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Publications

Articles 2019

"Guide for the perplexed to the Shockley–Queisser model for solar cells", Nature Photonics, vol 13 (link)

Jean-Francois Guillemoles, Thomas Kirchartz, David Cahen & Uwe Rau

 

"Nanoscale Wet Chemical Engineering of III-V Quantum Dots for Emerging Solar Applications" ECS Trans. vol 86 (link)

Muriel Bouttemy, Damien Aureau, Mathieu Frégnaux, Yasushi Shoji, Zacharie Jehl, Daniel Suchet, Jean François Guillemoles, Arnaud Etcheberry and Yoshitaka Okada

 

"Current transport efficiency analysis of multijunction solar cells by luminescence imaging", Prog. in Photovoltaics (link)

Hao Xu, Amaury Delamarre, Bernice Mae F. Yu Jeco, Hugh Johnson, Kentaroh Watanabe, Yoshitaka Okada, Jean‐François Guillemoles, Yoshiaki Nakano and Masakazu Sugiyama

 

"Halide Perovskites: Is It All about the Interfaces?",ACS Appl. Mater. Interfaces, vol 5 (link)

Philip Schulz, David Cahen and Antoine Kahn

 

"High Versatility and Stability of Mechanochemically Synthesized Halide Perovskite Powders for Optoelectronic Devices", ACS Appl. Mater. Interfaces, vol 11  (link)

Nico Leupold, Konstantin Schötz, Stefania Cacovich, Irene Bauer, Maximilian Schultz, Monika Daubinger, Leah Kaiser, Amelle Rebai, Jean Rousset, Anna Köhler, Philip Schulz, Ralf Moos and Fabian Panzer

 

"Detailed balance calculations for hot-carrier solar cells: coupling high absorptivity with low thermalization through light trapping", EPJ-PV, vol 10 (link)

Maxime Giteau, Daniel Suchet, Stéphane Collin, Jean-François Guillemoles and Yoshitaka Okada

 

"A 19.9%-efficient ultrathin solar cell based on a 205-nm-thick GaAs absorber and a silver nanostructured back mirror", Nature Energy, vol 4 (link),

 Hung-Ling Chen, Andrea Cattoni, Romaric De Lépinau, Alexandre W. Walker, Oliver Höhn, David Lackner, Gerald Siefer, Marco Faustini, Nicolas Vandamme, Julie Goffard, Benoît Behaghel, Christophe Dupuis, Nathalie Bardou, Frank Dimroth & Stéphane Collin

 

"Quantitative optical assessment of photonic and electronic properties in halide perovskite", Nature Communication, vol. 10, (link)

Adrien Bercegol, Daniel Ory, Daniel Suchet, Stefania Cacovich, Olivier Fournier, Jean Rousset & Laurent Lombez ;

Les contributions électronique et photonique à la conversion d’énergie d’une cellule solaire sont souvent difficiles à distinguer. Dans cet article, nous développons une méthode purement optique pour les découpler et les quantifier à l’intérieur d’une cellule solaire à perovskite.

Au cours des dernières années, les cellules photovoltaïques à pérovskite ont suscité un vif intérêt dans la communauté des cellules solaires en raison de leur efficacité et de leur faible coût de production, laissant entrevoir une possible disruption du secteur. Néanmoins, certaines propriétés fondamentales font encore l’objet de discussions. En particulier, le déplacement des charges électriques dans le matériau peut être attribué à deux phénomènes : la diffusion des charges, qui se répartissent dans tout le volume disponible, et le recyclage de la lumière, qui peut générer des charges loin du point d’illumination. A ces effets s’ajoutent un artefact de mesure : certains photons voyagent dans le matériau comme dans une fibre optique, et en ressortent sans avoir généré de porteurs. Ces difficultés expliquent sans doute en partie la grande diversité des valeurs rapportées pour la mobilité dans ces matériaux.

