Des couches optiques avancées pour la technologie des cellules solaires à film mince
L'UE a fixé des objectifs ambitieux pour l'énergie et l'environnement. Un pilier de sa politique est la réalisation de l'initiative 20-20-20 d'ici 2020, qui vise à réduire les émissions de dioxyde de carbone (CO2) de 20%, à augmenter la part des énergies renouvelables de 20% et à améliorer l'efficacité énergétique de 20%. La technologie photovoltaïque devrait apporter une contribution importante à la réalisation de ces objectifs, en particulier dans les pays d'Europe centrale et de la région méditerranéenne. Toutefois, malgré les progrès impressionnants réalisés au cours des dernières années, l'industrie devra encore réduire les coûts pour rendre ces options énergétiques renouvelables plus compétitives sur le marché libre. Grâce à un financement de l'UE accordé au projet HELATHIS, les scientifiques ont tenté d'optimiser l'efficacité et les coûts des technologies photovoltaïques prometteuses et de démontrer la faisabilité de la production à grande échelle. Le consortium s'est concentré sur les stratégies de confinement optique pour le silicium amorphe (a-Si) et silicium microcristallin (mc-Si), des technologies de pointe de cellules solaires à films minces actuellement en phase de test en laboratoire. Les partenaires du projet ont identifié les facteurs qui optimisent les propriétés des couches d'oxydes transparents conducteurs (TCO, les couches optiques). Ces couches se trouvent au niveau du contact avant et arrière du réflecteur, et elles servent à maintenir l'efficacité de la fabrication de dépôt sur une grande surface. Dans le cas des structures a-Si/mc-Si tandem, une couche de réflecteur intermédiaire a également été envisagée. Le projet HELATHIS a démontré l'efficacité accrue de son verre TCO grâce à un processus de fabrication optimisé menant à une transmission optique de 2% supérieure. En outre, l'ensemble de la production du module de verre TCO a été déplacée du Japon à la Belgique, un ajout important à l'économie de l'UE. Un rendement stabilisé de 8% a été démontré pour une surface très large de modules a-Si de 5,7 mètres carrés. Divers résultats intéressants ont été obtenus sur des échantillons de petite taille, indiquant la marche à suivre pour les activités de recherche futures. Enfin, une technique d'imagerie infrarouge a été mise au point pour évaluer la qualité électrique de chaque module à la fin du processus de production et pour indiquer les zones défectueuses. Cette technique a été appliquée avec succès à la ligne de production d'un partenaire. Les résultats du projet ont encouragé la production à l'échelle industrielle d'un meilleur verre TCO en UE et ont mené à l'amélioration de l'efficacité des cellules solaires de partenaires. Ces avancées prometteuses à l'échelle du laboratoire devraient ouvrir la voie à des procédés de dépôt sur une grande surface qui auront des répercussions importantes sur l'adoption commerciale des technologies PV de pointe à film mince.
