Epitaxie et transfert de films minces de silicium pour applications photovoltaïques
Auteur / Autrice : | Jed Kraiem |
Direction : | Mustapha Lemiti, Pierre-Jean Ribeyron |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Matière condensée, surface et interface |
Date : | Soutenance en 2005 |
Etablissement(s) : | Lyon, INSA |
Ecole(s) doctorale(s) : | Ecole doctorale Matériaux de Lyon (Villeurbanne ; 1992?-....) |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : LPM - Laboratoire de Physique de la Matière |
Mots clés
Mots clés contrôlés
Résumé
Afin de répondre aux besoins futurs de l'industrie photovoltaïque et d'assurer son développement, une baisse des coûts de production doit intervenir dans les prochaines années. La diminution de la consommation de la matière première silicium représente une solution à ce problème de coût. Cependant cette voie nécessite une rupture technologique avec les procédés d'élaboration de cellules photovoltaïques existants. De l'utilisation de plaques de silicium multicristallin de 300µm d'épaisseur, l'industrie doit s'orienter vers les couches minces de silicium monocristallin (50 micromètres). Le projet SUCCES, soutenu par l'ADEME et la Région Rhône-Alpes, a été initié en collaboration avec le CEA-Genec et a permis de définir une nouvelle filière de production de cellules photovoltaïques en silicium cristallin. Il s'agit de cellules photovoltaïques en couches minces de silicium (30à 50µm) reportées sur substrats économiques (céramique ou verre) réalisant ainsi une notable économie de matériau et de coût. Le but final des travaux de thèse, effectués dans le cadre du projet SUCCES, était de mettre au point un 'procédé de transfert de films minces de silicium monocristallin. Afin d'y parvenir, plusieurs verrous technologiques ont dû être levés : Permettre la fragilisation homogène du substrat sur toute la surface (ɸ=5 cm). Réaliser la croissance de la couche active de silicium par épitaxie (EPL, EPV). Décrochage pleine plaque de la couche épitaxiée. Réutiliser le substrat un maximum de fois tout en limitant sa consommation à chaque cycle. Elaborer des cellules photovoltaïques classiques avec un rendement de 13%. Elaborer des cellules à contacts arrières interdigitées, jamais réalisées jusqu'à présent.