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ATOMIC LAYER DEPOSITION OF METAL OXIDES FOR PHOTOVOLTAIC SOLAR CELLS

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Des films fins avec des couches atomiques parfaites

Un projet financé par l'UE a utilisé un processus innovant destiné à devenir la technologie dominante pour synthétiser les nano-couches personnalisées afin d'obtenir des piles solaires plus efficaces.

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Le photovoltaïque (PV) doit jouer un rôle important dans le façonnement du marché de l'énergie européen dès que seront améliorées les efficacités de la conversion d'énergie. La personnalisation des propriétés des films fins (que l'on trouve dans la plupart des piles solaires) doit mener à des systèmes PV plus efficaces. Les principaux défis sont associés à l'absorption des photons, à la recombinaison des trous d'électrons et au transport de charge. Le dépôt en couches atomiques (DCA) est une technique de dépôt en phase vapeur qui peut être appliquée pour personnaliser les propriétés d'interface des appareils. Le processus offre un avantage unique en ce sens qu'il assure le dépôt de nano-couches hautement uniformes et conformes. Tout son potentiel n'a toutefois pas été exploité pour la production de piles PV. Avec le financement du projet ALD4PV («Atomic layer deposition of metal oxides for photovoltaic solar cells»), les scientifiques ont exploré l'utilisation de films d'oxyde de métal synthétisés DCA pour différents types de piles solaires. Contrairement aux techniques de dépôt traditionnelles, la DCA peut traiter des couches de passivation pour de nouveaux concepts de piles solaires (appareils 3D) avec de meilleures efficacités. Les scientifiques ont exploité les propriétés de passivation de films d'oxyde d'aluminium (Al2O3) et de piles Al2O3, obtenant finalement des piles solaires plus efficaces. ALD4PV a en outre proposé une nouvelle utilisation des électrodes auxiliaires au platine synthétisées DCA pour obtenir des piles solaires souples sensibles aux colorants (PSC). Les scientifiques ont également exploré la possibilité d'utiliser ce processus pour produire d'autres pièces des PSC comme la barrière et les couches compactes en utilisant différents oxydes de métal. Le projet s'est également intéressé à l'utilisation de précurseurs alternatifs pour stimuler l'oxyde de zinc synthétisé DCA à produire des oxydes transparents hautement conducteurs. Plusieurs nouveaux précurseurs ont été étudiés pour les piles solaires de silicone et film fin. Après la conclusion du projet, ALD4PV a organisé un atelier pour souligner le potentiel DCA pour différentes technologies de piles solaires. Les résultats du projet ont été diffusés via le site Internet du projet et des publications.

Mots‑clés

Films fins, piles solaires, dépôt couche atomique, oxyde de métal, photovoltaïque

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