Photovoltaïque : deux nouveaux groupes de recherche sur les interfaces entre composants

 

L’Université technique d’Ilmenau (Thuringe) et l’Institut de recherche CiS sur les micro-capteurs et le photovoltaïque (Erfurt, Thuringe) [1] ont mis en place deux nouveaux groupes de recherche afin d’étudier les interfaces au sein des panneaux photovoltaïques, c’est-à-dire toute surface de contact entre deux composants de panneaux de nature différente. Les scientifiques effectueront des tests de base sur ces interfaces, dans l’objectif de rendre la conversion de la lumière du soleil en énergie électrique plus efficace et plus rentable sur le plan économique.

Au total, ce sont 14 scientifiques qui analyseront et feront varier les propriétés des alliages considérés. A l’aide de modèles semi-conducteurs avancés, d’une analyse diversifiée et de traitements de surface, ils souhaitent mieux comprendre les processus physiques et chimiques au niveau des interfaces et les influencer en vue d’améliorer la qualité des panneaux.

Les chercheurs souhaitent également appréhender les causes de la dégradation induite par potentiel (PID) [2]. En effet, les cellules photovoltaïques peuvent être soumises à l’effet PID au cours de leur durée de vie, engendrant des courants de fuite [3] qui peuvent entraîner des pertes de puissance au fil des années. Comme les modules solaires sont conçus pour une durée de vie d’au moins 25 ans, la compréhension microscopique et l’évitement de l’effet PID sont des objectifs très importants pour la recherche sur le solaire photovoltaïque.

Les deux groupes de chercheurs traitent de différents types de cellules solaires et d’interfaces : l’un considère l’interface entre les siliciums cristallin et amorphe (c-Si/a-Si), l’autre étudie l’interface du nitrure de silicium et du silicium cristallin (SiNx: H / c-Si). Les scientifiques travaillent ainsi à différents systèmes de revêtement, mais avec des méthodes d’analyse similaires, de sorte qu’ils espèrent d’importantes synergies dans leurs travaux. Au sein du projet OptiSolar, qui regroupe ces deux équipes, les chercheurs s’efforcent d’augmenter l’efficacité des cellules solaires à couches minces à l’aide d’hétérojonctions a-Si. De plus, ils souhaitent optimiser d’une part les propriétés des revêtements antireflets a- SiNx et de l’interface avec le c-Si, et d’autre part les interfaces entre le substrat en verre ainsi que les couches intermédiaires dans le silicium cristallisé par laser. A l’issue de leurs recherches, les mécanismes de dégradation potentielle pourraient être compris et évités, permettant l’amélioration de l’efficacité et donc une réduction des coûts.

Les deux groupes de chercheurs sont coordonnés par Thomas Hannappel, professeur en énergie photovoltaïque à l’Université technique d’Ilmenau et directeur scientifique du Centre de recherche en énergie solaire du CiS. Le Ministère de l’économie de Thuringe soutient ce projet avec près de deux millions d’euros sur la période 2013-2014. Dans les groupes de recherche, l’expertise scientifique de quatre instituts de premier plan dans le domaine des cellules photovoltaïques à base de silicium sera intégrée : l’Université technique d’Ilmenau, le CiS, l’Institut de technologie photonique de Iéna (Thuringe) et le Centre d’excellence de technologies de couches minces et de nanotechnologies pour le photovoltaïque (PVcomB) du Centre Helmholtz de Berlin. Initié par le cluster de pointe Solarvalley Mitteldeutschland [4], ce réseau transrégional s’efforce de rendre l’énergie solaire plus économique et plus concurrentielle.

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[3] Un courant de fuite est un courant électrique qui circule dans un élément non prévu pour la conduction du courant ; il doit ainsi être comptabilisé comme une perte.

 

 

Pour en savoir plus, contacts :

– [1] Site internet de l’Institut de recherche CiS sur les micro-capteurs et le photovoltaïque : http://www.cismst.org/
– [2] Pour plus d’informations sur la dégradation induite par potentiel, voir cet article du Centre de recherche Fraunhofer sur le photovoltaïque au silicium (en anglais) : http://redirectix.bulletins-electroniques.com/clPLU
– [4] Le cluster de pointe Solarvalley Mitteldeutschland est composé d’instituts de recherche, d’universités, d’écoles supérieures et d’entreprises du secteur énergétique solaire situés en Thuringe, en Saxe et en Saxe-Anhalt. Plus d’informations sur le site internet du cluster (en anglais) : http://www.solarvalley.org/blick?lang=en
– La création des clusters de pointe a fait l’objet de plusieurs bulletins électroniques, notamment : « Le BMBF va soutenir 5 clusters d’excellence à hauteur de 200 millions d’euros », BE Allemagne 402 – 11/09/2008 – http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/55904.htm
– Prof. Thomas Hannappel, professeur en énergie photovoltaïque – Université technique d’Ilmenau – tél. : +49 3677 69-2566 – email : thomas.hannappel@tu-ilmenau.de

 

Sources :

« TU Ilmenau: Forscher wollen Strom günstiger machen », communiqué de presse de l’Université technique d’Ilmenau – 08/02/2013 – http://www.tu-ilmenau.de/aktuelles/news/newsbeitrag/11731/

 

Rédacteurs :

Hélène Benveniste, helene.benveniste@diplomatie.gouv.fr – https://www.science-allemagne.fr