PROcédés avancés utilisant des matières premières alTERnatives pour une pRoduction économique des cellules et modules photovoltaïques à hAut rendement – PROTERRA

Résumé
Dans le contexte très difficile du marché photovoltaïque d’aujourd’hui, la concurrence se fait de plus en plus rude et par conséquence on peut noter une très forte baisse du prix de vente des modules surtout de ceux qui viennent de Chine. Les résultats financiers de Photowatt sur l'ensemble de l'exercice de l’année 2009 ont été très mitigés. Cette dangereuse conjoncture fragilise et peut même, à moyen terme, mettre en danger la base de la filière photovoltaïque française.
Pour faire face à cette situation, Photowatt doit mettre tous ses efforts pour redresser sa part de marché. Pour atteindre cet objectif, Photowatt accentuera ses actions urgentes de recherche pour aller vers des procédés de fabrication plus avancés et économiques. Ces procédés devront permettre d’obtenir le rendement de conversion des cellules qui doit rester parmi les meilleurs sur le plan international, avec une forte réduction de la consommation de silicium et des matières premières tout en respectant les exigences légales des normes environnementales et commerciales. Cela ne pourra se faire sans innovations adaptables à la technologie actuelle, sujet sur lequel PHOTOWATT attend des partenaires nationaux (CEA/LITEN-INES, laboratoires du CNRS et équipementiers français) des résultats rapides à travers ce projet R&DT national nommé PROTERRA.
L’objectif principal de ce programme est de parvenir dans un délai de 3 ans à la mise au point de procédés de fabrication innovants, permettant d’obtenir une augmentation du rendement de conversion moyen des cellules et des modules d’un point absolu par rapport à celui du procédé industriel actuel. On vise un rendement de conversion supérieur à 20% en silicium cristallin avec une réduction importante des coûts afin d’atteindre le coût de production de 1 Euro par Watt. La démarche la plus judicieuse pour ce projet est évidemment de travailler simultanément sur les 2 axes : coûts des matières et procédés de fabrication plus performants.
Pour obtenir les objectifs du projet, une nouvelle structure de la cellule jamais utilisée dans l’industrie PV française sera développée. Elle dispose d’un empilement de couches de passivation et antireflet, d’un émetteur passivable, d’une grille de contact face avant avec des lignes très fines formées au dessus des régions fortement dopées de l’émetteur, d’une face arrière passivée par diélectriques avec le champ électrique répulsif et du contact localisé. Différentes approches de traitement thermique seront utilisées afin d'atteindre d'excellents contacts métalliques en utilisant les matières alternatives et les nouveaux concepts de la métallisation.
Ce projet durera 36 mois et se décomposera en cinq axes techniques:
- Ablation sélective/dopage localisé
- Métallisation avancée
- Passivation arrière par diélectriques
- BSF localisé
- Modules performants et recyclables.

Pour mener à bien ces axes techniques un partenariat pertinent et solide a été établi qui réunit autour de PHOTOWATT, un producteur photovoltaïque, les laboratoires du CNRS (INL de l’Insa de Lyon, IEMN), du CEA/LITEN qui se sont consacrés depuis plus de vingt ans à la conception et à l’élaboration de nouvelles structures des cellules photovoltaïques et une PME (TECHNIC IST) connue dans le domaine de la métallisation depuis plus de 25 ans.
L’obtention des objectifs de PROTERRA, permettra de contribuer à la réduction du coût du photovoltaïque. L’enjeu est de taille puisque pour créer des nouvelles embauches et de conserver les emplois de 800 personnes sur son site Isérois de Bourgoin-Jallieu, ces actions de recherches devront permettre à Photowatt de présenter sur le marché les modules de nouvelle génération plus performants améliorant fortement la compétitivité de l'industrie photovoltaïque française. Cela va certainement, augmenter les contributions du Photovoltaïque dans l’ensemble des ressources d’énergie pour améliorer la viabilité de la structure nationale d'approvisionnement énergétique.