Etude de l'impact de la diffusion du cuivre provenant des électrodes sur les performances des cellules photovoltaïques à contacts passivés, haut rendement et durables

Afin de décarboner la production d'énergie et d'atteindre les objectifs climats, la production de modules photovoltaïques (PV) doit augmenter de manière significative dans les prochaines années. Pour pouvoir soutenir ces niveaux de production, la teneur en métaux critiques (Argent, Indium) présent dans les cellules de dernières générations (cellules à contacts passivés) doit être fortement réduite. Les dernières innovations envisagées pour réduire l'argent, utilisent le cuivre pour la réalisation des électrodes métalliques. Or, celui-ci peut fortement impacter la qualité électrique du dispositif lorsqu'il parvient à diffuser au travers des différentes couches de la cellule jusqu'au substrat en silicium. De plus les propriétés de diffusion cuivre dans les nouvelles couches actuellement développées pour réduire la quantité d'indium, ne sont pas connues. Dans ce contexte, l'objectif de cette thèse est d'étudier la diffusion du cuivre dans les cellules à contacts passivés réalisés de manière durable. Les électrodes en cuivre seront réalisées par sérigraphie ou par dépôt électrochimique, et la diffusion sera suivie par des analyses chimiques (SEM-EDS, SIMS) en prenant en compte les facteurs temps et température. L'objectif sera aussi de comprendre l'impact d'une contamination au cuivre des surfaces et du volume sur les propriétés électroniques des cellules. Pour cela des précurseurs et des dispositifs complets (cellules et modules) seront réalisés et caractérisés (mesure de la durée de vie des porteurs de charges, mesures I-V, LBIC, Electroluminescence ?) afin d'étudier la fiabilité de ces dernières innovations.