SPECIAL PV WORKSHOP 2024 : les avancées en photovoltaïque Spatial

La deuxième édition du workshop SPECIAL PV (Space Photovoltaics for Energy Conversion in extra-terrestrIAL environment) s’est tenu à l'École Polytechnique (Paris-Palaiseau) les 4 et 5 juillet 2024. 

Le workshop SPECIAL PV fut une rencontre internationale prolifique de haut niveau sur le solaire photovoltaïque spatial, avec un accent particulier sur les effets des radiations et les matériaux émergents.

Organisé par LSI/Polytechnique, INES-PFE et CEA-INES avec le soutien de la plateforme d’irradiation SIRIUS et du projet européen ECoVEM, le workshop SPECIAL PV a réuni 50 participants de 11 pays.

Les chercheurs, industriels, universitaires et étudiants hautement qualifiés ont pu présenter leurs derniers résultats de recherche et développements industriels, et ont eu de longs moments pour interagir et échanger sur le solaire photovoltaïque (PV) pour le spatial, avec un focus sur les effets des radiations et les matériaux émergents.

  
Le workshop était divisé en quatre sessions avec 21 présentations orales : 
1-    Défis pour l'avenir 
Thèmes : Exigences des nouvelles missions, Limites de production à surmonter, Méthodes avancées de test en laboratoire 
2-    Effets des radiations : Microscopique 
Thèmes : Irradiation, génération et caractérisation des défauts ponctuels 
3-    Effets des radiations : Macroscopique 
Thèmes : Test en laboratoire, sources d'erreurs, impact de l'illumination et de la température 
4-    Matériaux et architectures émergents 
Thèmes : Silicium pour l'espace, Tandem III-V (2J), Pérovskite et autres.

Grâce aux excellents intervenants et aux participants, le workshop SPECIAL PV 2024 s'est révélé être un forum international de haut niveau pour la R&D en PV spatial. Les diverses contributions ont abordé des défis allant de la compréhension fondamentale avec des simulations ab initio, la fiabilité avec les interactions particules/matière, et jusqu'aux missions réelles avec des solutions PV adaptées aux explorations de l’espace profond jusqu’à Jupiter ou même Saturne.

Parmi les contraintes de l’exploration spatiale, les dommages causés par les protons doivent être pris en compte en priorité pour le développement de cellules et panneaux PV adaptés aux orbites terrestres basses (OTB – LEO en anglais). Les effets « curatifs » ont été identifiés comme essentiels aux mécanismes de rétablissement des performances dans les semiconducteurs, les polymères et le verre. Néanmoins, les mécanismes derrière cet effet nécessitent encore une compréhension fondamentale au niveau des matériaux et des dispositifs. Les conditions de test en laboratoire doivent également être réévaluées pour prédire avec précision les performances des solutions PV émergentes. 

Pour répondre au changement de paradigme du PV spatial, les cellules et panneaux PV devront devenir plus minces et plus légers, tout en visant des coûts réduits compatibles avec des volumes de production plus importants

En outre, une session Posters a permis aux participants d'interagir et d'échanger sur les projets et résultats de recherche. Cette session Posters a été organisée comme événement parallèle dans le cadre du projet européen ECoVEM afin de sensibiliser et attirer les étudiants vers les carrières de la microélectronique, en se concentrant particulièrement sur les applications spatiales et le photovoltaïque.

Pour clôturer le workshop, une table ronde sur "Les tendances et défis pour des solutions robustes pour le photovoltaïque spatial de nouvelle génération" impliquant des chercheurs d'AZUR SPACE, AEROSPACE CORPORATION, CEA-INES, LSI-CEA, UNSW, FRAUNHOFER ISE et UPM, a permis de résumer les principales tendances de la R&D en PV spatial permettant de répondre aux défis de compétitivité, bas coût et d'innovation.

Par ailleurs, les discussions se sont prolongées lors d'événements sociaux organisés pendant le workshop, comprenant une visite guidée de l'installation de la plateforme d'irradiation SIRIUS, des pauses café et des déjeuners étendus et interactifs, ainsi qu'un dîner de gala chaleureux et agréable.
  

Un grand merci à tous pour avoir rendu cet événement vivant et prolifique.

Comités scientifique* et d'organisation

Dr. Antonino Alessi*, LSI, CEA/DRF/IRAMIS, CNRS, Ecole Polytechnique
Dr. Romain Cariou*, Université Grenoble Alpes, CEA Liten, (Campus INES)
Dr. Jean-François Lelièvre*, Institut National de l’Energie Solaire (INES)

Celine Cote, Institut National de l’Energie Solaire (INES)
Audrey Courpron, LSI, CEA/DRF/IRAMIS, CNRS, Ecole Polytechnique
Olivier Cavani, LSI, CEA/DRF/IRAMIS, CNRS, Ecole Polytechnique
Elodie Dubois, LSI, CEA/DRF/IRAMIS, CNRS, Ecole Polytechnique
Audrey Joly, Institut National de l’Energie Solaire (INES)