Le Magazine n°2 aoû/sep 2011
Le Magazine n°2 aoû/sep 2011
  • Prix facial : 5,90 €

  • Parution : n°2 de aoû/sep 2011

  • Périodicité : trimestriel

  • Editeur : Lafont Presse

  • Format : (210 x 270) mm

  • Nombre de pages : 84

  • Taille du fichier PDF : 58,3 Mo

  • Dans ce numéro : DSK candidat ?

  • Prix de vente (PDF) : 1 €

Dans ce numéro...
< Pages précédentes
Pages : 52 - 53  |  Aller à la page   OK
Pages suivantes >
52 53
52 - Le Magazine Les progrès techniques s'accélèrent Po ur rentrer dans les déta il s techniques, il s'agit tout d'abord de perfectionner la premi ère génération de cellules sur Si cristallin. Premièrement en optimisant les cellul es PV cl assiques (cellules dites à homojonction). Élaborée à partir de silic ium à 1'état cri stallin, matéri au semiconducteur, une cellule PV classique est épaisse d'une fraction de millimètres (0, 2 à 0, 3). Ell e se compose de cinq couches : deux couches de silicium, do pées positi vement et négati vement, sont mises en contact pour générer le champ électrique interne. Ces deux couches de silicium sont ell es-mêmes prises entre deux couches de conduction électrique jouant le rôle d'anode et de cathode. La cellul e est ensuite recouverte d'une couche antirefl et. Depuis l'installation en 2004 de la pl ateforme Restaure (cf encadré), un important travail d'améliorati on du procédé classique des cellules sur silicium mono- ou polycristallin a été réalisé. Les recherches portent tant sur les cellules issues de silicium de qualité électronique que sur celles issues de sil icium métallurgique obtenu grâce au procédé PHOTOSIL. Le résultat est une montée continue des rendements. A titre d'exemple, les chercheurs travaillent sur la réduction de la largeur des 1 ignes de métal séri graphiées qui parco urent les cellules pour réduire les pertes liées aux ombrages. La mi se au point de nouveaux masques de séri graphie et de pâtes à haute viscosité a fait 1'objet d'un transfe 11 technologique chez Photowatt courant 2008. Ensuite, on a envisagé le développement de nouvelles architectures de cellules. A fin de contrecarrer la déperdition de la lumière dans les premières couches de la cellule photovoltaïque, le CEA-Liten a développé une nouvell e architecture de cellule, appelée structure à émetteur sélectif. Le procédé consiste à faire vari er la densité de do page en phosphore de la cellule selon les zones : plus élevée autour des contacts pour conférer à ces derniers une faible résistance, ell e est plus basse dans le reste de la cellule pour améliorer le taux de convers ion (le dopage des cristaux de s ilic ium consiste à leur ajouter d'autres atomes pour améliorer la conductivité du matériau). Le développement de cette technologie a permis de gagner 0, 5% de rendement par rapport aux cellul es classiques dopées uniformément en surface, et d'atteindre ains i des rendements de conversion record (1 7, 8% sur du silicium monocristallin ; 17,3% sur du silicium polycristallin pour des surfaces de 150 cm2). Les recherches visent désormais à optimiser le procédé de façon à dépasser les 18% de rendement et à réduire le nombre d'étapes de fabricati on. Enfin on assiste à l'émergence de la fili ère sur s ili cium de typen. Les cellules à homojonction A l'INES, chargement des plaques de silicium dans l'équipement destiné au dépôt de cellules photovoltaïques à haut rendement basées sur le concept de l'hétérojonctlon. traditionnell es utilisent un silicium dit de type p (comme positif, c'est-à-dire dopé avec des atomes qui possèdent moins d'électrons que le silicium). Le développement de cellules sur substrats s ilicium de type n (comme négatif) est l'une des pistes prometteuses que sui vent les chercheurs. Ce matéri au est en effet connu pour être moins sensible aux effets nocifs des impuretés résiduelles, ce qui en fait un candidat tout à fait intéressant pour le silicium issu de la fi ­ li ère métallurgique. Sur ce procédé, des cellules de 148 cm2 et de 16, 1% de rendement ont été obtenues par une technologie industriell ement viable. Outre l'expl oitation intégral e des lingots de silicium métallurgique, cette nouvell e filière ouvre aussi des perspecti ves en termes de cellules à haut rendement. La priorité des équipes aujo urd'hui est d'améliorer encore les procédés de mani ère à atteindre rapidement un ni veau simil aire à celui des substrats de type p.