Dans ce travail, on parvient à distinguer et quantifier ces effets par une méthode optique, sans contact, non destructive. Cette technique s’inspire de la microscopie de fluorescence chère aux biologistes, et s’appuie sur une analyse multidimensionnelle du flux lumineux émis par les échantillons. Celle-ci est proportionnelle à la quantité de porteurs de charge excités. On l’observe à la suite d’une excitation laser rapide et ponctuelle. L’analyse des résultats montre une diffusion des porteurs sur courte distance (env. 1µm), alors que le recyclage des photons peut les amener plus loin (jusqu’à 10 µm). Les photons voyageurs se distinguent quant à eux par une signature spectrale particulière – seules les composantes de basse énergie pouvant se propager facilement. Cette approche de caractérisation s’applique à tout type de matériaux photovoltaïques et contribue à une meilleure compréhension des propriétés de transport, ce qui permet finalement d’améliorer les rendements des dispositifs photovoltaïques.

 

Articles 2018

 “Material challenges for solar cells in the twenty-first century: directions in emerging technologies”

Samy Almosni, Amaury Delamarre, Zacharie Jehl, Daniel Suchet, Ludmila Cojocaru, Maxime Giteau, Benoit Behaghel, Anatole Julian, Camille Ibrahim, Léa Tatry, Haibin Wang, Takaya Kubo, Satoshi Uchida, Hiroshi Segawa, Naoya Miyashita, Ryo Tamaki, Yasushi Shoji, Katsuhisa Yoshida, Nazmul Ahsan, Kentaro Watanabe, Tomoyuki Inoue, Masakazu Sugiyama, Yoshiaki Nakano, Tomofumi Hamamura, Thierry Toupance, Céline Olivier, Sylvain Chambon, Laurence Vignau, Camille Geffroy, Eric Cloutet, Georges Hadziioannou, Nicolas Cavassilas, Pierre Rale, Andrea Cattoni, Stéphane Collin, François Gibelli, Myriam Paire, Laurent Lombez, Damien Aureau, Muriel Bouttemy, Arnaud Etcheberry, Yoshitaka Okada & Jean-François Guillemoles Science and Technology of Advanced Materials, Volume 19, 2018 - Issue 1; https://doi.org/10.1080/14686996.2018.1433439

 

Multiscale in modelling and validation for solar photovoltaics

Tareq Abu Hamed, Nadja Adamovic, Urs Aeberhard, Diego Alonso-Alvarez, Zoe Amin-Akhlaghi, MatthiasAuf der Maur, Neil Beattie, Nikola Bednar, Kristian Berland, Stefan Birner, Marco Califano, Ivana Capan, Bostjan Cerne, IrinelaChilibon, James. P. Connolly, Frederic Cortes Juan, Jose Coutinho, Christin David, Knut Deppert, Vesselin Donchev, Marija Drev,Boukje Ehlen, Nicholas Ekins-Daukes, Jacky Even, Laurentiu Fara, David Fuertes Marron, Alessio Gagliardi, Blas Garrido,Violetta Gianneta, Maria Gomes, Jean-Francois Guillemoles, Mircea Guina, Janne Halme, Mateja Hocevar, Lucjan Jacak, WitoldJacak, Zoran Jaksic, Lejo K. Joseph, Spyridon Kassavetis, Vaidotas Kazukauskas, Jean-Paul Kleider, Katarzyna Kluczyk,Radovan Kopecek, Ursa Opara Krasovec, Jean-Louis Lazzari, Efrat Lifshitz, Martin Loncaric, Søren Peder Madsen, Antonio MartiVega, Denis Mencaraglia, Maria E. Messing, Felipe Murphy Armando, Androula G. Nassiopoulou, Ahmed Neijm, Akos Nemcsics,Victor Neto, Laurent Pedesseau, Clas Persson, Konstantinos Petridis, Lacramioara Popescu, Georg Pucker, Jelena Radovanović,Julio C. Rimada, Mimoza Ristova, Ivana Savic, Hele Savin, Marushka Sendova-Vassileva, Abdurrahman Sengul, José Silva, UllrichSteiner, Jan Storch, Emmanuel Stratakis, Shuxia Tao, Pavel Tomanek, Stanko Tomić, Antti Tukiainen, Rasit Turan, Jose MariaUlloa, Shengda Wang, Fatma Yuksel, Jaroslav Zadny, Javad Zarbakhsh, EPJ Photovoltaics9, 10 (2018); https://doi.org/10.1051/epjpv/2018008

 

