DEMETER
Développer des méthodes d’élaboration innovantes pour une filière photovoltaïque tout-oxyde utilisant des techniques bas-coût et des matériaux à faible empreinte écologique
Abondement 2020
Le besoin initial
Dans l’objectif de disposer de solutions matériaux pour développer des cellules solaires à faible coût qui pourraient être largement diffusées, il est nécessaire de créer une filière utilisant des matériaux abondants et recyclables. Parmi les différents matériaux envisageables, nous avons choisi de centrer notre projet sur Cu2O (oxyde de cuivre) pour la couche p et sur ZnO (oxyde de zinc) pour la couche n. Pour cela, nous avons complété nos moyens d’élaboration par un nouvel atomiseur permettant d’élaborer sur des surfaces compatibles avec l’industrie et un four pour le recuit et le dopage des couches minces.
Le verrou à lever
Optimiser le procédé d’élaboration par spray avec un nouvel atomiseur permettant une meilleure homogénéité à une grande échelle et qui serait à terme transférable à l’échelle industrielle. Optimiser les propriétés de transport et la morphologie avec notamment une étape de recuit ; les interfaces sont la clé des procédés développés et leur maîtrise permettra de passer à la réalisation de la cellule solaire complète.
Les moyens R&D mis en oeuvre
L’expertise et les moyens de l’Institut Jean Lamour (IJL) sur le développement des matériaux à base d’oxydes par des procédés de dépôt physique en phase vapeur (à l’aide de l’instrument TUBE), et l’étude de leurs propriétés structurales, morphologiques et fonctionnelles, ainsi que la technologie en salle blanche sont mobilisés. Le LMOPS développe ce projet sur l’élaboration d’oxydes par spray pyrolyse et les étudie par des méthodes de caractérisation optique et électrique. L’étude de la qualité des interfaces par les techniques de microscopie électronique constitue un point clé du projet. La réussite de ce programme de recherches est basée sur la complémentarité des équipes participantes et sur les travaux déjà entrepris précédemment par chaque partenaire
Les perspectives de partenariats
L’objectif à terme est de maîtriser un procédé d’élaboration de cellules solaires tous-oxydes, transférable à l’industrie. L’association des différentes techniques d’élaboration, à l’Institut Jean Lamour et au LMOPS, est indispensable pour y parvenir avec notamment l’étude poussée des interfaces.
