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Title:
METHOD FOR OPTIMIZING ELECTRICAL CONDUCTION THROUGH A METAL/NATIVE OXIDE/METAL INTERFACE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/234630
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for optimizing the electrical performance of all or part of a photovoltaic module (11) through breakdown at the metal/oxide/metal interfaces, characterized in that it comprises the following steps: - Step 1: Illuminating all or part of said photovoltaic module with a luminous flux controlled by a control module (14); - Step 2: Reverse-biasing said photovoltaic module: by subjecting it to a voltage sweep ranging from - Voc/2, Voc being the open-circuit voltage, at a limit bias voltage VL whose value depends on the mode of interconnection and on the number (NB) of cells forming all or part of said photovoltaic module.

Inventors:
DE VECCHI SYLVAIN
ARRAZAT BRICE
Application Number:
IB2019/054225
Publication Date:
November 26, 2020
Filing Date:
May 22, 2019
Export Citation:
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Assignee:
GARMIN SWITZERLAND (CH)
International Classes:
H01L31/18; H02S50/00
Domestic Patent References:
WO2013112551A22013-08-01
Foreign References:
JP2001085719A2001-03-30
US4806496A1989-02-21
Other References:
LASHWAY C: "PHOTOVOLTAIC SYSTEM TESTING TECHNIQUES AND RESULTS", 1 September 1988, IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY CONVERSION, IEEE SERVICE CENTER, PISCATAWAY, NJ, US, PAGE(S) 503 - 506, ISSN: 0885-8969, XP000608892
KEITHLEY INSTRUMENTS ET AL: ""Keithley Application Note Series, Number 2876: Making I-V and C-V Measurements on Solar/Photovoltaic Cells Using the Model 4200-SCS Semiconductor Characterization System"", 1 October 2007, 20071001, PAGE(S) 1 - 6, XP002662515
Attorney, Agent or Firm:
GLOBAL INVENTIONS (FR)
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Claims:
REVENDICATIONS

1 - Procédé d'optimisation des performances électriques de tout ou partie d'un module photovoltaïque (11) par claquage aux interfaces métal/oxyde/métal caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes :

- Etape 1 : Illuminer tout ou partie dudit module photovoltaïque par un flux lumineux régulé par un module de contrôle (14) ;

- Etape 2 : Polariser ledit module photovoltaïque en polarisation inverse en le soumettant à un balayage en tension allant de - Voc/2, Voc étant la tension en circuit ouvert, à une tension de polarisation limite VL dont la valeur dépend du mode d'interconnexion et du nombre (NB) de cellules composant tout ou partie dudit module photovoltaïque.

2 - Procédé d'optimisation selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il contient les étapes complémentaires suivantes :

- Etape A : calculer le courant de seuil théorique Is_th de tout ou partie du module photovoltaïque dont la valeur dépend de la surface S et de la densité optimale de courant en court-circuit Jsc_opt de tout ou partie du module photovoltaïque, ainsi que du nombre (NB) de cellules composant tout ou partie dudit module photovoltaïque ;

- Etape B : fixer la valeur maximale du courant que peut délivrer le module de polarisation à la valeur du courant de seuil théorique Is_th;

- Etape C : vérifier que le courant de seuil théorique a été atteint pour au moins trois tensions de polarisation inverse lors du balayage en tension ; sinon réitérer les étapes décrites dans la revendication 1.

3 Procédé d'optimisation des performances électriques selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que tout ou partie dudit module photovoltaïque (11) est composé d'une unique cellule photovoltaïque ou d'une pluralité de cellules toutes connectées en parallèle. 4 - Procédé d'optimisation des performances électriques selon la revendication 3, caractérisé en ce que la tension de polarisation limite VL de tout ou partie du module photovoltaïque est égale à - Voc.

5 Procédé d'optimisation des performances électriques selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que le courant de seuil théorique Is th de tout ou partie du module photovoltaïque est égal à (S x Jsc_opt x NB).

6 Procédé d'optimisation des performances électriques selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que tout ou partie du module photovoltaïque (11) est composé d'une pluralité de cellules toutes connectées en série.

7 - Procédé d'optimisation des performances électriques selon la revendication 6, caractérisé en ce que la tension de polarisation limite VL de tout ou partie du module photo voltaïque est égale à (-Voc × NB).

8 Procédé d'optimisation des performances électriques selon l'une des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que le courant de seuil théorique Is_th du module photovoltaïque est égal à (S x Jsc_opt / NB).