A. Delamarre, D. Suchet, N. Cavassilas, Y. Okada, M. Sugiyama and J. Guillemoles, "An Electronic Ratchet Is Required in Nanostructured Intermediate-Band Solar Cells," in IEEE Journal of Photovoltaics, vol. 8, no. 6, pp. 1553-1559, Nov. 2018; https://doi.org/10.1109/JPHOTOV.2018.2866186

 

Proise, Florian, Anne-Laure Joudrier, Fabrice Pardo, Jean-Luc Pelouard, et Jean-François Guillemoles. « Ultrathin Mono-Resonant Nano Photovoltaic Device for Broadband Solar Conversion ». Optics Express 26, no 18 (3 septembre 2018): A806 17. https://doi.org/10.1364/OE.26.00A806

 

Florian Proise, Anne-Laure Joudrier, Jean-Luc Pelouard and Jean-François Guillemoles,  “Loss analysis in luminescent sheet concentrators: from ideal to real system”, EPJ Photovolt., 9 (2018) 12, https://doi.org/10.1051/epjpv/2018010

 

Cavassilas, Nicolas, Daniel Suchet, Amaury Delamarre, Fabienne Michelini, Marc Bescond, Yoshitaka Okada, Masakazu Sugiyama, et Jean-Francois Guillemoles. « Beneficial Impact of a Thin Tunnel Barrier in Quantum Well Intermediate-Band Solar Cell ». EPJ Photovoltaics 9 (2018): 11. https://doi.org/10.1051/epjpv/2018009

 

Naoya Miyashita, Benoît Behaghel, Jean-François Guillemoles and Yoshitaka Okada, “Enhancement of photocurrent in epitaxial lift-off thin-film GaInNAsSb solar cells due to light-confinement structure”, 2018, Appl. Phys. Express, 11,  072301    https://doi.org/10.7567/APEX.11.072301

 

François Gibelli, Laurent Lombez, Jean Rodière, and Jean-François Guillemoles, “ Reply to “Comment on ‘Optical Imaging of Light-Induced Thermopower in Semiconductors’ ”, Phys. Rev. Applied 9, 058001; https://doi.org/10.1103/PhysRevApplied.9.058001

 

Daniel Suchet, Amaury Delamarre, Nicolas Cavassilas, Zacharie Jehl, Yoshitaka Okada, Masakazu Sugiyama, Jean‐Francois Guillemoles., "Analytical Optimization of Intermediate Band Systems: Achieving the Best of Two Worlds", Progress in Photovoltaics, 2018, online June 2018, http://dx.doi.org/10.1002/pip.3020; Arxiv ID : 1802.05238

 

Nguyen dac Trung, Laurent Lombez, François Gibelli, Soline Boyer-Richard, Olivier Durand, Jean-François Guillemoles, “Quantitative experimental assessment of hot carrier-enhanced solar cells at room temperature”, Nature Energy volume 3, pages236–242 (2018) ; https://doi.org/10.1038/s41560-018-0106-3

 

Achard, Valentin, Matteo Balestrieri, Marie Jubault, Jorge Posada, Thibaud Hildebrandt, Negar Naghavi, Laurent Lombez, Daniel Lincot, et Frédérique Donsanti. « Study of Cu(In,Ga)Se 2 Thin Film Growth at Low Temperature on Polyimide Substrate in a Multistage Coevaporation Process for Photovoltaic Applications ». ACS Applied Energy Materials, 21 septembre 2018. https://doi.org/10.1021/acsaem.8b00881.

Balestrieri, Matteo, Valentin Achard, Thibaud Hildebrandt, Laurent Lombez, Marie Jubault, Solene Bechu, Muriel Bouttemy, Arnaud Etcheberry, Daniel Lincot, et Frederique Donsanti. « Improving V oc With Indium and Alkali Fluorides in Cu(In,Ga)Se 2 Solar Cells Deposited at Low Temperature on Polyimide ». IEEE Journal of Photovoltaics 8, no 5 (septembre 2018): 1343‑48. https://doi.org/10.1109/JPHOTOV.2018.2857928.

