Cellules solaires : Schott remplace l’argent par le cuivre

Le projet qui réunit les sociétés SCHOTT Solar, RENA et le CiS Forschungsinstitut für Mikrosensorik und Photovoltaik vise à remplacer les contacts en argent (couramment utilisés en face avant des cellules solaires) par une couche de nickel-cuivre, moins coûteuse. Il a déjà atteint un objectif important : une cellule solaire métallisée au cuivre, avec un rendement de 18 %.

Basée sur un wafer en silicium multi-cristallin SCHOTT Solar, avec une métallisation standard en face arrière par sérigraphie, cette technique diviserait par 2 les coûts de métallisation en face avant.

La difficulté particulière de la métallisation nickel-cuivre par électrodéposition est d’éviter la diffusion du cuivre dans la cellule solaire en silicium, car il réduirait la durée de vie des électrons et par conséquent le rendement de la cellule. L’équipe du projet a donc mis au point une couche de nickel électrodéposée qui empêche la diffusion, ainsi que les techniques adéquates pour appliquer à la cellule la barrière de nickel et les contacts en cuivre.

En utilisant la nouvelle technologie « InCellPlate » de RENA et des outils industriels standards, l’équipe a fabriqué des prototypes prometteurs. Ces cellules solaires vont ensuite être utilisées pour fabriquer des modules tests afin de démontrer leur stabilité à long terme dans le cadre de tests de fiabilité. L’équipe travaille en outre à transposer ces progrès technologiques aux cellules en silicium monocristallin. Elle attend un rendement supérieur à 19 %.

Outre le coût inférieur du cuivre, la méthode Las VeGaS offrirait selon le consortium un autre avantage : "les couches électrodéposées respectent l’environnement, car elles n’utilisent ni plomb ni solvant. Elles répondent ainsi aux exigences de la directive RoHS de l’Union européenne, qui impose une restriction des substances dangereuses pour la fabrication d’appareils électriques et électroniques. La nouvelle technique évite aussi l’utilisation de pâte d’argent coûteuse, car il suffit d’une très fine couche d’argent déposé par électrolyse pour souder les cellules aux contacts en cuivre, lors de la fabrication des modules. Elle permet de diminuer d’au moins 95 % l’utilisation d’argent."

Le projet Las VeGaS vise une stabilité à long terme de la métallisation en face avant des cellules solaires, à l’aide de couches électrodéposées respectueuses de l’environnement. Celui-ci a obtenu une aide financière du ministère fédéral de l’enseignement et de la recherche, dans le cadre de l’initiative « Partenariat pour l’innovation photovoltaïque ».

** SCHOTT Solar fabrique des wafers, cellules et modules solaires. RENA est l’un des plus grands fournisseurs de technologie de traitement chimique en milieu humide, principalement pour le photovoltaïque. Le CiS Forschungsinstitut für Mikrosensorik und Photovoltaik GmbH d’Erfurt est un institut de R&D dans les domaines des détecteurs sur silicium, des microsystèmes et du photovoltaïque.