Vers l’industrialisation des cellules ultraminces à base de CIGSe – ULTRACIS_M

L’objectif de ce projet est de mettre au point une technologie de rupture pour les cellules solaires à base de Cu(InGa)Se2 (CIGS), basée sur des couches de CIGS ultra-minces, jusqu’à 0,1 µm d’épaisseur, tout en maintenant voire en augmentant le rendement des cellules et en gardant le bénéfice de l’exceptionnelle qualité photovoltaïque atteinte grâce à la technologie CIGS. Cette approche anticipe le chemin critique stratégique pour la technologie CIGS, qui doit prendre en compte la rareté de la ressource primaire en indium (600 tonnes par an), ce qui signifie avec la technologie actuelle basée sur des couches de 2 microns d’épaisseur l’impossibilité d’atteindre les niveaux de production de plusieurs gigawatts prévus à l’horizon 2015. Une rupture grâce à l’utilisation de couches ultra-minces de CIGS est donc clé pour assurer la pérennité de la technologie CIGS compte tenu des ressources d’indium.
Ce projet se situe dans la continuité du projet ANR_ULTRACIS dont il vise à consolider les principaux résultats et stratégies en prouvant leur applicabilité au niveau de productions industrielles. Cela permettra au consortium de rester dans une position de leader pour la recherche internationale pour l’innovation industrielle sur le CIGS et pourra donner un avantage compétitif significatif aux partenaires industriels.
Ce défi ambitieux associera deux approches principales :
(i) le dépôt direct de couches CIGS ultra-minces d’une part par deux méthodes industrielles déjà bien établies, la co-évaporation et l’électro-dépôt, l’une sous vide et l’autre en condition atmosphérique, d’autre part par une technologie de rupture à savoir l'ALCVD
(ii) l’intégration et l’optimisation de nouveaux dispositifs spécifiques aux couches CIGS ultra-minces, pour assurer un management optique et électrique optimal, incluant l’ingénierie des interfaces avant et arrière, avec des structures innovantes dont les caractéristiques chimiques et les matériaux ont été développés et brevetés durant le premier projet ULTRACIS.
L’objectif final étant :
a) la mise au point d’un procédé de fabrication de couches ultra-minces à haut rendement (<0.4 microns @ 15%) sur une cellule expérimentale (5x5 cm2)
b) la recherche exploratoire des moyens d’atteindre des couches ultra-minces d’épaisseur de 0,1 micron avec des rendements supérieurs à 10%
c) l’évaluation et la spécification d’un procédé industriel