 

Bercegol, Adrien, F. Javier Ramos, Amelle Rebai, Thomas Guillemot, Jean-Baptiste Puel, Jean-François Guillemoles, Daniel Ory, Jean Rousset, et Laurent Lombez. « Spatial Inhomogeneity Analysis of Cesium-Rich Wrinkles in Triple-Cation Perovskite ». The Journal of Physical Chemistry C 122, no 41 (18 octobre 2018): 23345 51. https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.8b07436

 

Bercegol, Adrien, F. Javier Ramos, Amelle Rebai, Thomas Guillemot, Daniel Ory, Jean Rousset, et Laurent Lombez. « Slow Diffusion and Long Lifetime in Metal Halide Perovskites for Photovoltaics ». The Journal of Physical Chemistry C, 19 octobre 2018. https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.8b08252.

Bercegol, Adrien, Daniel Ory, Javier F. Ramos, Amelle Rebai, Jean Rousset, et Laurent Lombez. « Determination of transport properties in optoelectronic devices by time-resolved fluorescence imaging ». In Physics, Simulation, and Photonic Engineering of Photovoltaic Devices VII, 10527:1052704. International Society for Optics and Photonics, 2018. https://doi.org/10.1117/12.2287831.

Hildebrandt, Thibaud, Nicolas Loones, Muriel Bouttemy, Jackie Vigneron, Arnaud Etcheberry, Daniel Lincot, et Negar Naghavi. « Use of a New Organic Complexing and Buffer Agent for Zn(S,O) Deposition for High-Efficiency Cu(In, Ga)Se-2-Based Solar Cells ». IEEE JOURNAL OF PHOTOVOLTAICS 8, no 1 (janvier 2018): 266‑71. https://doi.org/10.1109/JPHOTOV.2017.2775140.

Posada, Jorge, Marie Jubault, Angelique Bousquet, Eric Tomasella, et Daniel Lincot. « Investigations of temperature and power effects on Cu(In,Ga)Se-2 thin-film formation during a 3-stage hybrid co-sputtering/evaporation process ». PROGRESS IN PHOTOVOLTAICS 26, no 1 (janvier 2018): 24‑37. https://doi.org/10.1002/pip.2926.

Bugot, C., N. Schneider, D. Lincot, et F. Donsanti. « Plasma-enhanced atomic layer deposition of highly transparent zinc oxy-sulfide thin films ». Journal of Applied Physics 123, no 18 (11 mai 2018): 185306. https://doi.org/10.1063/1.5026465.

Bugot, Cathy, Muriel Bouttemy, Nathanaelle Schneider, Arnaud Etcheberry, Daniel Lincot, et Frédérique Donsanti. « New insights on the chemistry of plasma-enhanced atomic layer deposition of indium oxysulfide thin films and their use as buffer layers in Cu(In,Ga)Se2 thin film solar cell ». Journal of Vacuum Science & Technology A 36, no 6 (23 octobre 2018): 061510. https://doi.org/10.1116/1.5048124.

Guillemot, Thomas, Nathanaelle Schneider, Nicolas Loones, F. Javier Ramos, et Jean Rousset. « Electrochromic nickel oxide thin films by a simple solution process: Influence of post-treatments on growth and properties ». Thin Solid Films 661 (1 septembre 2018): 143‑49. https://doi.org/10.1016/j.tsf.2018.07.022.

Kerner, Ross A., Tracy H. Schloemer, Philip Schulz, Joseph J. Berry, Jeffrey Schwartz, Alan Sellinger, et Barry P. Rand. « Amine Additive Reactions Induced by the Soft Lewis Acidity of Pb2+ in Halide Perovskites. Part I: Evidence for Pb–Alkylamide Formation ». Journal of Materials Chemistry C, 15 novembre 2018. https://doi.org/10.1039/C8TC04871A.

Le Tulzo, Harold, Nathanaelle Schneider, Daniel Lincot, Gilles Patriarche, et Frédérique Donsanti. « Impact of the sequence of precursor introduction on the growth and properties of atomic layer deposited Al-doped ZnO films ». Journal of Vacuum Science & Technology A 36, no 4 (18 juin 2018): 041502. https://doi.org/10.1116/1.5030990.