9 - Procédé d'optimisation des performances électriques selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'au moins 10 tensions de polarisation inverse sont appliquées au module lors du balayage en tension.

10 - Procédé d'optimisation des performances électriques selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le balayage s'effectue selon un pas en tension constant de telle sorte que la tension appliquée s'écrive VK = VI + pas*k, où k représente la kième itération de l'application de la tension au cours du balayage en tension.

11 - Procédé d'optimisation des performances électriques selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le balayage s'effectue selon un pas en tension qui diminue lorsque la tension de polarisation inverse augmente afin d'atteindre plus facilement au moins 3 tensions de polarisations générant un courant au moins égal à un courant de seuil.

12 - Procédé d'optimisation des performances électriques selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit procédé est complété par une étape de vérification des performances électriques de tout ou partie dudit module photovoltaïque (11).

13 - Dispositif permettant de réaliser le procédé d'optimisation des performances électriques d'un module photovoltaïque (11) selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant au moins :

- une source lumineuse (12) émettant un faisceau lumineux (13) homogène et calibré ;

- un premier module de contrôle (14) ;

- un second module de polarisation (15) ;

caractérisé en ce que le module de polarisation (15) polarise le module photovoltaïque (11) selon une succession de tensions de polarisation inverse imposées par le module de contrôle (14).

Description:
PROCEDE D'OPTIMISATION DE LA CONDUCTION ELECTRIQUE A TRAVERS UNE INTERFACE METAL/ OXYDE NATIF/ METAL

La présente invention se rapporte à un procédé d'optimisation de la conduction électrique à travers une interface métal/oxyde natif/métal, notamment dans un module photovoltaïque. Elle vise plus spécialement, dans le cas des modules photovoltaïques, un procédé de mutualisation de l'étape de la mesure intensité/potentiel (I(V)) et de l'étape de claquage de l'oxyde natif afin de supprimer les contacts électriques défaillants.

ETAT DE LA TECHNIQUE

On distingue dans la littérature plusieurs types de matériaux semi-conducteurs employés dans les dispositifs photovoltaïques, tels que les matériaux solides cristallisés, les matériaux organiques (polymères ou petites molécules) ou encore les couches minces inorganiques (amorphes ou polycristallines). Dans la plupart des cas, une couche métallique est employée pour collecter les charges électriques générées par ces dispositifs sous illumination. Ces couches métalliques forment généralement une électrode, des bus de collecte ou les interconnexions entre les différentes cellules composant le module photovoltaïque. Dans la suite du document, on ne considère que les dispositifs photovoltaïques possédant des couches métalliques.

Afin d'améliorer les performances des modules photovoltaïques, il est connu de l'homme du métier qu'augmenter par exemple l'épaisseur des électrodes métalliques permet de diminuer les pertes par effet Joule. Dans ce cas, il faut donc contacter un métal A ayant été à l'air libre (l'électrode métallique de la cellule initiale) avec un autre conducteur B pour épaissir ladite électrode, et donc augmenter sa conductivité globale. Cependant, certains métaux, dont l'aluminium (Al) et le cuivre (Cu), couramment utilisés pour former par exemple l'électrode métallique des dispositifs photovoltaïques en couches minces, s'oxydent en surface à l'air libre, voire même sous atmosphères dont les taux d'oxygène sont contrôlés. Il y a formation d'un oxyde appelé couramment oxyde natif. Cette fine couche d'oxyde natif de quelques nanomètres d'épaisseur est le plus souvent isolante électriquement. C'est le cas notamment des oxydes d'aluminium et de cuivre. Dans ce cas, l'empilement constitué de l'électrode métallique A, de son oxyde et du conducteur B ne présente pas une conductivité augmentée telle qu'espérée par l'épaississement a posteriori de l'électrode métallique car la résistance électrique de contact entre les deux métaux est très importante. Le même phénomène est observé lorsque l'on cherche à mettre en série ou en parallèle a posteriori plusieurs cellules photovoltaïques afin de contrôler les niveaux de tension et de courant en sortie des modules photovoltaïques. De même que précédemment, il est nécessaire d'optimiser la conductivité de l'empilement métal A/oxyde natif/métal B afin de maximiser les performances desdits modules. Dans la suite du document, on désigne par métal A le métal natif présent sur la structure de base, qui est à l'origine de la formation de l'oxyde natif. Le métal B désigne le métal ajouté additionnellement à la structure de base pour en modifier les performances et/ou l'architecture.

