assembler ces deux types de cellule. Il faut cependant observer que l'assemblage requiert une couche entre les deux cellules qui doit être isolante électriquement et transparente au-moins aux rayonnements de la cellule du dessous. 1) Contact arrière 2) Absorbeur : CIGS 3) Couche tampon : CdS, ZnS, 4) TCO : ZnOi/Zn0A1 5) Isolant 6) TCO type p 7) Absorbeur hybride : Pérovskite 8) Collecteur d'électrons/ TCO Figure 6 est le Schéma de fabrication et d'assemblage d'une cellule hybride CIGS-pérovskite Les deux filières, classique et pérovskite, sont complémentaires. Il est possible d'envisager un fonctionnement de ces deux modes de fabrication en parallèle. Les différentes couches sont déposées successivement, et des cellules sont unies lors de la dernière étape. Comme décrit précédemment, l'assemblage de ces deux cellules requiert un matériau permettant la fixation des cellules ensemble, qui se doit d'être isolant électriquement et transparent. Pl - dépôt du TCO sur le substrat + Collecteur d'électrons type TiO2 P2 - Dépôt de la couche pérovskite P3 - Dépôt du matériau collecteur de charges positives P4 - Dépôt d'une couche transparent et conductrice type p C 1 - Dépôt du contact arrière de la cellule classique C2 - Dépôt de l'absorbeur C3 - Dépôt de la couche tampon et du TCO A - Assemblage des deux types de cellules par ajout d'un polymère assembleur Figure 7 est une Superposition des courbes EQE pour une cellule de type pérovskite et une cellule CIGS W2E Cette figure permet d'observer le gain possible en jumelant cellules pérovskite et (ici) CIGS.Figure 3 a) shows a schematic view of the valence and conduction band in the materials. Figure 3 b) schematizes the tracking of the perovskite cell by EBIC Figure 3 c) is the band diagram of the perovskite cell as a whole Figure 4 is an SEM image and diagram of a perovskite cell (J. Phys. Chem This image makes it possible to visualize at the same time the schematic structure and a real image of a perovskite cell. This cell uses a dense pre-layer of TiO2 (Figure 4 [2]), with a mesoporous layer encapsulated by the perovskite layer and by the hole-collecting polymer (Figure 4 [3]). The chosen TCO is FTO essentially for cost reasons Figure 4 [1]. The collection of positive charges is carried out by the metal layer (FIG. 4 [4]). FIG. 5 is the diagram of the architecture of a perovskite-CIGS hybrid cell. The spectral domains of the conventional cells and the perovskite cells being complementary, it is extremely interesting to make them work together. Thus, as shown in FIG. 5, it is possible to assemble these two types of cell. However, it should be noted that the assembly requires a layer between the two cells that must be electrically insulating and at least transparent to the radiation of the cell below. 1) Back contact 2) Absorber: CIGS 3) Buffer layer: CdS, ZnS, 4) TCO: ZnOi / Zn0A1 5) Insulator 6) TCO type p 7) Hybrid absorber: Perovskite 8) Electron collector / TCO Figure 6 is Diagram of manufacture and assembly of a CIGS-perovskite hybrid cell The two channels, classical and perovskite, are complementary. It is possible to envisage a functioning of these two modes of manufacture in parallel. The different layers are deposited successively, and cells are united in the last step. As described above, the assembly of these two cells requires a material for fixing the cells together, which must be electrically insulating and transparent. Pl - deposition of the TCO on the substrate + TiO2 type electron collector P2 - Deposition of the perovskite layer P3 - Deposition of the positive charge collector material P4 - Deposition of a transparent and conductive layer type p C 1 - Deposition of the rear contact of the conventional cell C2 - Deposition of the absorber C3 - Deposition of the buffer layer and the TCO A - Assembly of the two types of cells by addition of an assembler polymer Figure 7 is a superposition of the EQE curves for a perovskite type cell and a CIGS W2E cell This figure makes it possible to observe the possible gain by pairing perovskite cells and (here) CIGS.

Le domaine spectral couvert par cette architecture hybride permet de s'étendre de 300 nm à près de 1 100 nm. Le gain en rendement correspond à l'aire contenue entre le courbe EQE de la cellule pérovskite Figure 7 [1] et la courbes EQE de la cellule CIGS Figure 7 [2]. Figure 8 est une Installation de la ligne pérovskite La conception d'une cellule pérovskite repose sur le principe d'une structure multicouche. La mise au point de cellules pérovskite utilisant des couches de TiO2 dense et non plus mésoporeuse ouvre le champ aux dépôts physiques. Ainsi selon notre protocole de fabrication, les différentes étapes sont réalisées sous vide par sputtering ou évaporation. Les substrats sont positionnés dans une cassette dans une boîte à gant Figure 8 [1]. Un robot assure la coordination des différentes étapes. Le premier poste est le dépôt du TCO, réalisé par sputtering Figure 8 [2]. Ensuite le substrat est placé dans la chambre de dépôt de la couche Ti02, également déposée par sputtering Figure 8 [3]. Enfin les couches pérovskite, HTM et collecteur de courant sont déposées par évaporation dans la troisième chambre Figure 8 [4]. Ce mode de fabrication est à mi-chemin entre la ligne de r&d et la petite production. Le fonctionnement est flexible et permet de s'adapter rapidement à toute évolution de nos besoins. Figure 9 est l'Enchaînement des étapes de fabrication d'une cellule hybride CIGS-pérovskite Si les filières de fabrication CIGS et pérovskite peuvent travailler en parallèle, il est envisageable de les faire fonctionner en série. Pour cela, il faut des cellules solaires classiques relativement planes, ce qui est le cas avec une réalisation avec des procédés sous vide. Une couche isolante est déposée à la surface de la cellule, au-dessus de laquelle la cellule pérovskite est déposée mais avec une succession d'étapes inversée, c.-à-d. en déposant la couche HTM en premier, la pérovskite ensuite, puis le TiO2 et le TCO. L'avantage de cette succession d'étapes est la possibilité d'un transfert rapide vers des méthodes de fabrication roll-to-roll.The spectral range covered by this hybrid architecture allows to extend from 300 nm to nearly 1100 nm. The gain in yield corresponds to the area contained between the EQE curve of the perovskite cell Figure 7 [1] and the EQE curves of the CIGS cell Figure 7 [2]. Figure 8 is a Perovskite Line Installation The design of a perovskite cell is based on the principle of a multilayer structure. The development of perovskite cells using layers of dense TiO2 and no longer mesoporous opens the field to physical deposits. Thus according to our manufacturing protocol, the different stages are carried out under vacuum by sputtering or evaporation. The substrates are positioned in a cassette in a glove box Figure 8 [1]. A robot ensures the coordination of the different stages. The first item is the TCO deposit, made by sputtering Figure 8 [2]. Then the substrate is placed in the deposition chamber of the TiO 2 layer, also deposited by sputtering FIG. 8 [3]. Finally, the perovskite, HTM and current collector layers are deposited by evaporation in the third chamber Figure 8 [4]. This mode of manufacture is halfway between the R & D line and the small production. The operation is flexible and allows to adapt quickly to any evolution of our needs. Figure 9 is the sequence of manufacturing steps for a CIGS-perovskite hybrid cell. If the CIGS and perovskite manufacturing processes can work in parallel, it is conceivable to operate them in series. For this, conventional flat solar cells are required, which is the case with an embodiment with vacuum processes. An insulating layer is deposited on the surface of the cell, above which the perovskite cell is deposited but with a reverse sequence of steps, i.e. depositing the HTM layer first, then perovskite, then TiO2 and TCO. The advantage of this succession of steps is the possibility of a quick transfer to roll-to-roll manufacturing methods.

