De nouveaux instruments pour mesurer l'épaisseur des cellules solaires organiques en temps réel
L'homogénéité et l'épaisseur des films photovoltaïques constituent en effet les paramètres critiques de la performance des cellules solaires. Les méthodes classiques contrôlent généralement l'épaisseur des films photovoltaïques après le processus de dépôt. La solution du projet THIME (Thinfilm measurements on organic photovoltaic layers) offre une alternative innovante aux instruments de mesure d'épaisseur ou aux systèmes en ligne à point unique. Ce nouveau système de contrôle qualité fournit des mesures en temps réel sur toute la largeur de bande et permet d'obtenir ainsi une cartographie de l'épaisseur du film imprimé d'une qualité encore jamais atteinte à ce jour dans l'industrie. Cet outil est capable de mesurer l'épaisseur d'un film jusqu'à 500 nm. Il fonctionne en exploitant deux techniques optiques différentes: l'interférométrie optique et l'ellipsométrie spectroscopique. La flexibilité du système et sa capacité d'adaptation à différents matériaux et substrats grâce à une modélisation et une calibration adaptée, constituent les caractéristiques les plus importantes de la solution imaginée par les partenaires du projet. Un logiciel sophistiqué permet à l'opérateur d'analyser les résultats par une interface graphique et par l'enregistrement des mesures de l'épaisseur de la bande imprimée qui permet une analyse post-traitement. Le système THIME a été testé sur trois installations industrielles, ce qui a permis de démontrer sa capacité à répondre aux besoins des opérateurs. Dans la machine à imprimer les bandes, les chercheurs ont installé le système de mesure après l'étape de cuisson, lui permettant ainsi de mesurer l'épaisseur du film à sec, un paramètre indéterminé pour la plupart des opérateurs dans l'impression des cellules solaires. Le suivi en temps réel des propriétés du film imprimé renforce ainsi le contrôle du processus d'impression tout en réduisant le taux de produits défectueux et la quantité de déchets. Les membres du projet ont démontré que leur système fournissait plus d'informations d'un même niveau de qualité que les instruments de mesure classiques comme les profilomètres mécaniques. Ce système facilite ainsi le contrôle en boucle fermée du processus d'impression et la mise en place d'une ligne de production entièrement optimisée. L'arrivée d'une technologie rentable pour la fabrication de gros volumes de films photovoltaïques organiques de grande surface provoque déjà des remous dans l'industrie des cellules solaires. La commercialisation du système THIME devrait stimuler le leadership européen dans ce domaine. La vidéo du projet(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) est disponible ici.
