Résumé:
Un des problèmes majeurs limitant le rendement des cellules photovoltaïques est la qualité des contacts. Actuellement, la sérigraphie est la technique la plus couramment utilisée pour la production de cellules solaires industrielles en raison de son faible coût, sa rapidité et sa facilité de mise en oeuvre. Cependant, cette technique présente un certain nombre de limitations: résistivité élevée, nécessité d’un dopage d’émetteur élevé pour assurer un bon contact, taux d’ombre important en raison de la largeur minimale des contacts comprise entre 100 et 120 μm, alignement indispensable dans le cas des émetteurs sélectifs… La mise en oeuvre de techniques de métallisation innovantes capables de rivaliser avec la sérigraphie est donc un enjeu essentiel. L’idée est de s’orienter vers des techniques compatibles avec l’industrie et ne nécessitant ni photolithographie, ni hautes températures ou basses pressions. Les dépôts de métaux conducteurs par voie électrochimique semblent répondre à ces contraintes technologiques. Cette thèse s’est focalisée sur le développement et l’optimisation de techniques de métallisation électrochimique permettant le dépôt de métaux conducteurs, le nickel et le cuivre, par dépôt electroless. Deux approches ont été abordées pour l’élaboration des contacts en face avant : l’épaississement de contacts déposé en fonction du temps de rinçage et la température de recuit. Pour cette dernière solution, un recuit est nécessaire pour stabiliser le dépôt de la couche d’accroche avant l’étape d’épaississement afin d’assurer une résistivité de contact faible, une bonne adhérence et une bonne sélectivité au travers de la couche antireflet. Ces objectifs ont été atteints grâce à la mise en oeuvre et l’optimisation de dépôts electroless de nickel-cuivre (NiCu). Les investigations menées ont également permis une meilleure compréhension des mécanismes de formation du contact NiCu,et la stabilité de dépôt de cuivre sur le nickel après recuit … Des résultats très prometteurs d’amélioration de facteur de forme FF et de rendement η ont été obtenus et permettent d’envisager une ouverture potentielle vers de nouvelles structures de cellules photovoltaïques à haut rendement : cellules à émetteur peu dopé, cellules à émetteur sélectif avec ouverture laser de la couche antireflet, cellules à contacts arrières….
