Associations Tandem Optimisées pour le Solaire – ATOS

Ce projet a pour but de développer une nouvelle filière de cellules photovoltaïques en couches minces de silicium, à partir de solutions de type tandem innovantes à électrodes intermédiaires.
Les constituants du tandem sont des cellules avant de type PIN en silicium polymorphe hydrogéné (pm-Si:H) et des cellules arrière en silicium microcristallin hydrogéné (µc-Si:H). Pour ces deux matériaux réputés pour leur meilleure stabilité par rapport au silicium amorphe, les travaux porteront sur l'efficacité du dopage et surtout sur l'augmentation de la vitesse de dépôt, qui est un des freins actuels au développement industriel. Un effort particulier sera dédié à la cellule arrière en silicium microcristallin, plus épaisse que la cellule avant, et qui constitue donc l'élément limitant du point de vue de la réalisation industrielle. A ce titre, une nouvelle voie de dépôt de couches minces sera explorée, à partir de plasma assisté par résonance électronique cyclotronique, avec l'objectif d'atteindre des vitesses de dépôt de 150 nanomètres par minute.
Les modules fabriqués à partir de ces deux types de cellules seront découplés à partir de couches intermédiaires suivant deux approches (hybride ou monolithique). L'avantage de ce découplage est double. D'une part, il permettra de s'affranchir de la contrainte habituelle des cellules tandem, à savoir l'ajustement des courants dans chacune des cellules et la réalisation d'une jonction intermédiaire de type tunnel. D'autre part, il procurera davantage de souplesse pour une gestion optimale de la puissance maximale disponible en sortie. Une partie significative du projet est dès lors consacrée aux aspects système : commande et gestion optimisée.
Ce projet réunit trois laboratoires publics nationaux, aux compétences complémentaires, spécialisés dans les couches minces de silicium déposées par voie plasma et dans les systèmes photovoltaïques, et trois industriels français.
L'objectif final est d'atteindre un rendement photovoltaïque supérieur à 12 % à partir de cette filière silicium entièrement couches minces et basse température .