Figure 9 [1] Cellule solaire de type CIGS Figure 9 [2] Dépôt d'une couche mince isolante et transparente Figure 9 [3] Dépôt d'une électrode transparente collectant les charges positives Figure 9 [4] Dépôt de la couche pérovskite Figure 9 [5] Dépôt de la couche de TiO2 Figure 9 [6] Dépôt de la couche TCO Figure 10 est une Vue schématique de l'influence de la présence de nanoparticules au sein de la couche isolante séparant cellules CIGS et pérovskite L'ajout d'une couche transparente et isolante entre les deux types de cellules permet en plus de la complémentarité des domaines spectraux utilisés, d'optimiser le rayonnement incident sur la cellule du dessous, en exemple CIGS. En effet, une part du rayonnement n'est pas absorbée par la cellule pérovskite, et n'est pas optimal pour l'absorption dans CIGS. Par conséquent, l'ajout de nanoparticules permettant de modifier la longueur d'onde des photons incidents permet d'optimiser la conversion photovoltaïque. Les trois scénarios sont les suivants : Figure 10 [1] : Le photon incident est absorbé par la cellule pérovskite et est converti en photo électron Figure 10 [2] : Le photon incident n'est pas absorbé par la cellule pérovskite, la traverse mais est absorbé par la cellule CIGS et est converti en photo électron Figure 10 [3] : Le photon incident n'est absorbé par aucune des cellules, mais son interaction avec les nanoparticules permet l'émission de photons donc l'absorption est plus probable (up- conversion) Figure 11 représente les Résultats des modélisations quantifiant le gain en photocourant sur plusieurs gammes spectrales Cette figure représente le gain en courant calculé par modélisation par l'ajout de nanoparticules modifiant les longueurs d'onde des photons incidents. Figure 12 est une Image MEB réalisation par structures-opaline auto-organisés Ces structures photoniques hexagonales ont été obtenues par dépôt d'ALD A1203 (passivation de surface), sur un revêtement de surface réalisé par rotation (spin coating) de nanoparticules sphériques (Si02). Augmentation de plus en plus d'absorption de lumière par diffraction de surfaces arrière. Réalisation par opaline-structures auto-organisés, des structures photoniques hexagonales par dépôt d'ALD A1203 (passivation de surface) et spin coating (revêtement de surface réalisé par rotation) de nanoparticules sphériques (Si02). Structure rempli à l'aide ALD de TiO2 (variante SolGel). Les nanoparticules sont donc des ingrédients essentiels permattant la réalisation de cellules solaires super efficaces à bas coûts de fabrication. Cependant, il convient de s'assurer de la non déterioration des propriétés électrique de la surface.Figure 9 [1] CIGS solar cell Figure 9 [2] Deposit of an insulating and transparent thin layer Figure 9 [3] Deposit of a transparent electrode collecting positive charges Figure 9 [4] Deposit of the perovskite layer Figure 9 [5] Deposition of the TiO2 layer Figure 9 [6] Deposition of the TCO layer Figure 10 is a schematic view of the influence of the presence of nanoparticles in the insulating layer separating CIGS cells and perovskite The addition of a transparent and insulating layer between the two types of cells makes it possible, in addition to the complementarity of the spectral domains used, to optimize the incident radiation on the cell below, for example CIGS. Indeed, a part of the radiation is not absorbed by the perovskite cell, and is not optimal for absorption in CIGS. Consequently, the addition of nanoparticles making it possible to modify the wavelength of the incident photons makes it possible to optimize the photovoltaic conversion. The three scenarios are as follows: Figure 10 [1]: The incident photon is absorbed by the perovskite cell and is converted into an electron photo Figure 10 [2]: The incident photon is not absorbed by the perovskite cell, passes through it but is absorbed by the CIGS cell and is converted into an electron photon Figure 10 [3]: The incident photon is not absorbed by any of the cells, but its interaction with the nanoparticles allows the emission of photons so absorption is more likely ( up-conversion) Figure 11 represents the results of the modelizations quantifying the gain in photocurrent on several spectral ranges This figure represents the current gain calculated by modeling by the addition of nanoparticles modifying the wavelengths of the incident photons. FIG. 12 is a Self-Organized Opaline Structure-based Image of MEB These hexagonal photon structures were obtained by depositing ALD A1203 (surface passivation) on a surface coating made by spin coating of spherical nanoparticles (SiO 2 ). Increase in light absorption by diffraction of back surfaces. Realization by opaline-self-organized structures, hexagonal photonic structures by deposit of ALD A1203 (surface passivation) and spin coating (rotational surface coating) of spherical nanoparticles (SiO 2). Structure filled using ALD of TiO2 (SolGel variant). Nanoparticles are therefore essential ingredients for producing super-efficient solar cells at low manufacturing costs. However, it should be ensured that the electrical properties of the surface are not deteriorated.

Figure 13 est le Photocourant en fonction de l'épaisseur et des différentes techniques de diffraction utilisées. La texturation de la surface arrière peut-être obtenu en déposant des nanoparticules à la surface de la couche ou en usinant à postériori un dépôt réalisé. Quoiqu'il en soit ces modes de fabrication sont assez simple à mettre en oeuvre par électrodépôt, ou dépôt sous vide.Figure 13 is Photocurrent as a function of the thickness and different diffraction techniques used. The texturing of the rear surface can be obtained by depositing nanoparticles on the surface of the layer or by machining a deposited deposit afterwards. Anyway these methods of manufacture are quite simple to implement by electrodeposition, or vacuum deposition.

