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EN SAVOIR PLUS - Les couches minces et les nanofils de silicium
En 2012, 3,8% des cellules vendues dans le monde étaient à base de silicium amorphe hydrogéné. Ce silicium, à la structure désordonnée et non cristalline, présente un grand avantage : il en faut une très faible épaisseur pour absorber la lumière visible : 0,25 micromètre contre 200 micromètres pour du silicium cristallin. Surtout, cette fine couche peut être déposée sur une grande variété de substrats (verre, plastique, métal) à partir de procédés plasma à basse température, autour de 200°C . Moins chères à produire, ces cellules ne permettent cependant pas une bonne conversion de la lumière en électricité, liée au ''désordre'' du matériau semi-conducteur. Avec des rendements en modules industriels de 7%, contre 14% pour le silicium multicristallin, la filière voit ses parts de marché se réduire. Mais les recherches menées ont permis l'émergence de nouvelles technologies et concepts. Aujourd'hui, des couches minces de silicium amorphe hydrogéné recouvrent certaines cellules massives à base de silicium cristallin (technologie HIT ) au rendement record de 24,7% . En laboratoire, les chercheurs arrivent à faire croître par des procédés plasma basse température du silicium cristallin . Des projets plus prospectifs testent l'efficacité de nanofils de silicium. La cellule n'est alors plus constituée de couches de matériaux superposées les unes sur les autres, mais d'une ''forêt'' de petites structures radiales composées elles-mêmes de différentes couches. Cette structure permet de piéger la lumière et de "récupérer" plus facilement les électrons. Des rendements de 8,2% pour des cellules de 0.1 micromètre d'épaisseur et composés de 108 nanofils/cm2 ont été obtenus en 2013 et les chercheurs espèrent atteindre 15% d'ici 2015 en utilisant des structures tandems à jonction radiale. Le défi est aussi de faire pousser, sur de grandes surfaces, des nanofils bien droits, avec une densité, une taille, une forme et un diamètre optimaux encore à définir.

 

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