- Toutes les technologies cellulaires avancées diffèrent principalement en termes de schéma de passivation
- Il existe deux méthodes impliquées dans la passivation : la passivation par effet de champ et la passivation chimique
- Alors que la passivation chimique consiste à saturer les liaisons pendantes, la passivation par effet de champ consiste à créer un champ électrique près de la surface pour repousser les porteurs de charge de même polarité.
Toutes les technologies avancées de cellules solaires ont une structure de cellule différente et suivent un flux de processus assez différent. Cependant, d'un point de vue plus large, le schéma de passivation est l'élément clé de différenciation pour toutes ces technologies de cellules à haut rendement. L'ajustement du processus de métallisation en fonction de la configuration de passivation est un autre élément important de la mise en œuvre de toutes ces technologies cellulaires avancées. Vous trouverez ci-dessous un bref résumé des bases de la passivation.
Bases de la passivation
La plaquette de silicium - la matière première de base - présente encore des défauts inhérents au moment d'entrer dans une lignée cellulaire. Les plus importants sont les défauts de surface provenant du processus fondamental de découpage des tranches d'un lingot provoquant des perturbations d'un réseau cristallin aux deux surfaces des tranches. Ces interruptions dans l'arrangement périodique des atomes de silicium entraînent ce que l'on appelle des liaisons pendantes, fonctionnant comme des centres de recombinaison. La passivation est un processus dans lequel ces défauts sont rendus inactifs pour réduire la recombinaison de surface des porteurs de charge, en préservant l'efficacité de la cellule.
Il existe deux méthodes complémentaires de passivation : a) réduire fortement les porteurs de charge d'une polarité atteignant la surface, et b) réduire l'état de l'interface en saturant les liaisons pendantes. Ce dernier peut être accompli, encore une fois, de deux manières. L'une consiste simplement à saturer les liaisons pendantes à la surface en fournissant des conditions appropriées pour faire croître une couche de surface qui laisse suffisamment de temps et d'énergie aux atomes pour atteindre des niveaux d'énergie optimaux pour saturer ces liaisons pendantes. En variante, on peut déposer un film diélectrique riche en hydrogène qui libère de l'hydrogène lors des étapes de cuisson ultérieures. L'hydrogène libre occupe les sites vacants des liaisons pendantes, les pacifiant ainsi. Cette méthode s'appelle passivation chimique.
Il existe un autre mécanisme appelé passivation par effet de champ, qui consiste à créer un champ électrique proche de la surface capable de repousser les porteurs de charge de même polarité. Cela peut être réalisé au moyen d'une densité de dopant décroissante à partir d'une concentration de surface élevée. De plus, l'application d'une couche diélectrique avec des charges fixes élevées crée également un gradient de champ électrique près de la surface, qui fournit une passivation par effet de champ (voir graphique). Suivant ce principe de base, chaque architecture de cellule avancée présente un schéma de passivation spécifique.
Source à partir de Nouvelles de Taiyang
