Vers des cellules photovoltaïques plus efficaces
Les chercheurs du projet TOPSICLE ont élaboré un document programmatique permettant la production à l'échelle industrielle de modules photovoltaïques (PV) dont le rendement atteint 20%. Ce programme s'est penché sur deux concepts différents de cellules solaires, à savoir les cellules sérigraphiées et les cellules à contact profond. Les partenaires du projet de l'université de Constance (Allemagne) ont effectué une analyse détaillée des pertes et comparé des cellules mc-Si de rendement de 17,6% et 18,1%. Pour obtenir des cellules solaires mc-Si de grande taille avec un rendement de 20%, les chercheurs ont évalué leur potentiel de rendement avec le logiciel de simulation numérique PC1D. L'analyse des pertes des cellules à 18,1% a montré que des améliorations importantes pouvaient être apportées en remplaçant la surface pleine de contact arrière en aluminium par une matrice arrière de contacts locaux. Ce changement permet d'obtenir une vitesse de recombinaison faible au niveau de l'interface arrière ainsi qu'une réflectivité optique élevée. Une mince couche d'oxyde de silicium thermique a également été insérée sous le revêtement antiréflexif de nitrure de silicium pour réduire la vitesse de recombinaison au niveau de la surface avant. Le facteur de remplissage constitue l'un des paramètres fondamentaux de la performance d'une cellule solaire. En insérant une couche d'oxyde de silicium, les chercheurs ont obtenu un facteur de remplissage de 77% pour les cellules 18,1%. Un facteur de remplissage de 78% avait déjà été obtenu par un processus de placage similaire et un facteur de 79% peut être considéré comme une solution réaliste dans un avenir proche. Le rendement des cellules peut également être amélioré en concevant des cellules sans pertes par ombrage. Cette technique se base sur le concept de contacts profonds en diagonale. En utilisant avec succès toutes les améliorations prescrites par ce programme, il est possible d'obtenir une densité de courant de 39,6mA/cm2 et une différence de potentiel de 642,9mV. Ce qui permettrait de développer des cellules solaires mc-Si dont le rendement atteindrait 20,1%.
