Nouveaux Absorbeurs chalcochénures à base de Cuivre, Étain et Zinc pour le photovoltaïque en couches minces – NovACEZ

Les cellules solaires à base de CIGS sont sur la voie de l’industrialisation, et la filière CdTe montre une réussite éclatante avec le succès de First Solar. Néanmoins il y a des doutes sur la disponibilité de l’indium à long terme et des difficultés liées à la manipulation du cadmium. Il est donc nécessaire de prévoir une filière de remplacement de ces technologies à moyen terme. Une solution possible est de remplacer l’indium dans les chalcopyrites par une paire constituée d’un atome de zinc et d’un atome d’étain. Ce matériau, noté CZTS pour Cuivre Zinc Étain Soufre, est prometteur et a déjà montré des rendements de l’ordre de 10 %.

Ce projet vise à développer une filière française du CZTS, en travaillant à la fois sur la compréhension de la cristallochimie et de la structure de bande et sur le développement des procédés de synthèse. De cette façon un transfert de technologie est envisageable à moyen terme vers des entreprises françaises susceptibles de développer cette technologie industriellement.

En parallèle d’études cristallochimiques et de simulation ab initio visant à améliorer la compréhension des matériaux de type CZTS, trois filières technologiques pour le dépôt de la couche de CZTS seront explorées :
- une technique de dépôt sous vide qui a le meilleur potentiel en terme de rendements
- deux techniques chimiques, l’électrodépôt et les nanoparticules, dont les équipes impliqués sont spécialistes, et qui sont maîtrisées par les entreprises partenaires du projet.