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Les cellules solaires bifaces montent à 25,1% de rendement !

Les cellules solaires bifaces montent à 25,1% de rendement !

Des chercheurs de l’institut de recherche sur les systèmes solaires Fraunhofer ISE situé à Fribourg en Brisgau (Allemagne) atteint un rendement de conversion record de 2,1% avec des cellules solaires en silicium ayant des contacts sur les deux faces, réalisées dans une technologie appelée TOPCon.

FhG_ISE_TOPCon-150915Les cellules solaires ont simplement été dotées d’un contact en face arrière, juste avec une couche de passivation recouvrant l’ensemble de la cellule mais sans structuration. Résultat : plus du quart du rayonnement solaire est converti en énergie, un niveau encore jamais atteint jusqu’ici avec des contacts métallisés sur les deux faces des cellules solaires sans recours à des structures particulières. « L’avantage de ce concept réside dans une simplification du procédé de fabrication tout en améliorant l’efficacité de conversion des cellules solaires », a souligné Martin Hermle, responsable de la division Cellules solaires de haut rendement au Fraunhofer ISE. L’équipe de chercheurs travaille depuis trois ans à ce concept. Les travaux sont réalisés dans le cadre du projet FORTES, subventionné par le ministère allemand de l’économie et de l’énergie (BMWi) et le ministère américain de l’énergie.

Le contact en technologie TOPCon (Tunnel Oxide Passivated Contact) a été conçu par les chercheurs avec une couche de passivation réduite à 1-2 nm de façon à laisser passer les porteurs de charge par effet tunnel. Ils ont en outre fait croître une fine couche de silicium hautement dopé sur l’oxyde de tunnel. Cette combinaison permet à la cellule solaire de produire de l’électricité sans pertes et empêche la recombinaison des charges. Les cellules solaires classiques utilisées aujourd’hui dans les modules PV sont dotées d’un contact intégré en aluminium sur leur face arrière, ce qui limite le rendement de conversion. La technologie PERC (Passivated Emitter Rear Cell) actuellement industrialisée par plusieurs fabricants de panneaux PV permet d’améliorer le rendement. Dans ce cas, seule une partie de la face arrière est assortie d’un contact pour réduire la combinaison des porteurs de charges, ce qui nécessite des étapes de structuration et un conducteur pour faire « sortir » le courant produit de la cellule solaire. D’où des pertes de courant, qui semblent pouvoir être évitées avec la technologie TOPCon.

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