Crédits : D. Guillaudin - CEA
RECORD cellule hétérojonction sur silicium de type P
Publié le 24/03/2022
Dans le cadre du partenariat stratégique entre le CEA à l’INES et Enel Green Power pour l’industrialisation de la technologie de cellules à hétérojonction en Europe, nos équipes ont déjà obtenu un rendement de 25%. [1]
Pour atteindre de telles performances, la plaquette (ou wafer) de silicium cristallin doit être de très haute qualité, le choix par excellence se portant sur les wafers de type N dopés au phosphore et obtenus par tirage Czochralski (Cz). Les cellules ainsi obtenues sont moins sensibles aux impuretés métalliques. Elles ne sont pas non plus affectées par le phénomène de dégradation sous lumière lié aux complexes Bore-Oxygène (BO-LID), connu pour réduire significativement les performances électroniques des wafers Cz de type P dopés au Bore.
Les plaquettes de type P, les plus utilisées dans le monde, bénéficient quant à elles d’un coût inférieur. Une nouvelle voie de fabrication des wafers Cz de type P s’est récemment déployée à grande échelle en remplaçant le dopage Bore par un dopage au Gallium (Ga) sans surcoût, les rendant ainsi insensibles aux phénomènes de dégradation sous lumière. Les cellules à hétérojonction de type P pourraient ainsi devenir compétitives par rapport au type N, à condition de réduire l’écart de rendement entre ces deux technologies en deçà de 0.4% absolu, selon une récente étude[2].
L’utilisation de wafers dopés Ga pour la réalisation de cellules à hétérojonction de type P par les équipes du CEA à l’INES et d’Enel Green Power a permis d’atteindre un nouveau jalon: l’obtention d’un record mondial à 24.47% pour une cellule à hétérojonction de silicium de type P de surface industrielle. Et cela en utilisant les mêmes procédés de réalisation que le type N, démontrant une nouvelle fois la versatilité et robustesse de cette technologie.
Le résultat, certifié par ISFH Caltec, est à notre connaissance le 2ème plus haut rendement[3] pour les cellules silicium de taille industrielle basées sur l’utilisation d’une plaquette de silicium de type P toutes technologies confondues. Les wafers ont été réalisés par LONGi Green Energy Technology, un leader mondial de la fabrication de ces matériaux. Plus de détails seront communiqués lors de la 8ème conférence mondiale sur la conversion d’énergie photovoltaïque WCPEC à Milan en septembre 2022.
[2]-N.L. Chang et al. “The Technical and Economic Viability of Replacing n-type with p-type Wafers for Silicon Heterojunction Solar Cells”, Cel Rep. Phys. Sci.2020, 1, 100069.
[3]- M. A. Green et al., Prog Photovolt Res Appl.2022;30:3–12 - https://www.longi.com/en/news/7056/