Énergie solaire photovoltaïque
Semaine 13 : Fabrication des cellules et modules photovoltaïques
Guidance

Pas plus que la production, la purification du silicium ne s'effectue pas en vue de produire spécialement des cellules solaires, mais bien l'ensemble des composants semi-conducteurs au silicium.

Il existe de nombreuses techniques de purification. Elles s'appliquent soit au silicium liquide (fusion en zone), soit à un composé gazeux du silicium. On utilise souvent le processus "Siemens", bien que ce ne soit pas le moins gourmand en énergie. Il consiste à attaquer le silicium par l'acide chlorhydrique ( HCl ) dans un réacteur à lit fluidisé. On obtient ainsi un gaz, le trichlorosilane, par la réaction :

Si + 3 HCl = SiHCl₃ (gaz) + H₂

(on obtient aussi 10% de SiCl₄ )

On peut aussi utiliser comme gaz le silane (SiH₄) et le dichlorosilane (SiH₂Cl₂).

Le gaz est purifié par une série de distillations fractionnées jusqu'à obtenir une pureté de 99.99999% , ce qui est nécessaire pour l'industrie des composants électroniques. On peut se contenter pour les cellules solaires d'une pureté un peu moindre... à condition qu'il s'agisse d'une fabrication spécifique (souvent, les cellules solaires ne sont qu'un sous-produit de l'industrie des semi-conducteurs).

Finalement, le silicium est reprécipité

• soit en petits cristaux, ce qui se produit selon la réaction inverse de celle ci-dessus lorsque l'on porte le SiHCl₃ à 1100°C . Cette poudre sera par la suite refondue lors de l'étape suivante de la fabrication.
• soit directement sur un substrat sous forme de couche mince cristalline ou amorphe.

Dernière mise à jour le 01-04-2005