Une deuxième génération est déià dans les « starting blocks » Depuis quelques années, on assiste à un développement important des technologies dites « couches minces », à base notamment de silicium amorphe, qui se caractérisent par les faibles rendements des cellules obtenues(< 10%). PV Alliance : accélérer l'innovation Afin d'accélérer le proces.us d'innovation dans le domaine des cellules photovoltaïques en silicium, le CEA a créé avec les indlltriels EDF Energies Nouvelles et Photowatt, la société PV Alliance, implant(>e à Bourgoin-Jallieu (Isère). Son labomtoirc pilote (Lab-Fab) devrait être opérationnel mi-2009.11 validera à une échelle indlltrielle le innovation is.ues des laboratoires de recherche. PV Alliance développera troi types de cellules : - des cellules élaborées avec du silicium métallurgique. L'effort portera sur l'obtention du meilleurcompromi perfonnance/coût, avec un objectif de rendement voiin de 15% à court terme ; - des cellules à haut rendement à bae d'hétérojonctions. Le rendement attendu devra dépar 20% de rendement à long terme ; -de cellules issues des nanotechnologies, qui devraient permettre à plus long terme encore de dépascr les 25%. La société est financée par se créateurs, les collectivités territoriales et l'Etat via un projet soumis à Oseo-Innovation : Solar Nano Crystal. matériaux semi-conducteurs (là où une cellule PV à homojonction associe deux zones (p et n) d'un même matériau). Dans le cas présent, une couche de silicium amorphe est associée à une couche de s ilicium (mono)cristallin. Bien que chimiquement identiques, ces deux formes de silicium ont un comportement électronique très différent. L'associati on de ces deux semiconducteurs crée une différence de potentiel élevée qui favori se la circulation du courant électrique. Cette technique donne potenti ell e­ ment des rendements de cellule très élevés, démontrés supérieurs à 22,5% en laboratoire. ce partenariat d'une durée de deux ans est d'amener la technologie à un niveau de performance et de maturité permettant une première industrialisation. La troisième génération de cellules PV qui se dessine déjà est celle des cellules nanostructurées qui devraient permettre de franchir les 25% de rendement grâce à une meilleure utilisati on du spectre solaire. Ell e suppose une réell e rupture en matière d'architecture de cellule, avec des concepts intégrant des nanoparticules de type nanofils. Si cette technologie mobilise de nombreux laborato ires dans le monde, aucun n'est all é jusqu'à l'intégration d'un procédé complet. Le CEA-Liten a déjà étudié le procédé de croissance des nanofils, la matrice qui les ento ure et la prise de contacts. Une toute première cellule solaire PV fonctionnell e à nanofils de silicium a pu être réalisée ; le rendement obtenu est proche de 2%. Les efforts du CEA portent désormais sur le dopage des nanofil s et la réduc- Le CEA concentre ses ti on de leur diamètre. Il se concentre également recherches sur les cel- sur l'intégration de nanoparticul es de Si encaplules de grande surface, sulées dans diverses matrices. contrairement à d'autres Les cellules fabriquées sur cette base nanofils laboratoires de R&D in- affichent le meilleur résultat au niveau mondial. ternationaux qui travaillent sur ce type de développement. Un accord de collaboration Le CEA et ses pa1tenaires de l'IN ES, moins pré- avec l'équipementier coréen Jusung a débouché sents sur cette technologie, ont fait le choix de à la fin de l'année 2008 sur l'installation au sein se positionner sur la technologie dite à hétéro- de la plateforme Restaure d'un équipement déjonction (HET) pour viser des rendements su- rivé de la technologie des écrans pl ats, qui perpérieurs à 20%. Cette fi li ère associe deux met de trai ter de grandes surfaces. L'objectif de L'énergie solaire en film polymère Flexibilité, légèreté, transparence : l'utilisation de semi-conducteurs organiques, autrement dit en pl astique, peut apporter aux cellules PV une grande souplesse d'utilisation tout en réduisant les coûts de production. En contrepartie, cette technologie n'offre que des rendements faibles, de l'ordre de 5%, et se dégrade ra pidement (durée de vie de quelques centaines d'heures environ), ce qui limite dans un avenir proche leur accès à quelques marchés de ni che, tels que celui de l'électronique nomade. Mal­ gré ces po ints faibles, on peut imaginer à plus long terme des applications presque infinies : le matériau photosensible peut en effet s'étaler sous forme liquide. En utilisant des techniques d'impression grande surface jet d'encre, on pourrait imaginer des « films » polymères sola ires de quelques 200 nm d'épaisseur en me- Le Magazine - 53