L'optimisation de la lumière a été réalisée jusqu'ici par création de cavités photoniques, par limitation de la réflexion à l'avant de la cellule, et par optimisation des longueurs d'onde utilisées. Des modélisations ont été menées pour mesurer l'impact de l'utilisation d'une architecture diffractante en face avant et/ou en face arrière. Ces courbes ont été obtenues par Analyse Rigoureuse des Ondes Couplés (appelé aussi Rigorous Coupled Wave Analysis ou RCWA, de Lalanne. Reticolo 2D). Figure 13 [1] : Face avant de diffuseur: plan (DARC) -arrière avec un diffuseur parfait Figure 13 [2] : Face avant: plane (DARC) - arrière: miroir Figure 13 [3] : Face avant: inversé pyramides avec SARC - arrière: miroir Figure 13 [4] : Face avant: plane (DARC) - face arrière: sphère grilles Figure 13 [5] : Face avant: plane (pas ARC) - face arrière: parfaite Figure 13 [6] : Face avant: plane (pas ARC) - face arrière: miroir Figure 14 est la modélisation des phénomènes de diffusion et recombinaison par la ligne de transmission Le processus de modélisation repose principalement sur l'étude et l'analyse des phénomènes physiques qui se produisent au niveau de la couche absorbante, pérovskite en l'occurrence, ainsi que sur les propriétés physicochimiques des matériaux utilisés pour la fabrication des cellules hybrides, i.e., organique-inorganique. Ces dernières sont affectées par des désordres thermocinétiques dont la caractérisation s'effectue par la méthode de spectroscopie de l'impédance. Cette dernière est un outil majeur de l'étude et de l'analyse des cellules solaires hybrides, elle fournit en plus une mesure des paramètres physiques du modèle de la ligne de transmission, décrite et illustrée par la Erreur ! Source du renvoi introuvable.. Figure 14 a) le diagramme d'énergie d'une cellule solaire hybride, montrant les principaux processus électroniques : 1) génération, 2) recombinaison en volume, 3) transport d'électron, 4) transport des trous, 5) recombinaison d'électrons dans le contact sélectif des trous, 6) recombinaison des trous dans le contact sélectif d'électrons. Figure 14 b) Le circuit équivalent d'une ligne de transmission ; Figure 14 c) le circuit RC équivalent. Figure 15 est le circuit équivalent de la cellule du type Pérovskite Le circuit équivalent du modèle proposé est illustré par la Erreur ! Source du renvoi introuvable.. Ce circuit peut être assimilé à celui du modèle à deux diodes, discuté en annexe, dans lequel la résistance en série est remplacée par un ensemble des éléments résistifs, inductifs et capacitifs. Ces éléments permettent de modéliser les divers phénomènes physiques (recombinaison, transfert d'électrons, etc.) qui caractérisent le mécanisme de fonctionnement de la structure pérovskite. Ci : la capacité à double couche caractérisant le transfer d'électron au niveau TiO2 CE : capacité pour le transfert de charge CcE : capacité modélisant le transfert de charge au niveau électrolyte Di : une diode rectificative modélisant le transfert d'électron au niveau TiO2 Dr : une diode avec le facteur d'idéalité m pour modéliser le phénomène de recombinaison L : élément d'inductance pour la prise en compte de recombinaison RE: résistance de transfert de charge au niveau d'électrode RcE: résistance de transfert de charge au niveau d'électrode Rs : élément résistif modélisant la perte au niveau contact Rsh : résistance de shunt modélisant la perte dans le système photovoltaique Figure 16 représente l'Influence de la longueur de diffusion sur les caractéristiques IV La courbe J-V ci-dessous correspond à des différentes longueurs de diffusions ainsi qu'à des densités de courant de recombinaison et de génération. L' : longueur de diffusion Jgen et Jrec sont des densités de courant de génération et de recombinaison, ces deux grandeurs sont liées par : .1= Jrec- Jgen r : la durée de vie des charges. Figure 16 [1] : Densité de photocourant généré Figure 16 [2] : Densité de courant pour Ln = 10-4 cm et i=10-3 s Figure 16 [3] : Densité de courant pour Ln = 10-3 cm et T=10-1 s Figure 16 [4] : Densité de courant pour Ln = 10.2 cm et i=10 s Figure 16 [5] : Densité de courant pour Ln = 10-4 cm et T=10-3 s Figure 16 [6] : Densité de courant pour Ln = 10-3 cm et T=10-1 s Figure 16 [7] : Densité de courant pour Ln = 10-2 cm et i=10 s Il est remarquable que la longueur de diffusion et le temps de relaxation sont des paramètres essentiels dans la valeur du VOC mais aussi pour le j sc. La compréhension de ces deux paramètres est clé dans l'optimisation de nos cellules pérovskite. Figure 17 représente les Courbes de modélisation de la résistance équivalente aux recombinaisons Les calculs de la figure 16, permettent de calculer les valeurs des courants de recombinaisons.The optimization of light has been achieved so far by creating photonic cavities, by limiting the reflection at the front of the cell, and by optimizing the wavelengths used. Modelizations were carried out to measure the impact of the use of a diffracting architecture on the front face and / or on the back face. These curves were obtained by Rigorous Coupled Wave Analysis (also called Rigorous Coupled Wave Analysis or RCWA, from Lalanne, Reticolo 2D). Figure 13 [1]: Diffuser front face: (DARC) plane - rear with a perfect diffuser Figure 13 [2]: Front face: flat (DARC) - rear: mirror Figure 13 [3]: Front side: inverted pyramids with SARC - rear: mirror Figure 13 [4]: Front face: flat (DARC) - rear face: grid sphere Figure 13 [5]: Front face: flat (not ARC) - rear face: perfect Figure 13 [6]: Front before: plane (not ARC) - back side: mirror Figure 14 is the modeling of diffusion and recombination phenomena by the transmission line The modeling process is mainly based on the study and analysis of the physical phenomena that occur at the of the absorbent layer, perovskite in this case, as well as on the physicochemical properties of the materials used for the manufacture of hybrid cells, ie, organic-inorganic. These are affected by thermokinetic disorders characterized by the impedance spectroscopy method. The latter is a major tool for the study and analysis of hybrid solar cells, it provides in addition a measurement of the physical parameters of the transmission line model, described and illustrated by the Error! Source of the reference not found. Figure 14 a) the energy diagram of a hybrid solar cell, showing the main electronic processes: 1) generation, 2) volume recombination, 3) electron transport, 4) transport of holes , 5) recombination of electrons in the selective contact of the holes, 6) recombination of the holes in the selective contact of electrons. Figure 14 (b) The equivalent circuit of a transmission line; Figure 14 c) the equivalent RC circuit. Figure 15 is the equivalent circuit of the Perovskite type cell The equivalent circuit of the proposed model is illustrated by the Error! This circuit can be likened to that of the two-diode model, discussed in the appendix, in which the series resistance is replaced by a set of resistive, inductive and capacitive elements. These elements make it possible to model the various physical phenomena (recombination, electron transfer, etc.) that characterize the mechanism of operation of the perovskite structure. Ci: the double-layer capacitance characterizing the electron transfer at the TiO2 level CE: capacity for the charge transfer CcE: capacity modeling the charge transfer at the electrolyte level Di: a rectifying diode modeling the electron transfer at the TiO2 level Dr : a diode with the ideality factor m to model the recombination phenomenon L: inductance element for taking into account recombination RE: charge transfer resistance at the RcE electrode level: load transfer resistance at the level of electrode Rs: resistive element modeling the loss at the contact level Rsh: shunt resistor modeling the loss in the photovoltaic system Figure 16 represents the Influence of the diffusion length on the IV characteristics The JV curve below corresponds to different diffusion lengths as well as recombination and generation current densities. The diffusion lengths Jgen and Jrec are generation and recombination current densities, these two quantities are linked by: ## EQU1 ## The lifetime of the charges. Figure 16 [1]: Photocurrent Density Generated Figure 16 [2]: Current Density for Ln = 10-4 cm and i = 10-3 s Figure 16 [3]: Current Density for Ln = 10-3 cm and T = 10-1 s Figure 16 [4]: Current Density for Ln = 10.2 cm and i = 10 s Figure 16 [5]: Current Density for Ln = 10-4 cm and T = 10-3 s Figure 16 [6]: Current density for Ln = 10-3 cm and T = 10-1 s Figure 16 [7]: Current density for Ln = 10-2 cm and i = 10 s It is remarkable that the diffusion length and the relaxation time are essential parameters in the value of the VOC but also for the sc. Understanding these two parameters is key in optimizing our perovskite cells. FIG. 17 represents the modeling curves of the resistance equivalent to the recombinations. The calculations of FIG. 16 make it possible to calculate the values of the recombination currents.

