2004

En 2006, l'industrie photovoltaïque avait consommée 13000 tonnes de silicium. Des
projections prévoient un marché annuel de 6 GWc pour 2010, et jusqu'à 21 GWc pour 2020.
Cette croissance suppose que l'industrie photovoltaïque garantisse ses approvisionnements
de silicium avec les fabricants de ce semiconducteur. Pour satisfaire cette demande,
deux solutions sont envisageables : augmenter encore le rendement des cellules ou bien
diminuer les coûts de production en diminuant, entre autres, la quantité de silicium
consommé par watt produit.
En Algérie, le coût élevé des matières premières importées pour la fabrication des
dispositifs photovoltaïques a mené l'Unité de Développement des Technologies de Silicium
(U.D.T.S) à axer sa stratégie de recherche dans l'acquisition de matériel lourd pour le tirage
de lingots de silicium multicristallin (mc-Si) et leur découpage.
Dans le cadre d'une collaboration avec l'U.D.T.S, nous avons proposé un nouveau procédé
technologique pour la réalisation de cellules solaires sur des substrats de silicium
multicristallin fabriqués à l'U.D.T.S, qui permet l'amélioration du rendement.
L'étude des caractéristiques électriques et optoélectroniques a démontré les limites des
cellules au silicium multicristallin réalisées, le rendement obtenu n'excédant pas les 4%. En
effet, ce matériau présente des pertes optiques dans les cellules solaires. Ces pertes sont
dues en grande partie aux photons réfléchis sur la face avant. Il en résulte une diminution
non négligeable du courant de court circuit ICC et donc de la puissance électrique fournie.
La réflectivité de la face avant peut être réduite grâce à la texturisation, d'une part, et à
l'utilisation d'une couche antireflet (CAR) d'autre part. La texturisation par la formation
d'une fine couche de silicium poreux (SiP) réalisée par anodisation électrochimique sur
l'émetteur de la cellule a été la solution retenue dans ce travail. L'exploitation des
caractéristiques optiques (mesure de la réflexion par spectrophotométrie) a montré une
diminution de la réflexion à la surface du dispositif et également la réduction de l'effet
recombinant des joints de grains ce qui a engendré une augmentation du rendement des
cellules au silicium poreux ( = 8.4%). Ces résultats ont été obtenus pour une épaisseur du SiP
de l'ordre de 100 nm correspondant à une optimisation des paramètres d'anodisation.
Cependant, une détérioration des caractéristiques de ce matériau en fonction du temps a
provoqué une diminution du rendement. Ce phénomène s'explique par le fait que le silicium
poreux s'oxyde à l'air ambiant. Pour limiter au maximum cette oxydation, il est nécessaire
de protéger la surface de la cellule solaire par la passivation des liaisons pendantes du
silicium.
Dans ce travail, nous avons procéder à la réalisation puis à l'étude des propriétés de
couches de carbone amorphe présentant une structure diamant (Diamond-Like Carbon,
DLC) à courte distance.