Fermer la porte au niveau du contact arrière
Les cellules solaires à couches minces faites d'un alliage de cuivre, d'indium, de gallium et de sélénium (CIGS) ont vu leur rendement s'accroître de manière considérable, essentiellement en raison des améliorations apportées aux propriétés des matériaux. La marge d'amélioration basée uniquement sur les matériaux se rétrécissant, des scientifiques financés par l'UE travaillent sur le projet «PercIGS» pour développer une nouvelle structure de dispositif visant à dépasser les limites théoriques de leur efficacité. L'objectif était de réduire la recombinaison de surface des porteurs de charge au niveau du contact arrière où les taux de recombinaison sont en général élevés. La structure des surfaces et interfaces joue un rôle important dans la recombinaison. Grâce aux ouvertures de la taille du micron, l'industrie des cellules solaires à base de silicium a tiré profit d'une couche de passivation sur la surface arrière (un revêtement pour rendre la surface moins réactive, plus passive). S'inspirant du concept et pour résoudre le problème de la recombinaison, les scientifiques du projet PERCIGS ont introduit une couche de passivation en surface reliée aux cellules solaires à couches minces CIGS par des contacts à l'échelle nanoscopique. Trois méthodologies distinctes ont été employées pour intégrer des couches de passivation 2D dans les cellules solaires CIGS. Deux méthodes applicables au niveau industriel ont été développées à titre de démonstration des principes et une méthode d'essai sur modèle a également été conçue. Les technologies industriellement viables utilisaient de l'oxyde d'aluminium comme couche de passivation, mais avec un mode de contact différent. L'une utilisait des contacts par point localisé, formés par précipitation de nanosphères durant le processus de dépôt de sulfure de cadmium par bain chimique. L'autre utilisait des nanoparticules de molybdenum produites dans un plasma pulsé fortement ionisé. Leur intégration aux cellules solaires CIGS avec des couches absorbantes ultra minces a amélioré la passivation et le confinement optique, augmentant ainsi le rendement des cellules solaires. De nouveaux contacts à l'échelle nanoscopique ont également été créés au moyen d'un système de lithographie par faisceaux d'électrons. Ces derniers améliorent également l'efficacité des cellules solaires et constitueront un excellent modèle pour l'étude de nouveaux concepts. Ce travail de recherche avant-gardiste a donné lieu à plusieurs présentations orales lors de conférences internationales et à la publication d'articles dans de prestigieuses revues scientifiques à comité de lecture. Bien que centré sur les cellules solaires CIGS à couches minces, il peut s'adapter facilement à d'autres technologies à couches minces. L'avenir semble radieux pour les nouvelles techniques de passivation par contact arrière des cellules solaires, offrant des avantages potentiels aux fabricants, aux consommateurs et pour l'environnement.