A partir de ces calculs la figure 17 est établie permettant de calculer une résistance équivalente aux phénomènes de recombinaison. La simulation numérique de la résistance de recombinaison, Rie, donnée par la relation suivante : ex = 0) Cette simulation est basée sur les paramètres du modèle de diffusion en toute conformité avec le schéma numérique de résolution de l'équation de diffusion. Figure 17 [1] : Résistivité de recombinaison pour Ln = 10-4 cm et T=10-3 s Figure 17 [2] : Résistivité de recombinaison pour Ln = 10-3 cm et T=10-1 s Figure 17 [3] : Résistivité de recombinaison pour Ln = 10-2 cm et T=10 s Le résultat de ces calculs montre que la résistance de recombinaison n'est que peu impactée par la longueur de diffusion ou le temps de relaxation. La probabilité de recombinaison est plus importante pour des tensions plus élevées. Quoiqu'il en soit les modélisations sur le matériau pérovskite montre des résistivités élevées au niveau du point de fonctionnement maximum. La résistance de recombinaison est un paramètre limitant que nous contrôlant en utilisant des procédés de fabrication permettant d'obtenir des matériaux d'une grande qualité chimique et s'approchant du modèle parfait. Rrec = aV Figure 18 est une représentation de l'Influence de la longueur de diffusion et du temps de relaxation sur les caractéristiques IV La courbe (c) montre le résultat de simulation numérique des caractéristiques J-V en fonction de la longueur de diffusion L et la durée de vie T en conformité avec le modèle de diffusion. Figure 18 [1] : Caractéristique IV pour Ln = 5x10-3 cm et T = 2,5 s Figure 18 [2] : Caractéristique IV pour Ln = 10-2 cm et T = 10 s Figure 18 [3] : Caractéristique IV pour Ln = 2x10-2 cm et T = 40 s Figure 18 [4] : Caractéristique IV pour Ln = 5x10-2 cm et T = 250 s Figure 18 [5] : Caractéristique IV pour Ln = 10-1 cm et T = 40 s D'après les courbes, il est remarquable que le modèle utilisé permet d'optimiser les caractéristiques IV à partir des longueur de diffusion et temps de relaxation. Plus le temps de relaxation et la longueur de diffusion sont court plus le rendement de la cellule est élevé. Cette simulation permet dans la suite de l'étude de remontrer jusqu'au paramètre épaisseur que l'opérateur peut ajuster. Figure 19 est représentative de l'Evolution de la densité de courant en fonction du temps de relaxation La courbe ci-dessous illustre la dépendance de l'intensité de courant en fonction de la durée de vie des charges. Il faut noter que la Jsc dépend de T par l'intermédiaire de la longueur de diffusion donnée par la relation : L Nous constatons que Jsc croit avec la T. Figure 20 montre l'Influence de l'épaisseur de la couche pérovskite sur la densité de courant. La courbe de variation de la densité de courant avec le paramètre d représentant l'épaisseur de la couche. Nous constatons une croissance linéaire avec d et ensuite une variation constante.From these calculations Figure 17 is established to calculate a resistance equivalent to the recombination phenomena. The numerical simulation of the recombination resistance, Rie, given by the following relation: ex = 0) This simulation is based on the parameters of the diffusion model in full compliance with the numerical scheme of resolution of the diffusion equation. Figure 17 [1]: Recombination Resistivity for Ln = 10-4 cm and T = 10-3 s Figure 17 [2]: Recombination Resistivity for Ln = 10-3 cm and T = 10-1 s Figure 17 [3] ]: Recombination Resistivity for Ln = 10-2 cm and T = 10 s The result of these calculations shows that the recombination resistance is only slightly impacted by the diffusion length or the relaxation time. The probability of recombination is greater for higher voltages. In any case, the modelizations on the perovskite material show high resistivities at the point of maximum operation. The recombination resistance is a limiting parameter that we control using manufacturing processes to obtain materials of high chemical quality and approaching the perfect model. Rrec = aV Figure 18 is a representation of the Influence of diffusion length and relaxation time on IV characteristics Curve (c) shows the numerical simulation result of the JV characteristics as a function of the diffusion length L and the lifetime T in accordance with the diffusion model. Figure 18 [1]: Characteristic IV for Ln = 5x10-3 cm and T = 2.5 s Figure 18 [2]: Characteristic IV for Ln = 10-2 cm and T = 10 s Figure 18 [3]: Characteristic IV for Ln = 2x10-2 cm and T = 40 s Figure 18 [4]: Characteristic IV for Ln = 5x10-2 cm and T = 250 s Figure 18 [5]: Characteristic IV for Ln = 10-1 cm and T = 40 s According to the curves, it is remarkable that the model used makes it possible to optimize the IV characteristics from diffusion lengths and relaxation times. The shorter the relaxation time and the diffusion length, the higher the efficiency of the cell. This simulation makes it possible in the rest of the study to re-show up to the thickness parameter that the operator can adjust. Figure 19 is representative of the evolution of the current density as a function of the relaxation time. The curve below illustrates the dependence of the current intensity as a function of the service life of the charges. It should be noted that the Jsc depends on T via the diffusion length given by the relation: L We find that Jsc increases with the T. Figure 20 shows the influence of the thickness of the perovskite layer on the density current. The curve of variation of the current density with the parameter d representing the thickness of the layer. We observe a linear growth with d and then a constant variation.

