Iit Mandi : les chercheurs de l’IIT Mandi développent un moyen abordable de produire des couches d’oxyde métallique pour les cellules solaires

Des chercheurs au Institut indien de technologie Mandi ont fait une percée significative dans le développement de couches d’oxyde métallique pour une utilisation dans les cellules solaires au silicium à architecture avancée. L’Inde dispose actuellement d’une capacité de fabrication de 3 GW pour les cellules solaires et de 15 GW pour les modules. Cependant, le gouvernement prévoit de créer une capacité de fabrication d’équipement solaire domestique supplémentaire de 25 gigawatts (GW) chacun de cellules et de modules solaires, et de 10 GW de plaquettes d’ici avril 2023, ce qui rend la recherche comme celle-ci cruciale pour l’industrie solaire indienne.
Importance des oxydes métalliques dans les cellules solaires
Les oxydes métalliques tels que l’oxyde de nickel constituent une classe importante de semi-conducteurs utilisés dans les cellules solaires au silicium à architecture avancée. Des films d’oxyde de nickel d’épaisseurs de l’ordre du nanomètre – cent mille fois plus petites que la largeur d’un seul cheveu humain – doivent être produits à cet effet.
Les méthodes actuelles d’élaboration de couches minces nanométriques d’oxyde de nickel sont très coûteuses, car les équipements nécessaires à la production doivent être importés. De plus, les précurseurs utilisés pour le développement des films, tels que l’acétylacétonate de nickel, sont également coûteux, ce qui rend moins probable qu’une telle technologie soit commercialement viable.
Comment IIT Mandi les chercheurs ont rendu ce processus rentable
Des chercheurs de l’IIT Mandi ont mis au point un procédé peu coûteux pour produire des films ultrafins d’oxydes métalliques à partir de matières premières moins chères. Plus précisément, ils ont utilisé une technique de dépôt chimique en phase vapeur assistée par aérosol pour déposer un film mince d’oxyde de nickel sur un substrat de silicium.
Expliquant le processus, le Dr Kunal Ghosh, IIT Mandi, a déclaré: «Le dépôt chimique en phase vapeur assisté par aérosol est une technique utilisée pour produire des films minces uniformes de haute qualité sur diverses surfaces, y compris le silicium, en délivrant un précurseur en phase vapeur sous la forme de un aérosol. L’aérosol permet le dépôt d’une large gamme de matériaux à base d’oxyde avec une grande précision, ce qui en fait une méthode polyvalente et rentable pour diverses applications en science et ingénierie des matériaux.

L’équipe a utilisé du nitrate de nickel pour produire des films d’oxyde de nickel d’une épaisseur d’environ 15 nanomètres. Ils ont analysé la morphologie et la composition des films d’oxyde de nickel produits à l’aide de diverses techniques de caractérisation. Ils ont également analysé les caractéristiques de la diode du film mince déposé sur le substrat de silicium et ont découvert qu’il avait des propriétés adaptées à la fabrication de cellules solaires.
Actuellement, le projet est au niveau de maturité technologique (TRL) 3, ce qui signifie qu’il en est encore aux premiers stades de développement. Cependant, avec le développement ultérieur et l’augmentation du TRL, cette technologie a le potentiel d’être adoptée par l’industrie. Cette recherche améliorera le processus de fabrication des dispositifs photovoltaïques au silicium à architecture avancée, réduisant ainsi le coût et la complexité des techniques commerciales.