Pour pallier cette problématique, plusieurs solutions sont connues de l'homme du métier et sont utilisées dans le milieu industriel. Par exemple, une première solution consiste à réaliser un traitement sous plasma du dispositif contenant le métal A pour en supprimer l'oxyde natif. Ce traitement de la surface est appelé communément « etch back » en terminologie anglo-saxonne. Il est réalisé sous vide et est suivi immédiatement du dépôt du métal B sous vide afin que l'oxyde natif ne puisse pas se reformer au contact de l'air. Les gaz utilisés pour réaliser cette étape sont souvent des composés fluorés ou bromés. Ces composés sont non seulement chers mais sont aussi dangereux. La mise en œuvre d'une telle solution nécessite donc des investissements en équipements spécifiques qui ajoutent un coût supplémentaire de fabrication.

Une deuxième solution consiste à ajouter immédiatement après le dépôt du métal A une très fine couche d'un composé inoxydable, tel que de l'or. Le dépôt de la couche d'or peut être réalisé sous vide ou au moyen d'un procédé ENIG (acronyme du terme anglais « Electrode Nickel Immersion Gold »). Cette solution présente l'inconvénient d'ajouter une étape supplémentaire au procédé initial de fabrication du dispositif contenant ledit métal A. Elle est décrite par exemple par l'équipe de S. Gupta dans l'article intitulé « Contact resistivity réduction through interfacial layer doping in metal interfacial layer semi-conductor contacts » et publié dans la revue « Journal of Applied Physics » en 2013.

Les deux méthodes précitées nécessitent toutes les deux d'ajouter une étape contraignante afin d'éviter l'oxydation du métal A avant le dépôt du métal B. Cependant, pour des raisons de coût et de fabrication, il n'est pas toujours possible de travailler sous vide ou de déposer une fine couche d'or sélectivement sur une partie du dispositif. Pour pallier cette problématique, une autre solution consiste à prendre en considération la formation de la couche d'oxyde natif et de la casser mécaniquement. Par exemple, il est possible d'ajouter de la fritte de verre dans le matériau à déposer (métal B). Cette fritte de verre permet de casser mécaniquement l'oxyde natif au moyen d'un recuit thermique. Le contact électrique entre le métal A et le métal B est alors nettement amélioré. Cette solution a notamment été mentionnée dans l'article de l'équipe de S. Olweya, intitulé « fine-line Si I ver Pastes for Seed Layer Screen Printing with Varied Glass Content », publié dans la revue « Energy Procedia » en 2013.

Bien que ces méthodes résolvent la problématique adressée, elles induisent des étapes supplémentaires dans le procédé de fabrication de l'empilement métal A/Métal B et nécessitent des équipements particuliers ou des modifications physiques des matières premières. Elles génèrent donc un surcoût non négligeable et des contraintes logistiques importantes.

L'invention vise à résoudre cette problématique non pas en ajoutant une étape de fabrication mais en détournant l'étape de caractérisation de la courbe I(V) du dispositif final pour que cette étape de mesure soit en même temps l'étape d'optimisation de la conduction électrique à travers une interface métal/oxyde natif/métal.

BUT DE L'INVENTION

L'invention a pour but de proposer un procédé et un dispositif aptes à augmenter la conduction électrique à travers une interface métal/oxyde natif/métal en utilisant l'étape de caractérisation de la courbe I(V). OBJETS DE L'INVENTION

Dans son principe de base, l'invention consiste en une mutualisation de l'étape de mesure I(V) du dispositif photovoltaïque avec une étape de claquage du ou des contacts électriques résistifs par l'application d'une tension de polarisation audit module photovoltaïque sous illumination.

Plus précisément, l'invention a pour objet un procédé d'optimisation de la conduction électrique à l'interface entre deux métaux A, B lorsque le premier métal A a été exposé à l'air, et que sa surface est recouverte d'un oxyde natif isolant électriquement avant le dépôt du second métal B.

Dans la suite du document, un module photovoltaïque est constitué par au moins une cellule photovoltaïque. Lorsque le module photovoltaïque est constitué de plusieurs cellules photovoltaïques, lesdites cellules photovoltaïques peuvent être connectées toutes en série, toutes en parallèle, ou être connectées selon une architecture parallèle/série ou série/parallèle. L'architecture retenue dépend essentiellement du courant I et de la tension V de fonctionnement requise par l'application visée.