Ce résultat permet d'envisager une optimisation de l'épaisseur de la couche pérovskite par le calcul. Il est remarquable par ailleurs que les grandes longueurs de diffusion de la structure pérovskite permettent l'utilisation de couches épaisses. Figure 21-Al représente Le modèle d'une diode idéale Le modèle de la diode idéale permet de rendre compte du phénomène de photo courant dans un circuit sans résistance électrique. Figure 21-A2 représente La courbe caractéristique I-V La courbe caractéristique IV se calcule à partir du photo courant auquel on soustrait la caractéristique de la diode. Figure 21-A3 représente Le circuit équivalent d'un modèle à une diode Ce circuit se différencie de la diode parfaite par l'ajout d'une résistance en parallèle de la diode et une résistance en série sur le circuit. Figure 21-A4 représente Le modèle à deux diodes Le modèle à deux diodes place deux diodes en parallèle sur un circuit avec une résistance en parallèle et une résistance en série.This result makes it possible to envisage an optimization of the thickness of the perovskite layer by the calculation. It is also remarkable that the long diffusion lengths of the perovskite structure allow the use of thick layers. Figure 21-Al represents The model of an ideal diode The model of the ideal diode makes it possible to account for the phenomenon of current photo in a circuit without electrical resistance. Figure 21-A2 represents the characteristic curve I-V. The characteristic curve IV is calculated from the current photograph to which the characteristic of the diode is subtracted. Figure 21-A3 shows The equivalent circuit of a diode model This circuit is different from the perfect diode by adding a resistor in parallel with the diode and a series resistance on the circuit. Figure 21-A4 shows The two-diode model The two-diode model places two diodes in parallel on a circuit with parallel resistance and series resistance.

Figure 40 représente le résumé de l'application développée et l'application de l'invention dans différentes types d'objets, tels que des bobines directement utilisables, des vêtements, du mobilier urbain, des accessoires. Figure 41 représente le principe de l'effet thermoélectrique La diffusion de la chaleur de la source chaude vers la source froide entraine une diffusion des porteurs majoritaires du semi-conducteur de type P Figure 41 [3] : les « trous » Figure 41 [1] et du semi-conducteurs de type N Figure 41 [4] : les électrons Figure 41 [2] dans le même sens que le flux de chaleur. Un courant électrique se crée Figure 41 [5]. Figure 42 représente la variation du dopage le long d'un nanofils Le procédé de synthèse du nanofils permet de varier le dopage du nanofils et crée un gradient 50 de dopage Figure 41 [3]. Le nanofils est un semi-conducteur de type N à sa base Figure 42 [1] et du type P à l'autre extrémité Figure 42 [3].Figure 40 shows the summary of the application developed and the application of the invention in different types of objects, such as directly usable coils, clothing, street furniture, accessories. Figure 41 represents the principle of the thermoelectric effect The diffusion of the heat from the hot source towards the cold source causes a diffusion of the majority carriers of the P type semiconductor Figure 41 [3]: the "holes" Figure 41 [1 ] and N type semiconductors Figure 41 [4]: the electrons Figure 41 [2] in the same direction as the heat flow. An electric current is created Figure 41 [5]. Figure 42 shows the variation of the doping along a nanowire The process of synthesis of the nanowires makes it possible to vary the doping of the nanowires and creates a doping gradient 50 Figure 41 [3]. The nanowires are an N-type semiconductor at its base Figure 42 [1] and a P-type at the other end Figure 42 [3].

Figure 43 représente le design du générateur thermoélectrique développé par l'équipe de W. Wang. Figure 44 représente la Cross section d'un assemblage de nanofils types n et p développé par l'équipe de W. Wang.Figure 43 shows the design of the thermoelectric generator developed by W. Wang's team. Figure 44 shows the Cross section of an assembly of n and p type nanowires developed by W. Wang's team.

Figure 45 représente un Nanofils thermoélectrique en présence d'un flux de chaleur Figure 45 [1], une diffusion des porteurs majoritaires s'opère dans le même sens que le flux de chaleur Figure 45 [2] créant un champ électrique interne Figure 45 [3] s'opposant à la diffusion des porteurs majoritaires. Figure 46 représente le schéma de principe d'un nano thermo générateur (NanoGene) Des dépôts conducteurs de types métalliques, composites ou polymères Figure 45 [3] sont effectués sur un substrat isolant Figure 46 [4]. Des nanofils semi-conducteurs de type N et de type P Figure 46 [2] sont synthétisés sur les contacts conducteurs. Un contact conducteur de type métalliques, composites ou polymères Figure 46 [1] est déposé sur la partie libre des nanofils.Figure 45 represents a thermoelectric nanowires in the presence of a heat flux Figure 45 [1], a diffusion of the majority carriers operates in the same direction as the heat flow Figure 45 [2] creating an internal electric field Figure 45 [ 3] opposing the diffusion of the majority carriers. Figure 46 shows the schematic diagram of a nano thermo generator (NanoGene) Conductive deposits of metallic, composite or polymer types Figure 45 [3] are carried out on an insulating substrate Figure 46 [4]. N-type and P-type semiconductor nanowires Figure 46 [2] are synthesized on the conductive contacts. A conductive contact of metal, composite or polymer type Figure 46 [1] is deposited on the free part of the nanowires.

En présence d'un flux de chaleur, les porteurs majoritaires des semi-conducteurs, les « trous » Figure 46 [6] pour le semi-conducteur de type P et les électrons Figure 46 [7] pour le semiconducteur de type N se déplacent dans la même direction que le flux de chaleur et créent un courant électrique. Figure 47 représente deux possibles formations de NanoGene Un NanoGene avec connecteur métallique Figure 47 [1] et un NanoGene avec polymère conducteur Figure 47 [2]. Figure 48 représente une Illustration de la production d'énergie des NanoGenes en fonctionnement Figure 49 représente le Procédé de fabrication des NanoGenes Les Nanogénérateurs sont fabriqués à partir d'un film en matière composite ou polymère isolant Figure 49 [1], perforés aux emplacements prévus pour les polymères ou les métaux conducteur des NanoGenes. Les polymères ou métaux conducteurs sont déposés sur le substrat Figure 49 [2], par CVD, réaction chimique, PVD, électrodéposition ou autres techniques de dépositions puis isolés par gravure mécanique ou gravure laser ou par lithographie. La croissance des nanofils de types n et des nanofils de types p sur les polymères ou métaux conducteurs est effectué selon des voies de synthèses préétablies puis la connexion des nanofils n et p deux à deux par dépôt d'un conducteur soit métallique soit polymère soit composites est réalisé avant l'étape d'encapsulation des NanoGenes Figure 49 [3].In the presence of a heat flux, the majority carriers of the semiconductors, the "holes" Figure 46 [6] for the P-type semiconductor and the electrons Figure 46 [7] for the N-type semiconductor move in the same direction as the heat flow and create an electric current. Figure 47 shows two possible NanoGene formations A NanoGene with metal connector Figure 47 [1] and a NanoGene with conductive polymer Figure 47 [2]. Figure 48 represents an illustration of the energy production of the operating NanoGenes Figure 49 represents the process of manufacturing the NanoGenes The nanogenerators are made from a film of composite material or insulating polymer Figure 49 [1], perforated at the locations provided for polymers or conductive metals of NanoGenes. The conductive polymers or metals are deposited on the substrate Figure 49 [2], by CVD, chemical reaction, PVD, electroplating or other depositional techniques and then isolated by mechanical etching or laser etching or by lithography. The growth of the n-type nanowires and the p-type nanowires on the conductive polymers or metals is carried out according to pre-established synthetic routes, then the connection of the n and p nanowires two by two by depositing a conductor that is either metallic or polymer or composite. is carried out before the step of encapsulation of NanoGenes Figure 49 [3].