Autres parutions de ce magazine  voir tous les numéros


Liens vers cette page
Couverture seule :


Couverture avec texte parution au-dessus :


Couverture avec texte parution en dessous :


Le Magazine numéro 2 aoû/sep 2011 Page 1Le Magazine numéro 2 aoû/sep 2011 Page 2-3Le Magazine numéro 2 aoû/sep 2011 Page 4-5Le Magazine numéro 2 aoû/sep 2011 Page 6-7Le Magazine numéro 2 aoû/sep 2011 Page 8-9Le Magazine numéro 2 aoû/sep 2011 Page 10-11Le Magazine numéro 2 aoû/sep 2011 Page 12-13Le Magazine numéro 2 aoû/sep 2011 Page 14-15Le Magazine numéro 2 aoû/sep 2011 Page 16-17Le Magazine numéro 2 aoû/sep 2011 Page 18-19Le Magazine numéro 2 aoû/sep 2011 Page 20-21Le Magazine numéro 2 aoû/sep 2011 Page 22-23Le Magazine numéro 2 aoû/sep 2011 Page 24-25Le Magazine numéro 2 aoû/sep 2011 Page 26-27Le Magazine numéro 2 aoû/sep 2011 Page 28-29Le Magazine numéro 2 aoû/sep 2011 Page 30-31Le Magazine numéro 2 aoû/sep 2011 Page 32-33Le Magazine numéro 2 aoû/sep 2011 Page 34-35Le Magazine numéro 2 aoû/sep 2011 Page 36-37Le Magazine numéro 2 aoû/sep 2011 Page 38-39Le Magazine numéro 2 aoû/sep 2011 Page 40-41Le Magazine numéro 2 aoû/sep 2011 Page 42-43Le Magazine numéro 2 aoû/sep 2011 Page 44-45Le Magazine numéro 2 aoû/sep 2011 Page 46-47Le Magazine numéro 2 aoû/sep 2011 Page 48-49Le Magazine numéro 2 aoû/sep 2011 Page 50-51Le Magazine numéro 2 aoû/sep 2011 Page 52-53Le Magazine numéro 2 aoû/sep 2011 Page 54-55Le Magazine numéro 2 aoû/sep 2011 Page 56-57Le Magazine numéro 2 aoû/sep 2011 Page 58-59Le Magazine numéro 2 aoû/sep 2011 Page 60-61Le Magazine numéro 2 aoû/sep 2011 Page 62-63Le Magazine numéro 2 aoû/sep 2011 Page 64-65Le Magazine numéro 2 aoû/sep 2011 Page 66-67Le Magazine numéro 2 aoû/sep 2011 Page 68-69Le Magazine numéro 2 aoû/sep 2011 Page 70-71Le Magazine numéro 2 aoû/sep 2011 Page 72-73Le Magazine numéro 2 aoû/sep 2011 Page 74-75Le Magazine numéro 2 aoû/sep 2011 Page 76-77Le Magazine numéro 2 aoû/sep 2011 Page 78-79Le Magazine numéro 2 aoû/sep 2011 Page 80-81Le Magazine numéro 2 aoû/sep 2011 Page 82-83Le Magazine numéro 2 aoû/sep 2011 Page 84