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Avec les progrès de ses cellules à hétérojonction de silicium, le CEA croit à un photovoltaïque nouvelle génération en Europe

Xavier Boivinet
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Avec les progrès de ses cellules à hétérojonction de silicium, le CEA croit à un photovoltaïque nouvelle génération en Europe

En Italie, Enel Green Power fabrique déjà des cellules à hétérojonction de silicium suite à un transfert de technologie du CEA Liten.

© Enel Green Power

Grâce à une amélioration du procédé de fabrication, le CEA Liten a porté le rendement de ses cellules photovoltaïques à hétérojonction de silicium à 24 %. Une progression par rapport à la technologie précédemment transférée à l'italien Enel. Annoncée le 5 décembre, cette avancée constitue un pas de plus vers l'industrialisation du procédé et vers l'émergence d'une filière européenne du photovoltaïque de nouvelle génération.

Le CEA Liten est parvenu à atteindre un rendement de 24 % sur ses cellules photovoltaïques à hétérojonction de silicium. Certaines ont même atteint 24,25 %. Annoncée le 5 décembre, cette avancée a été démontrée sur la ligne de production pilote du campus de l’Institut national de l'énergie solaire (Ines), à Chambéry (Savoie). Les cellules ont été produites dans un format industriel - M2 (244 cm2) - à un rythme de 2 400 pièces par heure. « Cette cadence fait partie de la qualification du procédé vers l’industrialisation, affirme Florence Lambert, directrice du CEA Liten. Nous sommes déjà à un niveau de maturité important. »

Une technologie déjà industrialisée

« Ce rendement de 24 % est une amélioration par rapport à la technologie que nous avons déjà transférée à l'industriel Enel », poursuit Mme Lambert. Le 25 octobre dernier, l’énergéticien italien a inauguré une nouvelle ligne de production dans son usine de Catane (Sicile, Italie) pour produire des cellules de ce type. Sa capacité de production annuelle est ainsi portée à 200 MW.

Avec cette technologie, Florence Lambert croit en la possibilité de créer une vraie filière européenne sur le photovoltaïque de nouvelle génération : « Nous avons au moins trois années d’avance par rapport à la Chine qui n’a pas encore ces technologies de production. Nous avons la possibilité, en Europe, de revenir sur le devant de la scène. Et l’exemple d’Enel le montre. » Quant à savoir si d’autres industriels sont intéressés par un transfert de cette technologie, la directrice du CEA Liten préfère rester discrète : « Des consortiums se constituent au niveau européen. »

Le défi : un procédé qui tient la cadence

Cette amélioration du rendement a été permise par des modifications au niveau du procédé de fabrication. « Le défi a été de réaliser des dépôts homogènes avec des couches nanométriques et des fortes cadences, précise Mme Lambert. De plus, ce sont des procédés très sensibles à la manipulation. » Les cellules à hétérojonction en question superposent des couches de silicium amorphe sur une couche de silicium monocristallin. Le dépôt chimique du silicium amorphe est effectué en phase vapeur assisté par plasma (PECVD). Un dépôt physique en phase vapeur (PVD) d’un oxyde conducteur transparent (ITO) est ensuite réalisé pour rendre la cellule conductrice.

Sandwich de silicium

Alors que le photovoltaïque conventionnel voit son rendement plafonner à environ 22 %, cette technologie a un potentiel dépassant 25 % grâce au dépôt des couches de silicium amorphe qui assurent une très faible recombinaison de surface des porteurs générés dans le silicium cristallin. Florence Lambert assure également que ces cellules hétérojonction sont plus stables et ont un meilleur coefficient de température par rapport au silicium conventionnel : « Les performances en conditions réelles sont meilleures tout en ayant des coûts de production projetés comparables à ceux des cellules actuelles. »

Le CEA Liten indique vouloir continuer la course au rendement - avec des cibles au-delà de 25 % - et aux fortes cadences. « Plus elles sont importantes, plus nous sommes compétitifs », précise Mme Lambert. D’autres pistes d’innovation sont avancées, notamment sur l’amincissement des cellules et au niveau des modules.

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