La dernière étape est une étape de découpe des NanoGenes par découpe laser Figure 49 [4]. Par ce procédé on obtient à partir d'un film continu un grand nombre de NanoGenes Figure 49 [5]. Figure 50 représente le Schéma explicatif de la mise en série des NanoGenes Le NanoGene pris dans cette illustration est déposé sur un support polymère isolant Figure 50 [1] et les contacts conducteurs sont de type polymère Figure 50 [2]. Le bus de collecte est composé dans cette illustration d'un support isolant Figure 50 [5] comprenant deux connecteurs métalliques à ses bords Figure 50 [4] et des plots de mises en contacts en polymères conducteurs Figure 50 [3] permettant de créer une liaison chimique ou électrostatique ou d'une autre nature assurant la liaison et le contact entre le NanoGene et le Bus de collecte. Les NanoGenes sont reliés en série et le courant électrique Figure 50 [6] peut être collecté par le bus. Figure 51 représente des Billes de matière polymère ou composites contenant les NanoGenes. Figure 52 représente le Schéma représentatif du principe d'extrusion du matériau intelligent Le matériau intelligent contenant les NanoGenes Figure 52 [1] est disposé dans une machine d'extrusion. Des résistances Figure 52 [2] assurent la fonte des billes de polymères ou de matériaux composites et l'homogénéisation du mélange sans altérer les nanogénérateurs.The last step is a step of cutting the NanoGenes by laser cutting Figure 49 [4]. By this process, a large number of NanoGenes are obtained from a continuous film Figure 49 [5]. Figure 50 shows the Diagram of the serialization of NanoGenes The NanoGene taken in this illustration is deposited on an insulating polymer support Figure 50 [1] and the conductive contacts are of polymer type Figure 50 [2]. The collection bus is composed in this illustration of an insulating support Figure 50 [5] comprising two metal connectors at its edges Figure 50 [4] and contact pads in conductive polymers Figure 50 [3] to create a chemical or electrostatic bond or other nature providing the connection and contact between the NanoGene and the collection bus. The NanoGenes are connected in series and the electric current Figure 50 [6] can be collected by the bus. Figure 51 shows beads of polymeric material or composites containing NanoGenes. Figure 52 shows the representative diagram of the principle of extrusion of the intelligent material The intelligent material containing the NanoGenes Figure 52 [1] is placed in an extrusion machine. Resistors Figure 52 [2] ensure the melting of polymer beads or composite materials and the homogenization of the mixture without altering the nanogenerators.

La chaleur du mélange déclenche les phénomènes thermoélectriques des nanogénérateurs induisant ainsi un champ électrique interne dans les dispositifs Au fur et à mesures de l'extrusion, des électro-aimants Figure 52 [3] viennent rassembler, orienter et positionner les nanogénérateurs au centre du mélange grâce aux champs électrique 5 interne des NanoGenes Un Bus de collecte Figure 52 [4] créé la connexion entre les nanogénérateurs en assurant un maintien et une continuité dans le circuit électrique Figure 52 [5]. Le matériau (polymère ou composites et NanoGene) refroidi ensuite dans la chambre d'extrusion Figure 52 [6] pour sceller de manière définitive les NanoGenes dans le matériau.The heat of the mixture triggers the thermoelectric phenomena of the nanogenerators thus inducing an internal electric field in the devices As the extrusion progresses, electro-magnets Figure 52 [3] come together, orient and position the nanogenerators at the center of the mixture Thanks to the internal electric fields of the NanoGenes A collection bus Figure 52 [4] creates the connection between the nanogenerators by maintaining and maintaining the electrical circuit Figure 52 [5]. The material (polymer or composites and NanoGene) then cooled in the extrusion chamber Figure 52 [6] to permanently seal the NanoGenes in the material.

10 Figure 53 représente une Illustration du matériau intelligent comprenant les NanoGene et produisant assez de courant pour alimenter des diodes électroluminescentes en présence de chaleur. Figure 54 est un schéma représentatif du principe d'e-printing du matériau intelligent. Le substrat se déroule en Roll-to-Roll Figure 54 [1] et passe dans le système de déposition 15 par encre. Un Bus de collecte Figure 54 [2] se déroule parallèlement au substrat de manière à être pris dans le matériau déposé. Le matériau polymère ou composite ou encre comprenant les NanoGenes Figure 54 [3] est déposé par e-printing assisté par un système de chauffe Figure 54 [6]. Le matériau polymère ou composite ou encre comprenant les NanoGenes est entrainé par le 20 substrat et est soumis à des champs électriques et magnétiques Figure 54 [4] pour orienter et positionner les NanoGenes sur les bus de collecte Figure 54 [5]. Le matériau polymère ou composite ou encre comprenant les NanoGenes est déposé, par ce procédé, en couches minces sur un substrat. Figure 55 représente le Schéma du Procédé VLS (Vapeur-Liquide-Solide) 25 Le mécanisme VLS fait référence aux trois états dans lesquels passe le matériau lors du processus de déposition et de croissance. Elle met en oeuvre une particule métallique Figure 55 [1] formant un alliage liquide avec le matériau à faire croître. Cette particule agit comme catalyseur de la croissance en tant que site énergétiquement favorable à l'adsorption des réactifs en phase et à sa décomposition.Fig. 53 shows an Illustration of the intelligent material comprising NanoGene and producing enough current to supply light emitting diodes in the presence of heat. Figure 54 is a diagram representative of the principle of e-printing of intelligent material. The substrate is roll-to-roll Figure 54 [1] and passes into the ink deposition system. A collection bus Figure 54 [2] runs parallel to the substrate so as to be embedded in the deposited material. The polymer or composite material or ink comprising NanoGenes Figure 54 [3] is deposited by e-printing assisted by a heating system Figure 54 [6]. The polymeric or composite material or ink comprising the NanoGenes is entrained by the substrate and is subjected to electric and magnetic fields. FIG. 54 [4] for orienting and positioning the NanoGenes on the collection buses FIG. 54 [5]. The polymer or composite material or ink comprising NanoGenes is deposited, by this method, in thin layers on a substrate. Figure 55 shows the VLS (Vapor-Liquid-Solid) Process Diagram The VLS mechanism refers to the three states in which the material passes during the deposition and growth process. It uses a metallic particle Figure 55 [1] forming a liquid alloy with the material to be grown. This particle acts as a catalyst for growth as a site that is energetically favorable for the adsorption of the reactants in phase and its decomposition.

