Enel et l’INES atteignent un rendement de 24,47% pour une cellule à hétérojonction de silicium

Dans le cadre de leur partenariat stratégique pour l’industrialisation de la technologie de cellules à hétérojonction en Europe, le CEA à l’INES et Enel Green Power ont obtenu un rendement de 24,47% pour une cellule à hétérojonction de silicium de type P dopé Gallium de taille industrielle.

Pour atteindre de telles performances, la tranche (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), explique l’institut. 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 tranches 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.

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, constitue le 2^e plus haut rendement pour les cellules silicium de taille industrielle basées sur l’utilisation d’une tranche 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.

La technologie de cellules photovoltaïques à hétérojonction de silicium pourrait prendre une part de marché de 20% au cours de la prochaine décennie. Cette technologie a récemment démontré des rendements supérieurs à 26% sur surface industrielle (>244cm²), les meilleurs pour le silicium cristallin.

Plus de détails seront communiqués lors de la 8^e conférence mondiale sur la conversion d’énergie photovoltaïque WCPEC à Milan en septembre 2022, souligne le communiqué de l’INES.