On définit un module parfait comme étant un module ne présentant pas d'oxyde d'interface. Le module parfait est caractérisé par sa densité optimale de courant en court-circuit J sc_opt , sa surface, le nombre (NB) de cellules le constituant et l'architecture desdites cellules. On associe à J sc_opt le courant de seuil théorique du module parfait I s_th .

On désigne par partie d'un module photovoltaïque une zone dudit module constituée par seulement une partie des cellules le composant. Avantageusement, cette partie n'est constituée que de cellules entières afin de pourvoir optimiser le procédé d'optimisation des performances électriques selon l'invention.

Tout ou partie du module photovoltaïque est défini par :

- Sa surface S

- Sa densité de courant en court-circuit J sc _

- Sa densité optimale de courant en court-circuit J sc_opt

- Le nombre (NB) de cellules le constituant

- L'architecture desdites cellules Ces caractéristiques permettent de calculer le courant de seuil théorique du module parfait équivalent I s_th qui dépend notamment de la densité optimale de courant en court-circuit J sc_opt . Le module parfait équivalent au module photovoltaïque est un module présentant les mêmes caractéristiques en termes de nombre de cellules, d'architecture, de surface, de taux de surface photovoltaïque active et de matériaux mais ne présentant pas d'oxyde d'interface.

Par exemple, lorsqu'on considère un module photovoltaïque composé de cellules photovoltaïques toutes connectées en parallèles, le courant en court-circuit est calculé selon : I s = (S x J sc x NB). Lorsqu'il est composé de cellules photovoltaïques toutes connectées en série, le courant en court-circuit est calculé selon : I s = (S x J sc / NB). On cherche alors, grâce au procédé d'optimisation selon l'invention, à minimiser la différence entre la valeur du courant en court-circuit vis-à-vis de la valeur du courant en court-circuit théorique I s_th . Dans l'idéal, le courant en court-circuit théorique correspond au courant en court-circuit que l'on souhaite atteindre après le procédé d'optimisation.

Par exemple, lorsqu'on considère un module photovoltaïque composé de cellules photovoltaïques toutes connectées en parallèle, le courant en court-circuit théorique est calculé selon : I s th = (S x J sc opt x NB). Lorsqu'il est composé de cellules photovoltaïques toutes connectées en série, le courant en court-circuit théorique est calculé selon : I s_th = (S x J sc_opt / NB).

On définit la notion de balayage en tension comme étant une succession de tensions (convenablement choisies) appliquées à tout ou partie du module photovoltaïque. Ce balayage en tension débute avec une tension initiale V I et s'achève avec une tension limite V L préétablies. Il peut s'effectuer avec un pas en tension constant de telle sorte que la tension appliquée s'écrive V k = V I + pas*k, où k représente la kième itération de l'application de la tension au cours du balayage en tension. Cependant, il peut aussi s'effectuer avec un pas qui n'est pas constant afin par exemple de diminuer l'intervalle entre deux tensions successives au cours du balayage. Dans la suite du document, on notera :

- la tension en circuit ouvert : V oc (selon l'acronyme anglais signifiant « open circuit voltage »),

Le procédé d'optimisation des performances électriques selon l'invention s'applique à tout ou partie d'un module photovoltaïque. Il résulte de ce procédé d'optimisation un claquage aux interfaces métal/oxyde/métal. Ledit procédé d'optimisation est caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes :

- Etape 1 : Illuminer tout ou partie dudit module photovoltaïque par un flux lumineux régulé par un module de contrôle ;

- Etape 2 : Polariser le module en polarisation inverse en le soumettant à un balayage en tension allant d'une tension initiale V I = - V oc /2 à une tension de polarisation limite V L dont la valeur dépend du mode d'interconnexion et du nombre (NB) de cellules composant tout ou partie dudit module photovoltaïque.

Le procédé d'optimisation peut être complété par les étapes complémentaires suivantes :

- Etape A : calculer le courant de seuil théorique I s_th de tout ou partie du module photovoltaïque dont la valeur dépend de la surface S et de la densité de courant en court-circuit J sc_opt de tout ou partie du module photovoltaïque, ainsi que du nombre (NB) de cellules composant tout ou partie dudit module photovoltaïque ;

- Etape B : fixer la valeur maximale en courant que peut délivrer le module de polarisation à la valeur du courant de seuil théorique I s_th ;

- Etape C : vérifier que le courant de seuil a été atteint pour au moins trois tensions de polarisation inverse lors du balayage en tension ; sinon réitérer les étapes 1 et 2 décrites ci-dessus.

