Strings

Résine EVA

Couche étanchéité arrière

Verre

Film antire�ets

LA CHAINE PHOTOVOLTAÏQUE DE PROCÉDÉS CHIMIQUES EN AMONT À DE LA MICROÉLECTRONIQUE EN AVAL, LA CHAÎNE DE VALEUR DU PHOTOVOLTAÏQUE REGROUPE DES EXPERTISES TRÈS VARIÉES. RETOUR SUR LES ÉTAPES CLÉSDE CETTE CHAÎNE, DE LA SILICE AU MODULE PHOTOVOLTAÏQUE.

PRODUCTION DES WAFERS

PRODUCTION DU SILICIUM DE QUALITÉ SOLAIRE1 2 3 PRODUCTION DES

CELLULES PHOTOVOLTAIQUES 4 PRODUCTION DES MODULES

Recto

Verso

Le silicium n’existe pas à l’état libre. Il est obtenu à partir d’un procédé électromé-tallurgique : un mélange de quartz, charbon et bois est porté à ultra haute température dans un four.

Le silicium obtenu n’est pas encore de qualité su�sante : il est pur à près de 99%. Pour l’industrie solaire photovol-taïque, ce taux doit être porté à plus de 99,999 999%.

Le silicium monocristallin est obtenu par croissance ou étirage

d’un lingot cylindrique à partir d’un monocristal selon le

procédé Czochralski. Le point de fusion est atteint à 1414°C.

La formecarrée obtenue

(étape 3) permet d'optimiser l'espace

lors de la fabrication des modules.

Silicium de qualité solaire Raccordement des cellules Les cellules sont assemblées et soudées ensemble pourformer des guirlandes ou « strings » de cellules.

Encapsulation des cellules Après avoir interconnecté les « strings » entre eux,

ils sont assemblés avec une plaque de verre, 2 feuilles de résine EVA et un �lm arrière étanche (la

"backsheet"). Cette étape est réalisée par laminage : le système est monté en

température et pressé sous vide.On obtient un laminé photovoltaïque.

Finitions et montage des modules

Le module est alors encadré et équipé

d’une boîte de jonction permettant son

raccordement électrique.

Véri�cation et testsA�n de mesurer les caractéristiques électriques réelles du module, un test est réalisé sous lumière arti�cielle calibrée.

ModulephotovoltaïqueLe module est désormais prêt à remplir sa fonction de générateur électrique de courant continu. Sa dimension varie selon l'application.

Craquage du trichlorosilane à haute température (1100°C) dans un réacteur. Le silicium se dépose et est récupéré sous forme de pépites puri�éesou "chunks".

Fabrication du silicium métallurgique

Obtention du siliciummétallurgique

Puri�cation du silicium métallurgique

Cristallisation du silicium en lingot

On élimine ainsi les extémités du lingot riches en impuretés et en défauts, et les ondulations de surface externe.

Equarissage des lingots mono-cristallins

1

2

3Equeutage, polissage cylindrique et taille des lingots

Les lingots sont tranchés en wafers par des scies à �l.Il s’agit d’une découpe de haute précision, pour limiter au mieux les pertes : d’une épaisseur inférieure à 0,18 mm, ces plaquettes peuvent être facilement brisées.

Découpe en plaquette(« wafer »)

Les plaquettes subissent divers traitements, a�n d’éliminer les débris issus des processus précédents.Une première sélection estfaite pour éliminer les plaquettes défectueuses.

Wafers

Texturation des « wafers »

A�n d'obtenir une jonction

semie-conduc-trice, le wafer est

dopé en surface. Passé dans un

four à 800°C, il reçoit par di�usion

thermique du phosphore ou du bore.

Dopage par di�usiondes « wafers »

Cette couche assure une bonne absorption des photons et la passivation de la surface obtenue grâce

à un procédé de vaporisa-tion sous vide, elle explique la

couleur bleue de la cellule.

Pose de la coucheanti-re�et

Un circuit électrique est imprimé en sérigraphie sur la surface avant

et/ou arrière du wafer, ce qui permettra de transférer le courant

collecté.

Métallisation

Cellule photovoltaïque   à contact arrière 

Les wafers sont plongés dans un bain a�n de supprimer la surface endommagée par le sciage et de la texturer, ce qui améliorera l’absorption du rayonnement solaire.

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2012

Cadre

Boîtier de connexion