Amélioration de l’efficacité des modules photovoltaïques à couche mince industriels

Dans le cadre d’un large partenariat, différents acteurs de l’industrie et de la recherche sont parvenus à produire des modules photovoltaïques à couches minces de silicium capables d’atteindre un rendement de 10% sur une surface de plus d’un mètre carré, en optimisant la gestion de la lumière. Le projet LIMA (gestion de la lumière pour modules photovoltaïques à couche mince de silicium industriels) est soutenu à hauteur de 4,4 millions d’euros par le Ministère fédéral de l’environnement (BMU).

 

Un tiers de la puissance du module découle de la gestion de la lumière, c’est-à-dire la meilleure exploitation de la lumière incidente. A coté de la couche de silicium, qui convertit la lumière en énergie électrique, les électrodes ont une importance capitale. D’une part elles permettent le contact électrique avec le silicium, mais elles influent également sur le chemin parcouru par le rayon lumineux dans ce dernier. Et plus ce chemin est long, plus le module pourra convertir d’énergie.

 

Le contact avant couvre toute la surface avant du silicium, et doit être aussi transparent que possible afin de laisser passer le maximum de lumière. Il est composé d’un oxyde métallique, comme par exemple de l’oxyde de zinc. Le contact arrière est composé d’une deuxième couche d’électrode et d’une couche d’argent qui permet de refléter la lumière.

 

Afin d’allonger le chemin parcouru par la lumière, l’interface entre les différentes couches est rendu légèrement rugueuse, si bien que les rayons ne traversent pas directement le module mais subissent une diffusion. Leur chemin est ainsi 16 fois plus long. Cette rugosité est atteinte par attaque chimique au moyen d’acide chlorhydrique, qui laisse une structure de cratère.

 

Les différents partenaires dans le projet LIMA, sous la direction du Centre de recherche de Jülich (Rhénanie du Nord-Westphalie), étaient les entreprises Applied Materials, Sentech Instruments, Sunfilm, Schott Solar Thin Film, Saint-Gobain Sekurit, Malibu Solar, ainsi que le Centre Helmholtz de Berlin, l’Institut Fraunhofer des technologies de couches et de surface et l’Université technique d’Aix-la-Chapelle.

 

Pour en savoir plus, contacts :

Source :

« Industrielle Dünnschicht-Solarmodule werden effizienter », communiqué du Centre de recherche Jülich – 17/02/2011

Rédacteur :

Sebastian Ritter, sebastian.ritter@diplomatie.gouv.frhttps://www.science-allemagne.fr