Avantageusement, lorsque le module photovoltaïque est composé d'une unique cellule ou d'une pluralité de cellules toutes connectées en parallèle :

- la tension limite V L est égale à - V oc , - le courant de seuil théorique est égal à S x J sc_opt x NB.

Avantageusement, lorsque le module photovoltaïque est composé d'une pluralité de cellules toutes connectées en série :

- la tension limite V L est égale à - V oc x NB,

- le courant de seuil théorique est égal à S x J sc opt / NB.

Avantageusement, le procédé d'optimisation des performances électriques a été effectué par un balayage comprenant au moins 10 tensions de polarisation, cela signifie que 10 tensions de polarisation inverse ont été appliquées au module photovoltaïque.

Avantageusement, le procédé d'optimisation est complété par une étape de caractérisation des performances électriques de tout ou partie dudit module photovoltaïque afin notamment de vérifier que les performances électriques souhaitées ont été atteintes.

Un dispositif permettant de réaliser le procédé d'optimisation des performances électriques d'un module photovoltaïque comprend au moins :

- une source lumineuse émettant un faisceau lumineux homogène et calibré ;

- un premier module de contrôle;

- un second module de polarisation;

caractérisé en ce que le module de polarisation polarise le module photovoltaïque selon une succession de tensions de polarisation inverse imposées par le module de contrôle.

Il peut être avantageux d'appliquer le procédé d'optimisation seulement à une partie du module photovoltaïque. En effet, certains modules photovoltaïques ont des tensions de fonctionnement supérieures à 50 V. Dans ce cas, il serait nécessaire de mettre à disposition un dispositif comprenant un module de polarisation dont la tension de sortie maximale est supérieure à 50V. Or ces générateurs de tensions sont non seulement onéreux mais nécessitent aussi des précautions particulières pour leur utilisation. Il est donc recommandé d'utiliser des générateurs à plus faible tension de sortie maximale et de procéder à l'optimisation du module photovoltaïque par parties, convenablement choisies.

Concernant l'optimisation des modules photovoltaïques dédiés à la réception de lumière modulée contenant une information, il peut être avantageux de n'optimiser qu'une partie du module photovoltaïque afin d'atteindre la tension de fonctionnement optimale dudit module tout en préservant les caractéristiques intrinsèques du module optimisé pour la réception de la lumière modulée.

DESCRIPTION DETAILLEE

L'invention est maintenant décrite plus en détail à l'aide de la description des figures 1 à 3.

L'invention concerne l'optimisation de la conduction électrique à travers l'interface entre deux métaux par la mesure électrique. Un métal B (4) est déposé sur un métal A (2). En général, le métal A (2) est initialement déposé sur un substrat (1). En figure 1A on a représenté un schéma d'une structure composée du substrat (1) et des deux couches métalliques (2 et 4).

Il est fréquent de dissocier les étapes de dépôt du métal A (2) de celle du métal B (2). C'est notamment le cas lorsque l'on souhaite épaissir des électrodes d'un module photovoltaïque pour diminuer les pertes Joule et augmenter ainsi le rendement dudit module. Une deuxième étape de dépôt métallique est également utilisée pour connecter des cellules en série ou en parallèle dans le but de contrôler les niveaux de tension et de courant en sortie des modules photovoltaïques. Dans ces deux cas, il faut donc contacter un métal A (2) ayant été exposé à l'air libre, avec un autre conducteur, le métal (B). Cependant, certains métaux s'oxydent en surface à l'air libre. Une fine couche d'oxyde natif (3) de quelques nanomètres d'épaisseur se forme alors sur le métal A (2).

La figure IB est un schéma simplifié de la structure composée du substrat (1) d'un métal A (2), de son oxyde natif (3) et d'un métal B (4). La couche d'oxyde natif (3) est dans la majorité des cas isolante électriquement. C'est le cas par exemple d'un contact entre un métal B (4) d'aluminium déposé sur un métal A (2) d'aluminium pour réaliser l'interconnexion en parallèle de cellules photovoltaïques entre elles. La figure 2A est un schéma représentant une vue en coupe d'une portion de module photovoltaïque avant dépôt du métal B. Plus précisément, elle représente une vue en coupe d'une portion d'une cellule photovoltaïque (9) et d'une portion d'un bus de collecte (8) de contact arrière. La cellule photovoltaïque (9) est composée d'un substrat (1) de verre sur lequel sont disposés successivement :

- un oxyde transparent conducteur (5) par exemple un oxyde de zinc dopé à l'aluminium ;

- une couche active photovoltaïque (6) par exemple une jonction à base de silicium amorphe ;

- une électrode métallique constituée par un premier métal A (2) d'aluminium ;

- de deux couches isolantes (71,72) séparées par un espace vacant (73).

