Des cellules solaires plus efficaces grâce à de meilleurs cristaux : 8ème conférence internationale sur le silicium cristallin à Bamberg
En mai 2015, 140 experts internationaux de l’industrie et du milieu universitaire se sont réunis à Bamberg (Bavière) pour la 8e édition de la conférence internationale sur le silicium cristallin pour les cellules solaires – (CSSC). Le message clé : les progrès dans le domaine des procédés de cristallisation de silicium et de séparation de cristal permet une nouvelle augmentation de l’efficacité des cellules solaires et une réduction des coûts associés à la production d’électricité photovoltaïque.
De nos jours, les cellules solaires sont fabriquées à plus de 80% à partir de silicium, un matériau semi-conducteur. La matière première, le silicium pur, est transformée par différentes technologies de cristallisation en un cristal de haute qualité, sur lequel est appliqué un procédé de séparation mécanique pour créer des plaquettes affinées, appelés Wafer. Fabriquées à partir de ces plaquettes, les cellules solaires affichent actuellement une efficacité moyenne entre 17 et 22% (rapport entre la puissance solaire reçue et la puissance électrique générée). L’objectif est réduire le coût de production à travers la chaîne de valeur tout en accroissant l’efficacité. Les procédés de cristallisation et de séparation des cristaux peuvent apporter une contribution importante car ils influencent fortement l’efficacité et comptent pour environ 15 à 20% des coûts de production.
Les derniers développements du « High Performance Multi » (HPM) étaient à l’honneur : le HPM est un matériau à base de silicium pour lequel, au début de la cristallisation, une structure à grain très fin est définie. Cette structure fine assure une proportion faible dans le cristal de silicium de clusters de dislocation particulièrement néfastes pour l’efficacité. L’efficacité du silicium polycristallin peut en être augmentée de plus de 0,5% par rapport à la norme.
Une réduction significative des coûts peut être obtenue par le procédé de séparation des cristaux. Ici, de grands efforts sont faits pour remplacer la technique de sciage abrasif par des scies à fil diamanté. Ce dernier permet de séparer les cristaux plus rapidement et avec moins de perte de matière en plaquettes, qui vont avoir une épaisseur inférieure à 100 microns dans l’avenir. Au cours des dernières années, des progrès significatifs ont été obtenus dans la réduction des coûts de fabrication des fils de sciage doté de particules de diamant. Le sciage pourrait même disparaitre complètement à l’avenir si les techniques dites Kerfless se développent. Avec ce procédé les plaquettes sont directement fabriquées avec l’épaisseur requise. Malgré des progrès considérables, il faudra cependant encore plusieurs années avant que ces techniques atteignent un degré de maturité suffisant pour la production industrielle.
Pour en savoir plus, contacts :
Dr. Jochen Friedrich, Fraunhofer IISB – email : jochen.friedrich@iisb.fraunhofer.de – tél. : +49 9131 761 270
Sources :
« Effizientere Solarzellen dank besserer Kristalle – Internationale Photovoltaik-Konferenz in Bamberg », Communiqué de presse du Fraunhofer IIBS, 13/05/2015 – http://www.iisb.fraunhofer.de/en/press_events/press_releases/CSSC-8_2015_Bamberg.html
Rédacteur :
Daniela Niethammer, daniela.niethammer@diplomatie.gouv.fr – https://www.science-allemagne.fr
Origine : BE Allemagne numéro 703 (29/05/2015) – Ambassade de France en Allemagne / ADIT – http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/78573.htm