30 Le matériau à faire croître passe alors en phase liquide en s'incorporant à la goutte Figure 55 [2]. Il diffuse vers l'interface liquide-solide sous l'effet d'un gradient de concentration. La concentration du matériau dans la goutte augmente jusqu'à atteindre un seuil de solubilité imposé par le diagramme des phases du mélange binaire. Une fois ce seuil atteint, l'espèce à déposer précipite à l'interface goutte / substrat et se dépose 35 à la base de la gouttelette Figure 55 [3], menant ainsi à la croissance par épitaxie d'un fil qui supporte la goutte liquide de catalyseur et dont la section est imposée par le rayon de la goutte. En maintenant l'apport de matériau à déposer, la nanofils se forme Figure 55 [4] jusqu'à l'arrêt des réactions en cours.The material to be grown then passes into the liquid phase by incorporating into the droplet Figure 55 [2]. It diffuses towards the liquid-solid interface under the effect of a concentration gradient. The concentration of the material in the drop increases until a solubility threshold imposed by the phase diagram of the binary mixture is reached. Once this threshold has been reached, the species to be deposited precipitates at the droplet / substrate interface and deposits at the base of the droplet Figure 55 [3], thus leading to the epitaxial growth of a thread that supports gout. catalyst liquid and whose section is imposed by the radius of the drop. By maintaining the contribution of material to be deposited, the nanowires is formed Figure 55 [4] until the stop of the reactions in progress.

40 Il convient de noter que la présente invention vise à proposer un système hybride de production de l'énergie en proposant l'intégration des solutions simples à l'état de matière première ou par intégration dans la masse ou couche intermédiaires dans une cellule solaire.It should be noted that the present invention aims at providing a hybrid system for producing energy by proposing the integration of simple solutions in the state of raw material or by integration into the mass or intermediate layers in a solar cell.

45 Il est aussi important de noter que la présente invention est plus clairement mise en évidence par la description des méthodes et des modes de réalisation particuliers telle que décrit. Néanmoins, l'objet de l'invention ne se limite pas à ces méthodes ou de ces modes de réalisation décrites car d'autres méthodes ou d'autres modes de réalisation de l'invention sont possibles et peuvent facilement être réalisées par extrapolation. En particulier par les 50 industriels qui fabriquent des couches minces inorganiques ou organiques, de semiconducteurs et/ou micro composants avec ou sans partie stockage, Nanogénérateur ou optiques.It is also important to note that the present invention is more clearly demonstrated by the description of the particular methods and embodiments as described. Nevertheless, the object of the invention is not limited to these methods or to these embodiments described because other methods or other embodiments of the invention are possible and can easily be performed by extrapolation. In particular by the 50 manufacturers who produce inorganic or organic thin films, semiconductors and / or micro components with or without a storage part, nanogenerator or optics.

Claims (11)

