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EN SAVOIR PLUS - Les couches minces à base de CIGS
En 2012, 2,9% des cellules photovoltaïques vendues dans le monde étaient à base de CIGS. Cet acronyme CIGS (ou CIGSe) fait référence au matériau semi-conducteur constitué de cuivre, d'indium et de gallium associé à du soufre ou du sélénium. Ce matériau absorbe 100 fois mieux la lumière que le silicium, si bien qu'une couche de 2 micromètres suffit pour absorber l'ensemble des photons. Actuellement, son dépôt sur un substrat de verre se réalise sous vide à des températures d'environ 550°C. Pour abaisser les coûts de fabrication, les chercheurs se penchent sur la mise au point de dépôts chimiques ou électrochimiques à basse température et à pression atmosphérique et sur le remplacement du substrat en verre, qui représente environ 30% du prix d'une cellule, par des supports métalliques ou plastiques. D'autres recherches sont menées sur les substituts possibles à l'indium, tels le zinc et l'étain. Élément peu abondant, également utilisé dans la microélectronique, l'indium s'annonce rare, et donc cher, dans les prochaines décennies. La réduction de l’épaisseur de la couche de CIGS vers des épaisseurs de 0,1 microns, tout en gardant une bonne absorption lumineuse grâce à des astuces nanophotoniques, permettrait de retarder cette rareté. Autre enjeu de la filière : remplacer la couche tampon de sulfure de cadmium par un film plus écologique ne contenant pas de cadmium toxique. Cette couche tampon ultra-fine de 50 nm fait le lien entre la couche active de CIGS et la couche supérieure de la cellule à base d'oxyde de zinc qui fait office de contact avant conducteur et qui est ''dopé'' afin de permettre la séparation des électrons et des trous dans la couche de CIGS. Contrairement à une cellule au silicium, la jonction n'est en effet pas constituée d'un même matériau dopé différemment, mais de deux matériaux dopés différemment. On parle d'hétérojonction. En juin 2013, le rendement maximum des cellules CIGS était de 20,4% .

 

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