Ramos, F. Javier, Sebastien Jutteau, Jorge Posada, Adrien Bercegol, Amelle Rebai, Thomas Guillemot, Romain Bodeux, et al. « Highly Efficient MoO x -Free Semitransparent Perovskite Cell for 4 T Tandem Application Improving the Efficiency of Commercially-Available Al-BSF Silicon ». Scientific Reports 8, no 1 (31 octobre 2018): 16139. https://doi.org/10.1038/s41598-018-34432-5.

Ramos, F. Javier, Tony Maindron, Solene Bechu, Amelle Rebai, Mathieu Fregnaux, Murielle Bouttemy, Jean Rousset, Philip Schulz, et Nathanaelle Schneider. « Versatile Perovskite Solar Cell Encapsulation by Low-Temperature ALD-Al2O3 with Long-Term Stability Improvement ». Sustainable Energy & Fuels, 6 septembre 2018. https://doi.org/10.1039/C8SE00282G.

Schneider, N., L. Duclaux, M. Bouttemy, C. Bugot, F. Donsanti, A. Etcheberry, et N. Naghavi. « Transparent Ohmic Contact for CIGS Solar Cells Based on p-Type Aluminum Copper Sulfide Material Synthesized by Atomic Layer Deposition ». ACS Applied Energy Materials 1, no 12 (24 décembre 2018): 7220‑29. https://doi.org/10.1021/acsaem.8b01647.

Schneider, N., M. Frégnaux, M. Bouttemy, F. Donsanti, A. Etcheberry, et D. Lincot. « Gallium-containing sulfide binary and ternary materials by atomic layer deposition: precursor reactivities and growth fine chemistries ». Materials Today Chemistry 10 (1 décembre 2018): 142‑52. https://doi.org/10.1016/j.mtchem.2018.08.006.

Schulz, Philip, David Cahen, et Antoine Kahn. « Halide perovskites: Is it all about the interfaces? » Chem Rev, 12 décembre 2018.

Sidali, Tarik, Adrien Bou, Damien Coutancier, Elisabeth Chassaing, Bertrand Theys, Damien Barakel, Richard Garuz, Pierre-Yves Thoulon, et Daniel Lincot. « Semi-Transparent Photovoltaic Glazing Based on Electrodeposited CIGS Solar Cells on Patterned Molybdenum/Glass Substrates ». EPJ Photovoltaics 9 (2018): 2. https://doi.org/10.1051/epjpv/2017009.

Siol, Sebastian, Yanbing Han, John Mangum, Philip Schulz, Aaron M. Holder, Talysa R. Klein, Maikel F. A. M. van Hest, Brian Gorman, et Andriy Zakutayev. « Stabilization of Wide Band-Gap p-Type Wurtzite MnTe Thin Films on Amorphous Substrates ». Journal of Materials Chemistry C 6, no 23 (14 juin 2018): 6297‑6304. https://doi.org/10.1039/C8TC01828F.

Stanley, Mishael, Marie Jubault, Sofia Gaiaschi, Agnès Tempez, Frédérique Donsanti, et Negar Naghavi. « A comparative study of the impact of Mo and stainless steel substrates on the properties of Cu(In,Ga)Se2 based solar cells ». Thin Solid Films 671 (1 février 2019): 6‑11. https://doi.org/10.1016/j.tsf.2018.12.027.

Toprasertpong, Kasidit, Amaury Delamarre, Yoshiaki Nakano, Jean-François Guillemoles, et Masakazu Sugiyama. « Generalized Reciprocity Relations in Solar Cells with Voltage-Dependent Carrier Collection: Application to p-i-n Junction Devices ». Physical Review Applied 11, no 2 (12 février 2019): 024029. https://doi.org/10.1103/PhysRevApplied.11.024029.