REVENDICATIONS1. Un système de nanogénérateurs (NanoGenes) constitués par des nanofils à hauts rendement thermoélectrique composé de-: a. différents composés chimiques formant les nanofils tels que le : - Silicium intrinsèque, dopé p ou n - Germanium - GaN - ZnO - Composés III-V (InAs, GaAs...) - Bi2Te3 , Sb2Te3 , Bi2Se3 b. un substrat conducteur métallique ou polymère et dont les nanofils sont synthétisables en une étape (type n et type p en simultané) ou en plusieurs étapes (synthèse type n puis synthèse du type p). c. un conducteur polymère ou métallique mettant en contact les parties libres des nanofils n et p.REVENDICATIONS1. A system of nanogenerators (NanoGenes) consisting of nanowires with high thermoelectric efficiency composed of: a. different chemical compounds forming the nanowires such as: - Intrinsic silicon, doped with p or n - Germanium - GaN - ZnO - Compounds III-V (InAs, GaAs ...) - Bi2Te3, Sb2Te3, Bi2Se3 b. a conductive metal or polymer substrate and whose nanowires can be synthesized in one step (type n and type p simultaneously) or in several stages (type n synthesis and then p type synthesis). vs. a polymeric or metallic conductor bringing the free parts of the nanowires n and p into contact. 2. Système de NanoGenes selon la revendication 1, élaborés par des technique de procédé de types bas-vers-le-haut (bottom-up), synthétisable ou pas par croissances assistées.2. NanoGenes system according to claim 1, developed by bottom-up method techniques, synthesizable or not by assisted growth. 3. Système de NanoGenes selon au moins l'une des revendications 1 à 2 dans lequel les nanogénérateurs sont fabriqués à partir d'un film en matière composite ou polymère isolant, perforés aux emplacements prévus pour les polymères ou les métaux conducteurs des NanoGenes.3. NanoGenes system according to at least one of claims 1 to 2 wherein the nanogenerators are made from a film of composite material or insulating polymer perforated at the locations provided for the polymers or conducting metals NanoGenes. 4. Système de NanoGenes selon au moins l'une des revendications 1 à 3 dans lequel la croissance des nanofils de types n et p sur les polymères ou métaux conducteurs correspondants et réalisés selon certaines voies de synthèses préétablies puis par la connexion des nanofils n et p deux à deux par dépôt d'un conducteur soit métallique soit polymère soit composites et à l'encapsulation des NanoGenes avant de procéder à la découpe laser.4. NanoGenes system according to at least one of claims 1 to 3 wherein the growth of n and p type nanowires on the corresponding polymers or conducting metals and carried out according to certain pre-established synthetic routes and then by connecting the nanowires n and p two by two by depositing a conductor either metal or polymer or composites and encapsulation of NanoGenes before laser cutting. 5. Système de NanoGenes selon au moins l'une des revendications 1 à 4 dans lequel les procédé de fabrication des NanoGenes permettent de fabriquer et de disposer les NanoGenes sur de multiples forme de substrat du type ; film minces, fils, matériaux, et de multiples types de matière comme les polymères, matériaux composites, isolants, métaux.5. NanoGenes system according to at least one of claims 1 to 4 wherein the method of manufacturing NanoGenes make it possible to manufacture and arrange the NanoGenes on multiple form of substrate type; thin film, wires, materials, and multiple types of material such as polymers, composite materials, insulators, metals. 6. Système de NanoGenes selon au moins l'une des revendications 1 à 5 dans lequel la mise en série des NanoGenes est effectuée par le biais d'un bus, constitué soit d'un métal soit d'un polymère soit d'un polymère isolant recouvert de plots conducteurs (polymère ou métallique texturé ou composites).6. NanoGenes system according to at least one of claims 1 to 5 wherein the series of NanoGenes is carried out via a bus, consisting of either a metal or a polymer or a polymer insulation covered with conductive pads (polymer or textured metal or composites). 7. Système de NanoGenes selon au moins l'une des revendications 1 à 6 dans lequel le contrôle et positionnement des NanoGenes est assuré par le déplacement et la concentration assisté par champs magnétique et électrique des NanoGenes, en utilisant le champs électrique interne, créé lors de la chauffe du matériau, autours du bus de collecte ainsi que par l'utilisation des propriétés d'attraction polymère - polymère pour fixer les NanoGenes et créer le contact sur le bus conducteur.507. NanoGenes system according to at least one of claims 1 to 6 in which the control and positioning of the NanoGenes is ensured by the magnetic and electric assisted displacement and concentration of the NanoGenes, using the internal electric field, created during the heating of the material, around the collection bus as well as the use of the polymer - polymer attraction properties to fix the NanoGenes and to create the contact on the bus bus. 8. Système de NanoGenes selon au moins l'une des revendications 1 à 7 dans lequel une fois synthétisés, les nanogénérateurs sont disposés dans un mélange de polymère non conducteur ou matériaux composites afin de pouvoir être utilisés pour l'élaboration de matériaux dit intelligents. L'ensemble, NanoGenes et polymère ou matériaux composites sont préformé sous forme de billes de quelques millimètres de diamètres, couramment utilisées dans les procédés de transformation de plastique ou encore intégré dans les matières premières solide ou liquide destinées à la fabrication des produits synthétiques, tissable, extradables, sintrable, modulable déposable ou imprimable.8. NanoGenes system according to at least one of claims 1 to 7 wherein once synthesized, nanogenerators are arranged in a mixture of non-conductive polymer or composite materials in order to be used for the development of so-called smart materials. The set, NanoGenes and polymer or composite materials are preformed in the form of balls of a few millimeters in diameter, commonly used in plastic processing processes or integrated in solid or liquid raw materials for the manufacture of synthetic products, wearable , extradable, sintrable, modular depositable or printable. 9. Un system de capture et de conversion de l'énergie solaire en énergie électrique à haut rendement composé d'un substrat et d'au moins une couche absorbante inorganique avec une autre cellule pérovskite composée de : a. collecteur d'électrons dense ou mésoporeux inorganique b. absorbeur de type pérovskite hybride avec un radical organique R (chaînes carbonées linéaires ou ramifiées, avec au-moins un composé azoté, une partie inorganique M (cation métallique), et des halogènes X permettant d'optimiser absorption et durée de vie du matériau selon la formule chimique RMX3 c. collecteur de charges positives, organique ou inorganique, permettant l'extraction vers le collecteur de courant ; juxtaposée en vue d'hybridation.9. A system for capturing and converting solar energy into high efficiency electrical energy composed of a substrate and at least one inorganic absorbent layer with another perovskite cell composed of: a. dense or inorganic mesoporous electron collector b. hybrid perovskite type absorber with an organic radical R (linear or branched carbon chains, with at least one nitrogenous compound, an inorganic part M (metal cation), and halogen X for optimizing absorption and shelf life of the material according to the chemical formula RMX3 c, positive or organic charge collector, allowing extraction to the current collector juxtaposed for hybridization. 10. Un system de capture et de conversion de l'énergie solaire en énergie électrique à haut rendement composé d'un substrat, d'une couche absorbante inorganique et au moins une couche de conversion chaleur en courant électrique selon au moins une des revendications 1 à 8.10. A system for capturing and converting solar energy into high-efficiency electrical energy composed of a substrate, an inorganic absorbent layer and at least one heat-to-electric conversion layer according to at least one of claims 1 at 8. 11. Un system selon au moins l'une des revendications 9 à 10, munit d'un élément de convertisseur élévateur d'augmentation d'efficience de la cellule solaire.11. A system according to at least one of claims 9 to 10, provides a solar energy efficiency boost converter element.
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Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080115817A1 (en) * 2006-11-21 2008-05-22 Defries Anthony Combined Energy Conversion
US20090295257A1 (en) * 2008-05-27 2009-12-03 Georgia Tech Research Corporation Hybrid Solar Nanogenerator Cells
WO2011021982A1 (en) * 2009-08-20 2011-02-24 Nanyang Technological University Integrated electrode architectures for energy generation and storage
WO2011025733A1 (en) * 2009-08-24 2011-03-03 International Solartech, Inc. Nanowire-based photovoltaic energy conversion devices and related fabrication methods
US20110155236A1 (en) * 2009-12-25 2011-06-30 Hajime Goto Nanowire Solar Cell and Manufacturing Method of the Same
US20110240099A1 (en) * 2010-03-30 2011-10-06 Ellinger Carolyn R Photovoltaic nanowire device
US20120247527A1 (en) * 2010-12-21 2012-10-04 Alphabet Energy, Inc. Electrode structures for arrays of nanostructures and methods thereof
US20130081679A1 (en) * 2011-09-30 2013-04-04 Ut-Battelle, Llc Multijunction hybrid solar cell incorporating vertically-aligned silicon nanowires with thin films
CN103391025A (en) * 2012-05-09 2013-11-13 中国人民解放军军械工程学院 Multi-physical-field nanometer generator
WO2014042907A1 (en) * 2012-08-31 2014-03-20 Grimes Craig Self-charging electronic devices

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080115817A1 (en) * 2006-11-21 2008-05-22 Defries Anthony Combined Energy Conversion
US20090295257A1 (en) * 2008-05-27 2009-12-03 Georgia Tech Research Corporation Hybrid Solar Nanogenerator Cells
WO2011021982A1 (en) * 2009-08-20 2011-02-24 Nanyang Technological University Integrated electrode architectures for energy generation and storage
WO2011025733A1 (en) * 2009-08-24 2011-03-03 International Solartech, Inc. Nanowire-based photovoltaic energy conversion devices and related fabrication methods
US20110155236A1 (en) * 2009-12-25 2011-06-30 Hajime Goto Nanowire Solar Cell and Manufacturing Method of the Same
US20110240099A1 (en) * 2010-03-30 2011-10-06 Ellinger Carolyn R Photovoltaic nanowire device
US20120247527A1 (en) * 2010-12-21 2012-10-04 Alphabet Energy, Inc. Electrode structures for arrays of nanostructures and methods thereof
US20130081679A1 (en) * 2011-09-30 2013-04-04 Ut-Battelle, Llc Multijunction hybrid solar cell incorporating vertically-aligned silicon nanowires with thin films
CN103391025A (en) * 2012-05-09 2013-11-13 中国人民解放军军械工程学院 Multi-physical-field nanometer generator
WO2014042907A1 (en) * 2012-08-31 2014-03-20 Grimes Craig Self-charging electronic devices

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
GONCHER G ET AL: "Semiconductor nanowire photovoltaics", PROCEEDINGS OF SPIE, S P I E - INTERNATIONAL SOCIETY FOR OPTICAL ENGINEERING, US, vol. 7047, 11 September 2008 (2008-09-11), pages 70470L1 - 70470L, XP002531228, ISSN: 0277-786X, ISBN: 978-1-62841-839-2, DOI: 10.1117/12.798409 *

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