Des cellules solaires anti-craquelures
Les réductions continues des coûts des cellules PV en silicone cristallin sont compromises par les contraintes thermiques. Elles se produisent au jointement entre les plaques de silicone plus fines et le ruban PV. Ce dernier est un conducteur en cuivre étamé installé dans les panneaux solaires et soudé directement sur le cristal de silicone pour raccorder les cellules solaires. Tentant de résoudre ce problème de dommages sur les cellules PV, des chercheurs ont lancé le projet SOLARSOFT(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) («Development of ultra soft copper conductors for crystalline silicon solar photovoltaic applications»), financé par l'UE. Les membres du projet ont développé un conducteur de cuivre très pur assimilable en termes de coût aux formes conventionnelles de génération d'électricité. Les partenaires de SOLARSOFT ont créé des modèles pour les contraintes dues au soudage du cuivre étamé à la silicone et pour la déformation à froid et le recuit du cuivre. Ils ont utilisé un autre modèle pour illustrer les effets du recuit au plasma sur la taille de grain du cuivre et suffisant quantitativement pour définir les variables du processus. Ils ont défini une dimension de grain d'environ 70 microns pour le cuivre non poreux pour obtenir la faible limite élastique nécessaire du matériel. Les partenaires du projet ont étudié, pour ce faire, les processus rapides de recuit pouvant créer des grains aussi grands tout en étant viables économiquement. Les travaux du projet ont impliqué le développement d'une nouvelle station de recuit au plasma prototype. Le processus d'étamage s'est déroulé sans produits chimique ni fondant. L'analyse de la première esquisse du prototype a démontré une limite élastique du matériel recuit inférieure à 50 MPa. Cependant, la limite élastique a augmenté au-delà de 60 MPa pendant l'étamage et le bobinage. Un contrôle plus sévère de la composition du bain d'étain et de la température d'entrée du cuivre a permis d'éliminer le durcissement de grandes bobines et de systèmes d'enroulement utilisés pour réduire cette source de durcissement. La réussite du projet SOLARSOFT fournira à l'industrie européenne les outils pour renforcer sa présence sur le marché mondial grâce à la fourniture d'un produit moins cher, plus écologique et plus avancé. Par ailleurs, il facilite la décentralisation des systèmes de production d'énergie électrique tout en déchargeant les réseaux électriques par la promotion du PV.
Mots‑clés
Cellules solaires, silicone cristallin, ruban PV, conducteur en cuivre, applications photovoltaïques
