RESEAU SOL(ID)AIRE DES ENERGIES !
Débat problématique énergétique / effet de serre / climat, etc.
"Controverses"?
RESEAU SOL(ID)AIRE DES ENERGIES !
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Etats
- Unis, Traitement du silicium "sale" pour le photovoltaïque
(décembre 2005):
Actuellement, la plupart des cellules photovoltaïques utilisent du silicium monocristallin de même qualité que celui utilisé en microélectronique, puisque ce sont souvent les "déchets" de cette industrie qui sont recyclés pour fabriquer les dispositifs solaires. Toutefois, la forte croissance de la production de cellules solaires commence à se heurter à un problème d'approvisionnement, et en 2004 la demande a été supérieure à l'offre, ce qui est à l'origine d'une croissance des prix nuisible à la compétitivité de ces dispositifs. Par ailleurs, il est difficile d'envisager d'utiliser un matériau moins purifié, comme le silicium métallurgique, dont les concentrations en impuretés (notamment métalliques) dépassent les 1015cm-3 et qui présentent des taux de recombinaison élevés qui abaissent fortement le rendement de conversion. L'utilisation d'un silicium de faible coût (dit silicium "sale" !) n'est envisageable que si les rendements obtenus avec ce matériau peuvent être nettement améliorés. Dans ce but, plusieurs équipes aux Etats-Unis portent leurs efforts sur le contrôle des défauts métalliques à l'échelle nanométrique (de l'ordre de la dizaine de nanometres) afin de pouvoir réduire leur activité électrique. |
Dans ce contexte, une équipe de Berkeley,
University of California vient de montrer que l'on pouvait tolérer
des concentrations relativement élevées d'impuretés
métalliques dans le silicium à condition de former par des
protocoles de recuit adaptés des agrégats de taille et de
distribution bien contrôlées.
Les chercheurs de Berkeley ont utilisé trois techniques utilisant le rayonnement X pour caractériser précisement la composition et le rôle des impuretés métalliques dans le matériau. La spectroscopie de fluorescence X a permis d'étudier la distribution spatiale des impuretés et l'étude des courants induits par faisceau de rayons X combiné à la micro spectroscopie d'absorption a permis de dresser une carte de l'activité de recombinaison des porteurs minoritaires au niveau de chaque type d'agrégat métallique (impuretés de fer, cuivre et nickel). Les traitements thermiques mis en oeuvre ont permis d'obtenir un matériau dans lequel les agrégats sont de taille nanométrique et présentent une densité spatiale réduite, ce qui permet d'améliorer d'un facteur 4 la longueur de diffusion des porteurs minoritaires. Ces performances peuvent être encore améliorées en ajoutant à ces recuits des traitements classiques comme le "gettering" et la passivation par l'hydrogène. Ces progrès permettent d'espérer pouvoir utiliser pour l'industrie photovoltaïque des sources de silicium beaucoup moins purifié, dont la production est beaucoup plus massive que celle du silicium de qualité microélectronique et donc beaucoup moins coûteuse. Source: http://www.berkeley.edu/news/media/releases/2005/08/15_solar.shtml |
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du silicium pour le PV à partir de silice?:
Environ 10.000 tonnes de silicium sont utilisées chaque année par l'industrie du PV, environ 1/3 de la production mondiale. Pour répondre aux besoins en hausse constante de l'industrie du PV, de nouveaux procédés de production de silicium de haute pureté sont en développement. |
Par exemple, une équipe de chercheurs de
l'Université de Kyoto a mis au point une méthode de réduction
électrolytique directe de la silice qui permet de produire un lingot
de silicium pur à 99,999%. Les impuretés, comme le phosphore
et le bore, sont retirées dans une étape préliminaire
par un traitement chimique à faible coût: l'obstacle majeur
est le coût élevé du traitement des impuretés,
comme le confirme l'entreprise JFE Steel qui développe également
une méthode similaire de production.
Source: Japan Chemical Week, 30 juin 2005 |
