Technologie
En bref
Les modules solaires Flisom sont fabriqués par un procédé de déposition sur rouleaux de film polymère permettant de produire une haute qualité uniforme et à bas coût.
La technologie clé de Flisom réside dans la déposition du composé semiconducteur CIGS (Cu(In,Ga)Se2). Le CIGS absorbe la lumière et libére des électrons.
Modules solaires
Un module solaire est essentiellement un assemblage de cellules solaires interconnectées entre elles et avec éventuellement d'autres composants tels des diodes, des conducteurs électriques ou des barres de bus. La tension ou le courant électrique produit par un module est fonction de la façon dont les cellules sont interconnectées.
Les cellules solaires ou les diodes peuvent être fabriquées par déposition de couches successives de matériau sur un substrat telles des feuilles de plastique. La matériau le plus important, l'absorbeur photovoltaïque, est ce qui convertira la lumière en libérant des électrons. L'absorbeur utilisé par Flisom est le CIGS : cuivre (Cu), indium (In), gallium (Ga) et sélénium (Se).
Procédé par déroulage/enroulage
Le procédé par déroulage/enroulage développé par Flisom permet la production monolithique de modules solaires. Cela veut dire que des motifs complexes de cellules solaires et autres composants peuvent être dessinés et interconnectés sur une simple feuille de plastique sans avoir à ajouter de composants externes. C'est ce qui s'appelle une interconnection monolithique. Ceci est possible grace à une séquence de dépositions de couches minces de matériau suivies de gravages laser P1, P2 et P3 pour séparer les composants après chaque déposition.
Le procédé par déroulage/enroulage comprend la séquence suivante de dépositions et gravages laser :
- un film de polyimide de très faible épaisseur est progressivement déroulé dans une chambre à vide,
- une couche métallique est déposée par pulvérisation cathodique sur le film de façon à créer le contact arrière des cellules solaires,
- gravage P1 : le film métallisé sort de la chambre à vide et passe sur un laser qui grave les lignes isolantes de séparation des contacts arrières des cellules individuelles,
- le film pénètre dans une seconde chambre à vide où les quatre éléments CIGS cuivre (Cu), indium (In), gallium (Ga) et sélénium (Se) de l'absorbeur semiconducteur sont déposés,
- une couche tampon transparente est ensuite déposée sur la couche CIGS de façon à former une jonction P-N,
- gravage P2 : un laser délimite les composants semiconducteurs des cellules solaires individuelles,
- le film entre dans une nouvelle chambre à vide où le contact avant en oxyde transparent conducteur (OTC) (TCO en anglais) est pulvérisé,
- gravage P3 : un laser délimite les composants sur les contacts avant, créant ainsi un module solaire composé de cellules solaires monolithiquement interconnectées,
- l'étape finale inclut l'application des grilles de contact, des barres de bus, d'un laminage protecteur et l'enroulage final pour un transport et un déploiement aisés.
Contrôle qualité
La qualité du procédé de déposition peut être mesurée de façon non-invasive à différentes étapes. Les modules terminés sont aussi testés sous des sources lumineuses dédiées aux technologies solaires.
Des échantillons sont aussi extraits pour procéder à une inspection plus invasive, par exemple à l'aide de microscopie électronique à balayage.
L'image ci-dessus montre une matrice de cellules photovoltaïques avec une grille de contact pour améliorer sa conductivité (avant laminage). L'encart montre une image des couches déposées obtenue avec un microscope électronique à balayage.
