Interconnexion par brasure multi-fils sur des cellules photovoltaïques à Hétérojonction utilisant de nouveaux alliages sans plomb. Diminution de la consommation d'argent.

L'interconnexion des cellules solaires entre elles est une composante majeure dans un module photovoltaïque. C'est principalement grâce aux types d'interconnexions choisis qu'une baisse de consommation de matériaux onéreux tels que l'argent ou le cuivre devient possible, permettant ainsi une réduction du coût global de la technologie solaire. Seulement, c'est aussi au niveau des interconnexions que des problèmes de pertes de contacts électriques ou de dégradations prématurées peuvent apparaitre. Actuellement le collage des rubans de cuivre sur les bus des cellules est utilisé principalement sur les cellules à structure hétérojonction. Cette technologie permet de réaliser la connectique à faible température (< 200°C) afin de ne pas endommager la cellule. Ce type d'interconnexion présente de bons résultats au niveau électrique ainsi qu'une bonne fiabilité mais utilise une quantité d'argent importante. La technologie MBB utilise une multitude de fils de cuivres étamés qui sont reliés à la cellule par brasure. Cette technologie est très utilisée actuellement pour les cellules homojonction de structure PERC et TOPCON. Dans le cas de cellules à hétérojonction, les brasures à basse température sont souhaitables, d'abord pour éviter d'endommager les cellules pendant l'étape de soudage, ensuite pour réduire l'accumulation de contraintes pendant le refroidissement après la brasure, en raison du décalage du coefficient de dilatation thermique entre la cellule et le fil d'interconnexion. Actuellement l'alliage le plus utilisé pour la brasure est l'Etain Plomb à cause de sa température de fusion inférieur à 200°C. C'est dans ce contexte d'interconnexion que se place le sujet de thèse. Le candidat devra étudier le procédé de brasure sur cellules hétérojonction à basse température. Il s'agit de garantir une bonne adhésion et un bon contact électrique entre les fils de cuivre et la métallisation de la cellule photovoltaïque sans dégrader la qualité électrique du dispositif. Plusieurs alliages métalliques seront étudiés pour la brasure. Le candidat devra développer des procédés de brasage (notamment en étudiant l'impact du profil de température). Il devra également réaliser une analyse approfondie des microstructures du joint de l'assemblage afin d'identifier et de limiter les causes de défaillance après cyclage thermique. Il étudiera et améliora la phase de refroidissement pendant lequel se produit la solidification du métal d'apport. Le but final sera de mettre au point un procédé utilisant une quantité d'argent réduite, sans plomb et avec une fiabilité respectant la norme.