Marios Zacharias, un physicien informatique qui cherche à améliorer l’efficacité des cellules solaires

Dr Marios Zacharias est un physicien informaticien travaillant sur la modélisation des matériaux à l’Institut FOTON de l’Université de Rennes.

[BIENVENÜE team] : Bonjour Marios, quel est votre parcours ?

Je m’intéresse aux matériaux capables d’absorber l’énergie solaire et de la convertir en électricité. Je viens de Chypre, une île très ensoleillée. La production solaire y est importante tout au long de l’année, comme dans plusieurs pays d’Europe, et c’est à cela que je vais contribuer par mes recherches.

En tant que physicien informatique, je développe des théories mathématiques/ physiques et des algorithmes numériques qui décrivent les propriétés des matériaux. Ensuite j’effectue des calculs pour faire les premières observations. Puis, les collègues peuvent utiliser mon travail pour choisir les expériences à réaliser. Pendant mon doctorat à l’Université d’Oxford, j’ai développé une nouvelle méthodologie pour inclure l’effet de la température dans les calculs des matériaux. Cet effet a un impact important sur l’absorption optique des cellules solaires.

Quel est le sujet de votre projet ULTRA-PK ?

Je travaille sur les matériaux des cellules solaires, qui sont les unités qui transforment l’énergie solaire en électricité. Les cellules les plus courantes sont en silicium. De nouveaux matériaux apparaissent aujourd’hui, qui peuvent être moins coûteux et avoir de meilleures propriétés. Dans le cadre du projet ULTRA-PK, je cherche des matériaux alternatifs, appartenant à la classe des pérovskites à halogénures métalliques. Ces matériaux sont constitués de couches séparées par des molécules qui contrôlent les flux d’énergie. L’apprentissage automatique a prédit qu’il existe plus de 500 possibilités d’assembler ces couches. Mon objectif est de développer une nouvelle approche pour étudier les plus prometteuses et explorer leurs propriétés qui déterminent les rendements de conversion d’énergie. Cela aidera mes collègues expérimentateurs à optimiser leurs fonctions en laboratoire.

Ce travail servira également, à un niveau fondamental, à mieux comprendre la mécanique quantique, ce qui, plus généralement, contribuera à améliorer les rendements de conversion de l’énergie solaire. Il s’agit d’un véritable enjeu au niveau français et européen. Les politiques de lutte contre le changement climatique visent à réduire à zéro les émissions nettes et à mettre en place une économie à faibles émissions de carbone d’ici à 2050. Il existe également un nouveau besoin urgent en raison de la crise énergétique mondiale actuelle, qui découle des conséquences de la COVID-19, de la vague de chaleur prolongée de cet été et de la guerre entre la Russie et l’Ukraine.

Pourquoi avoir choisi de mettre en œuvre votre projet à FOTON ?

Le groupe dans lequel je travaille possède une grande expertise dans la description des propriétés des cellules solaires, et j’espère y recevoir une formation plus poussée. En outre, Jacky Even, mon superviseur, est un expert reconnu dans ce domaine, notamment en ce qui concerne la conversion de la lumière solaire à partir de matériaux pérovskites. J’espère recevoir une bonne orientation pour la prochaine étape de ma carrière en travaillant avec lui.