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Conversion Photovoltaïque

(Contact : S. Bastide)
 

 

La conversion photovoltaïque de l’énergie solaire devient une source importante d’électricité renouvelable. Au niveau mondial, la puissance électrique cumulée de l’ensemble des installations PV devrait atteindre 270 GW-crête en 2016, équivalant en puissance moyenne à 54 réacteurs nucléaires de 1 GW. Les efforts de recherche actuel visent la réduction des coûts de production, soit en augmentant le rendement des cellules solaires, soit en trouvant des procédés alternatifs moins coûteux en énergie/matériaux. De nombreuses filières sont explorées : les cellules à haut rendement au Si cristallin, en couches minces/ultraminces, à colorant et assimilées, organiques, hybrides et les dispositifs de troisième génération à très haut rendement potentiel. 

       Nous utilisons notre expertise dans la chimie et l’électrochimie des semiconducteurs pour la mise au point de différents traitements de surface des cellules solaires au Si cristallin (80 % du marché PV) qui permettent de limiter les pertes de photons par réflectivité ou faible absorption dans la cellule : 

 
- Formation de macropores coniques par dissolution photoélectrochimique du Si (cf. figures ci-dessous) [1],  

   

 

- Nanostructuration par dissolution localisée assistée de catalyseurs métalliques [2], 

 
- Dépôt electroless sur les couches passivantes/antireflets (SiNx:H) des cellules solaires de nanoparticules métalliques présentant des propriétés plasmoniques de diffusion de la lumière et d’exaltation de l’absorption [3], 

 
- Synthèse de réseaux de nanofils de Si par gravure multi-étapes (lithographie et gravure chimique) pour des cellules solaires flexibles en couche mince [4]. 

  

  

  Références : 

 
- [1] (Photoelectrochemical etching of cone−shaped macropores in N−type Si for solar cell texturization,X. Wang, A. Tebib, Y. Veschetti, and S. Bastide, Physica Status Solidi A, 2011 208, No. 1, p. 215 – 220.) 

 
- [2] Chemical etching of Si by Ag nanocatalysts in HF−H2 O2 . Application to multicrystalline Si solar cell texturization, S. Bastide, N. Le Quang, R. Monna and C. Lévy-Clément, Physica Status Solidi (c), 2009, Volume 6, Issue 7, p. 1536−1540.) 

 
- [3] Facile metallization of dielectric coatings for plasmonic solar cells, S. Bastide, T. Nychyporuk, Z. Zhou, A. Fave, M. Lemiti, Solar Energy Materials and Solar Cells, 2012, Volume 102, p. 26-30.) 

 

- [4] Formation of Si Nanowire Arrays by Metal−Assisted Chemical Etching, C. Benoit−Moez, S. Bastide, C. Lévy-Clément, Electrochemical Society Transaction, 2008, Volume 16, Issue 3, Pages 245−252.)