Piéger la lumière dans des cellules solaires en couche mince
Dans les cellules solaires en couche mince les plus perfectionnées, le piégeage de la lumière s'effectue généralement en utilisant des surfaces rugueuses qui facilitent la réflexion interne totale. Ces surfaces allongent le trajet optique des vecteurs d'énergie, ce qui accroît la durée de leur rétention dans le dispositif et augmente ainsi le potentiel de leur exploitation. Dans le cadre du projet AGATHA (Advanced gratting for thin films solar cell), financé par l'UE, des scientifiques ont cherché à améliorer le piégeage de la lumière. Ils ont utilisé une texture de surface modulée associant un substrat en verre texturé à l'échelle du micromètre avec une électrode arrière structurée à l'échelle de la centaine de nanomètre (constituée d'un oxyde conducteur transparent par gravure ou au molybdène). Les surfaces à double texture se sont avérées maximiser la diffusion de la lumière dans des cellules en couche mince à base de silicium et de séléniure cuivre-indium-gallium. Les chercheurs ont développé des modèles optiques 3D tenant compte de la rugosité de toutes les couches des cellules, et les prévisions théoriques ont correspondu aux mesures expérimentales. AGATHA a été l'un des trois projets de l'appel coordonné organisé entre l'UE et l'Inde. Malgré des retards dans la signature de l'accord entre les consortiums européen et indien, les partenaires du projet ont atteint tous les objectifs initiaux au cours des six années du projet. Cette nouvelle technologie devrait permettre de réduire l'épaisseur de la couche absorbante, ce qui se traduira par une réduction de l'utilisation des matériaux et une augmentation des performances. En augmentant le photocourant généré tout en conservant les autres caractéristiques électriques souhaitables, elle devrait avoir un impact sur 70 % du marché des cellules solaires en couche mince.
Mots‑clés
Piégeage de la lumière, cellules solaires en couche mince, conversion de l'énergie, AGATHA, oxyde conducteur transparent, texturation du verre
