Une nouvelle technique pour l'amélioration des cellules solaires dans « Nature Energy »
Publié le 18/10/2018
Dans le numéro de septembre de Nature Energy, une revue scientifique mensuelle à comité de relecture, trois chercheurs du Luxembourg Institute of Science and Technology (LIST) (Santhana Eswara, Tom Wirtz et Nathalie Valle) ont co-écrit un article avec des collègues suisses et japonais de l'École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), Suisse, du CSEM, Suisse, et du National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST), Japon. Alors que Santhana Eswara et Tom Wirtz ont apporté leur expertise en terme d’instruments avancés pour la nano-analyse des ions (Advanced Instrumentation for Ion Nano-Analytics - AINA), Nathalie Valle est, quant à elle, spécialisée dans la caractérisation des matériaux par spectrométrie de masse à ions secondaires (SIMS).
Une nouvelle méthode pour améliorer le rendement
Dans cet article, intitulé « A passivating contact for silicon solar cells formed during a single firing thermal annealing », les auteurs ont présenté une nouvelle méthode rentable pour la formation de contacts de passivation pour les cellules solaires au silicium. Ils ont souligné que les cellules solaires, dont les contacts de passivation (indispensables pour atteindre un haut rendement de conversion dans les cellules solaires au silicium cristallin) ont été formés grâce à une seule étape de recuit post-dépôt, peuvent offrir divers avantages.
Les chercheurs ont, tout d'abord, pu clairement démontrer que cette nouvelle technique confère aux cellules solaires finales une tension en circuit ouvert de 698 mV et un rendement de 21,9 %. Ensuite, ils y démontrent comment elle pourrait constituer une solution de remplacement direct pour les contacts arrière actuels qui reposent sur des piles de passivation électriques ouvertes localement. Par conséquent, la nouvelle méthode est bien placée pour être adoptée par les fabricants en grande série.
Amélioration environnementale et économique des cellules solaires
L'article a été rédigé dans le cadre du projet « Nanostructured passivating contacts for high efficiency crystalline silicon solar cells » (NACHOS) sous la houlette de Santhana Eswara au Luxembourg. Financé par le Fonds National de la Recherche du Luxembourg (FNR) et le Fonds National Suisse de la Recherche Scientifique (FNSNF), ce projet rassemble des chercheurs du LIST et de l'EPFL jusqu'en 2021. Pour ce projet, le LIST apporte à l'EPFL son expertise éprouvée en terme de techniques analytiques nanométriques et de méthodes en microscopie corrélative pour développer la nouvelle génération de cellules solaires offrant un meilleur rendement, une durée de vie plus élevée et ce, à moindre coût.
Pour ce faire, des chercheurs du LIST développent et appliquent des techniques à haute résolution et à haute sensibilité combinant spectrométrie de masse d'ions secondaires (SIMS) et microscopie électronique pour le photovoltaïque et autres applications. Parallèlement à la valorisation des nouvelles techniques analytiques développées au LIST, les chercheurs du LIST analysent les cellules solaires dotées d'une architecture nouvelle fabriquées à l'EPFL. Les connaissances tirées des analyses faites au LIST seront ensuite utilisées pour affiner les technologies de fabrication.
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