Aujourd’hui, l’industrie solaire représente environ dix pour cent de la consommation mondiale d’argent. Pour réduire la demande d’argent et les coûts correspondants, les chercheurs de l’Institut Fraunhofer pour les systèmes d’énergie solaire ISE développent des matériaux et des procédés alternatifs pour la métallisation des cellules solaires. Les cellules solaires industrielles TOPCon avec des contacts plaqués nickel/cuivre/argent métallisé ont atteint un rendement plus élevé que leurs homologues avec des contacts en argent imprimés. La consommation d’argent a été réduite de plus de 90 % au cours du processus.
Dans le cadre de deux projets financés par le ministère fédéral allemand des affaires économiques et de l’action pour le climat BMWK (anciennement BMWi), une équipe de recherche de Fraunhofer ISE a utilisé la galvanoplastie pour métalliser des cellules solaires bifaciales TOPCon avec des contacts nickel/cuivre/argent. L’objectif était de remplacer les contacts des cellules solaires en argent par du cuivre, qui est plus facilement disponible et environ 100 fois moins cher. Le cuivre électrolytique est compact et hautement conducteur.
Les chercheurs de Fribourg ont atteint une efficacité de cellule maximale de 24 % pour la cellule TOPCon avec des contacts électrolytiques. Cette efficacité est supérieure de 0,5 % à celle des cellules de référence de leur partenaire industriel, qui ont été métallisées à l’aide du procédé de sérigraphie argentique. Grâce au remplacement de l’argent imprimé par un empilement de nickel/cuivre/argent, la consommation d’argent a pu être réduite de plus de 90 % pour les cellules solaires TOPCon.
Cette réduction a été rendue possible en diminuant la largeur des ouvertures de contact laser à un maximum de 5 µm, entre autres facteurs. “Dans la production industrielle également, l’utilisation de la galvanoplastie pour la métallisation permet de réaliser d’importantes économies d’argent sans avoir à sacrifier l’efficacité”, déclare le chef de projet, le Dr Sven Kluska, évaluant les résultats du projet.
Dans le cadre du projet, les procédés de galvanoplastie pour la métallisation, développés à Fraunhofer ISE, ont été testés pour leur adéquation industrielle sur des équipements de Rena Technologies GmbH. Les deux partenaires continuent de travailler ensemble dans un projet de suivi, réalisant des optimisations de processus afin d’augmenter encore l’efficacité et de développer davantage la technologie.
En plus des cellules solaires TOPCon, Fraunhofer ISE développe également un procédé de galvanoplastie du cuivre pour la métallisation des cellules solaires à hétérojonction de silicium (SHJ) tout aussi prometteuses. L’entreprise dérivée de Fraunhofer, PV2+, va transférer ce procédé à la production industrielle.
