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    16/11/2012

    Mise au point d'un processus de fabrication à faible température de panneaux solaires à couches minces


    Le travail de l'Institut des matériaux pour l'électronique et le magnétisme du Conseil national des recherches de Parme (Imem-Cnr) représente un important pas en avant vers la production à bas prix de modules photovoltaïques innovants, à base de couches fines de cuivre (Cu), d'indium (In) de gallium (Ga) et de disélénium (Se2). L'étude a été publiée sur la revue "Applied Physics Letters".


    "Ce matériel polycristallin, appelé plus communément CIGS, est idéal pour les applications photovoltaïques, car il absorbe la lumière avec une très forte efficacité" explique Massimo Mazzer, chercheur à l'Imem-Cnr. "Il est pourtant difficile à synthétiser sous forme d'une couche mince, en maintenant les caractéristiques nécessaires de composition chimique et de structure cristalline. Jusqu'à présent pour appliquer ce matériel en couches minces, des processus de synthèse complexes, qui demandaient de nombreux passages dans des conditions de températures et de pressions à chaque fois différentes, étaient utilisés. La production à échelle industrielle des cellules photovoltaïques à base de CIGS n'a pas décollé à cause des coûts de production trop élevés".

    Le groupe de recherche a développé à l'inverse un processus "qui permet de déposer des couches fines de CIGS, lors d'un unique passage, à une température de 270°C, bien plus basse que la limite inférieur de 400°C auquel se heurte les autres centres de recherches et l'industrie mondiale" déclare le coordinateur. "Ce résultat important a été obtenu grâce à une technique qui utilise des décharges électriques contrôlées pour vaporiser instantanément le CIGS depuis la superficie d'un lingot et le transférer sur le substrat des cellules photovoltaïques. Dans les laboratoires de l'Imem-Cnr nous avons réussi à contrôler les propriétés thermodynamiques de ces nuages d'atomes générés par les impulsions électroniques jusqu'à en optimiser la formation et l'augmentation de l'épaisseur des couches".

    L'efficacité de 15% obtenu avec ce nouveau procédé est en accord avec les meilleures résultats obtenus jusqu'à aujourd'hui sur l'échelle industrielle "mais nous espérons combler le retard avec l'actuel record mondial de 20,3% obtenu en laboratoire par des chercheurs du centre pour l'énergie solaire et la recherche sur l'hydrogène de Stuttgart" conclut Massimo Mazzer.

    "Un des avantages principaux de l'abaissement de température est de produire des cellules photovoltaïques à couches fines sur une plus grande gamme de substrat, parmi lesquels des rubans métalliques ou des matières plastiques flexibles. Ces produits photovoltaïques pourraient être intégrés dans le bâtiment, qui consomme près des deux tiers de l'énergie électrique distribuée.

    La recherche a obtenu le financement du Ministère du développement économique dans le cadre du programme Industrie 2015.

    Source : http://www.bulletins-electroniques.com

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