 

 

Conférences invitées 2018

  1. M Giteau, J. Goffard, D. Suchet, Y. Okada, A. Cattoni, S. Collin, L. Lombez, et JF Guillemoles. « Packing Photovoltaic Power Conversion in Solar Cells—Where is the Limit? » Invited oral presentation, MRS fall meeting, Symposium ET11, Boston, 29 novembre 2018. .
  2. M Giteau, J. Goffard, D. Suchet, Y. Okada, A. Cattoni, S. Collin, L. Lombez, et JF Guillemoles. « Photonics and hot carrier solar cells ». Invited oral presentation Plus Alliance Meeting : Nanoscale optical structures for high efficiency photovoltaic solar power conversion, Chicleley, UK, 1 octobre 2018.
  3. Schneider, Nathanaelle, C. Goehry, Mathieu Frégnaux, Muriel Bouttemy, Frédérique Donsanti, Arnaud Etcheberry, et D Lincot. « Ga-Containing Sulfide Binary and Ternary Materials by ALD for PV: Precursor Reactivities and Growth Fine Chemistries ». Conférence invitée présenté à EMRS Spring Meeting, Strasbourg, 18 juin 2018.
  4. Guillemoles, JF. « Electronic Ratchets as Necessary Stepping Stones for New PV Concepts ». Plenary présenté à EUPVSEC, Brussels, 24 septembre 2018. https://www.photovoltaic-conference.com/programme/conference.html.

 

 

Proceedings 2018

 

  1. Tamaki, Ryo, Yasushi Shoji, Laurent Lombez, Jean-François Guillemoles, et Yoshitaka Okada. « Quantitative analysis of InAs quantum dot solar cells by photoluminescence spectroscopy ». In Physics, Simulation, and Photonic Engineering of Photovoltaic Devices VII, 10527:105270S. International Society for Optics and Photonics, 2018. https://doi.org/10.1117/12.2291465.
  2. Delamarre, Amaury, Daniel Suchet, Nicolas Cavassilas, Yoshitaka Okada, Masakazu Sugiyama, et Jean-François Guillemoles. « Non-ideal nanostructured intermediate band solar cells with an electronic ratchet ». In Physics, Simulation, and Photonic Engineering of Photovoltaic Devices VII, 10527:105270R. International Society for Optics and Photonics, 2018. https://doi.org/10.1117/12.2287716.
  3. « An Electronic Ratchet Is Required in Nanostructured Intermediate-Band Solar Cells - IEEE Journals & Magazine ». Consulté le 5 novembre 2018. https://ieeexplore.ieee.org/document/8454772/authors#authors.
  4. « Hot Carrier Extraction Using Energy Selective Contacts and Feedback On The Remaining Distribution - IEEE Conference Publication ». Consulté le 17 février 2019. https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/8548164.
  5. « Improving VocWith Indium and Alkali Fluorides in Cu(In,Ga)Se2Solar Cells Deposited at Low Temperature on Polyimide - IEEE Journals & Magazine ». Consulté le 17 février 2019. https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/8430506.
  6. « Investigation of in-depth transport and absorption properties of various perovskite materials using luminescence imaging - IEEE Conference Publication ». Consulté le 17 février 2019. https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/8547878.
  7. « Determination of transport properties in optoelectronic devices by time-resolved fluorescence imaging ». Consulté le 17 février 2019. https://www.spiedigitallibrary.org/conference-proceedings-of-spie/10527/1052704/Determination-of-transport-properties-in-optoelectronic-devices-by-time-resolved/10.1117/12.2287831.short.
  8. « Study of Gallium Front Grading at Low Deposition Temperature on Polyimide Substrates and Impacts on the Solar Cell Properties - IEEE Journals & Magazine ». Consulté le 17 février 2019. https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/8454730/authors#authors.
  9. « Surface reactivity of CIGS absorber on soda-lime and flexible substrates studied by XPS: a global approach of deoxidation, ageing and alkali elements distribution - IEEE Conference Publication ». Consulté le 17 février 2019. https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/8547913/authors#authors.
  10. « Time-resolved fluorescence imaging as a self-consistent characterization method for photovoltaic materials - IEEE Conference Publication ». Consulté le 17 février 2019. https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/8547274.
  11. « Advanced Light Trapping for Hot-Carrier Solar Cells - IEEE Conference Publication ». Consulté le 17 février 2019. https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/8547374.

 

Book  Chapters

  1. L. Deligliani, D. Lincot, et P.P. Grand, « From the Lab to Scaling‐up Thin Film Solar Absorbers ». In Electrochemical Engineering. Consulté le 17 février 2019. https://books.google.com/books/about/Electrochemical_Engineering.html?hl=fr&id=qu5qDwAAQBAJ.