Cellules solaires : rendement de 19,9% avec le procédé”Quasimono”
Schott Solar annonce avoir mis au point « Quasimono », une nouvelle technique de fabrication permettant de concevoir des wafers à la fois carrés et possédant une importante partie monocristalline.
L’utilisation d’un processus VGF (solidification dirigée, généralement utilisée pour fabriquer du silicium multi-cristallin), quelque peu modifié, a ainsi permis d’après la firme allemande de fabriquer des wafers de haute qualité, quasiment monocristallins.
Suite aux tests réalisés par l’Institut Fraunhofer ISE de Fribourg, les mesures obtenues ont confirméun rendement de 19,9%. Ce nouveau module à cellules monocristallines qui a été baptisé ‘SCHOTT PERFORM MONO’ sera commercialisé en mai 2012.
La nouvelle technologie «Quasimono » de Schott Solar combine les avantages des procédés Czochralski et VGF. Le rendement d’une cellule solaire, c’est-à-dire la conversion de l’énergie solaire en électricité, augmente avec la régularité du réseau cristallin du wafer de silicium dans lequel il est fabriqué.
La méthode de Czochralski est utilisée pour produire des wafers monocristallins. Un cristal, qui sert de germe à la cristallisation, est trempé dans un creuset de silicium fondu et maintenu en rotation. Le cristal est lentement relevé vers le haut sans interrompre son contact avec le silicium en fusion. Celui-ci cristallise en suivant la structure régulière du cristal qui sert de germe. La rotation aboutit à un « lingot » cylindrique.
Sa structure monocristalline offre un rendement relativement élevé, mais cette méthode est assez coûteuse. En outre, le découpage de wafers carrés gâche du silicium.
Une autre méthode (VGF), qui produit une structure multi-cristalline, consiste à refroidir directement le silicium dans le creuset puis à le découper en tranches carrées, extrêmement fines.
La nouvelle méthode «Quasimono » associe donc les avantages des deux procédés, avec une amélioration du rendement global et une optimisation des coûts. Le cristal germe est placé au fond du creuset et partiellement fondu. Le refroidissement par solidification dirigée (technique VGF) entraîne une croissance quasiment monocristalline. Schott Solar a ainsi pu obtenir, sur une partie des tests, des wafers parfaitement monocristallins à partir d’un lingot de silicium. Sur le reste des tests, on note la présence de silicium multi-cristallin dans les wafers.
Le rendement de 19,9 % de ces wafers, confirmé par l’ISE Fraunhofer, s’approche des meilleurs résultats obtenus récemment par Schott Solar avec des cellules monocristallines. Ce concept haute performance, développé par Schott Solar en collaboration avec Roth & Rau AG (passivation de la face arrière) et le groupe Schmid (émetteurs sélectifs en face avant), a ainsi été transféré aux wafers Quasimono, avec un coût optimal.
Les travaux de recherche ont été en partie financés par le gouvernement allemand dans le cadre du projet « QUASIMONO ».
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