Cibles de pulvérisation au molybdène-sodium pour les cellules solaires à couche mince CIGS

Dans de nombreux modules CIGS, le substrat en verre sodo-calcique sert également de source de sodium. Pendant la production de l’absorbeur, des températures d’environ 500 °C sont générées. À cette température, le sodium diffuse dans l’absorbeur du verre à travers le contact arrière en molybdène. Cependant, la répartition du sodium dans le verre n’est pas homogène. L’âge du verre et les conditions de stockage avant le revêtement influencent également la qualité de la répartition du sodium.

L’utilisation de couches de molybdène-sodium comme source de sodium présente un avantage significatif : Une barrière de diffusion est d’abord appliquée sur tout substrat rigide ou flexible. Dans le cas d’un substrat de verre, il peut s’agir d'une couche de nitrure de silicium, par exemple. Si un film d’acier est utilisé, une barrière à base de chrome ou de tungstène empêche la diffusion du fer. Une fine couche de MoNa est ensuite pulvérisée, suivie d’une couche de molybdène pur comme couche d’électrode arrière, comme dans un cas normal.

Propriétés de nos cibles de pulvérisation en MoNa

Microstructure fine

Le composé de sodium ajouté à la cible de pulvérisation en MoNa est placé entre les grains de molybdène. Comme nous produisons le MoNa par un procédé de métallurgie des poudres, les particules de sodium sont fines et réparties de manière uniforme. La conductivité électrique d’une cible en MoNa est légèrement inférieure à celle des cibles en molybdène pur, mais tout à fait suffisante pour la pulvérisation en mode DC.

Matériau pur

Si de petites quantités de sodium augmentent l’efficacité de la cellule CIGS, d’autres éléments chimiques tels que le fer ou le chrome, en revanche, entraînent une perte d’efficacité notable. Afin de conserver une teneur en impuretés métalliques aussi faible que possible, nous accordons une attention toute particulière à la gestion de processus propres et à la qualité de nos matières premières. Nous contrôlons la chaîne de fabrication de nos cibles dès la matière première et pouvons ainsi garantir une pureté exceptionnelle de nos poudres métalliques.

Nous disposons dans notre gamme de cibles de pulvérisation en MoNa avec des teneurs en sodium de 5 % et 10 %. Cela correspond à 1,3 et 2,6 % en poids. Nos cibles de pulvérisation en MoNa sont fabriquées sous forme de cibles planes et rotatives, pour un rendement encore plus élevé du matériau dans l’application.

 

Les cibles de pulvérisation en MoNa comme sujet de recherche

L’institut suisse EMPA a étudié le dopage au sodium dans le processus CIGS avec des cibles en MoNa de Plansee. Le groupe de travail Couches minces et photovoltaïque de l’EMPA, dirigé par le Prof. Dr. Tiwari, a étudié comment les cibles de pulvérisation en MoNa peuvent être utilisées de manière optimale pour la production de cellules solaires CIGS. Les contacts arrière en MoNa permettent le dopage au sodium dans l’absorbeur CIGS et augmentent ainsi les performances de la cellule. À des températures de dépôt relativement basses, les cellules montées sur une feuille d'acier ont atteint un rendement de 14,4 %. Nos experts en revêtements, le Dr Christoph Adelhelm et Enrico Franzke, ont participé au projet de recherche. Consultez les résultats détaillés de la recherche. Les éditions Elsevier vous proposent de télécharger l’article complet « Sodium-doped molybdenum back contacts for flexible Cu(In,Ga)Se2 solar cells - ScienceDirect ».

Une autre publication traite des conditions optimales de pulvérisation pour doper l’absorbeur avec autant de sodium que possible.