L'ensemble du module schématisé à la figure 2A est alors exposé à l'air (10) ambiant. Il se forme alors à l'interface air (10) /métal A (2) l'oxyde natif (3) d'aluminium. Son épaisseur est de l'ordre de 4 à 5 nanomètres. Cette couche présente une résistivité particulièrement élevée de 1 x 10 14 W.cm.

La figure 2B est un schéma représentant une vue en coupe d'une portion de module photovoltaïque après dépôt du métal B (4). Le métal A (2) et le métal B (4) sont donc séparés d'une fine couche d'oxyde d'aluminium (3). Le contact électrique entre le métal A (2) et le métal B (4) est donc particulièrement résistif, ce qui engendre une diminution des performances électriques du module photovoltaïque.

L'objectif de l'invention est de garantir que l'empilement de la figure IB, présent par exemple à la figure 2B, ait a minima une interface métal A (2) / oxyde natif (3) / métal B (4) non résistive ou la moins résistive possible sans ajout de procédés de fabrication ni d'équipements supplémentaires, et sans modification de matière première. Grâce à l'invention, il n'est pas nécessaire d'évoluer sous atmosphère inerte ou contrôlée, ni de traiter le métal A (2) avant le dépôt du métal B (4).

L'invention se base sur une mutualisation de l'étape de mesure I(V) d'un module photovoltaïque permettant d'évaluer les performances électriques dudit module sous éclairement avec une étape de claquage du ou des contacts électriques défaillants contenant un oxyde natif (3) à l'interface entre deux métaux, comme représenté par exemple à la figure 2B. La mesure I(V) consiste en l'application d'une tension de polarisation entre les deux bornes du module photovoltaïque sous illumination. Généralement, l'illumination équivaut à 1 soleil. La mesure est réalisée grâce à un balayage en tension. On mesure le courant pour chacune des tensions appliquées, l'ensemble des points enregistrés constituant la courbe I(V). La tension minimale et la tension maximale appliquées dépendent des caractéristiques du module. Cette courbe permet de déduire les principaux paramètres permettant d'évaluer les performances électriques du module photovoltaïque. C'est donc une étape systématiquement réalisée en fin de procédé de fabrication de modules photovoltaïques.

La figure 3 est un schéma du système permettant de réaliser des mesures I(V) et donc dans le cas de l'invention le claquage des interfaces métal A / oxyde natif / métal B. Le système est composé d'une source lumineuse (12) émettant un faisceau lumineux (13) homogène et calibré, d'un premier module de contrôle (14) et d'un second module de polarisation (15). Le module de contrôle (14) permet de contrôler la source lumineuse (12) et le module de polarisation (15), ainsi que de traiter l'information reçue par le module de polarisation (15). Le module de polarisation (15) permet quant à lui de polariser le module photovoltaïque (11) selon une tension de polarisation imposée par la commande du module de contrôle (14). Pour chaque tension de polarisation, le module de polarisation (15) mesure le courant généré par le module photovoltaïque (11) et envoie la valeur au module de contrôle (14). Le module de contrôle (14) traite alors l'ensemble des informations reçues par le module de polarisation (15) et en déduit la courbe I(V) et les principaux paramètres permettant d'évaluer les performances du module photovoltaïque.

Grâce à l'application de tensions de polarisation adéquates au module photovoltaïque présentant des contacts défaillants en présence d'oxydes natifs, les oxydes métalliques sont claqués. On crée ainsi des ponts métalliques au travers de la couche d'oxyde natif, ce qui augmente la conductivité associée jusqu'à obtenir les caractéristiques I(V) attendues qui correspondent aux caractéristiques que saurait simuler l'homme du métier. A titre d'exemple, pour des modules en série, la densité de courant de court-circuit (J sc ) du module photovoltaïque doit être équivalente à la densité de courant (J sc ) du module photovoltaïque que simulerait l'homme du métier, c'est-à-dire la densité optimale de courant en court-circuit J sc-opt . Cependant, la polarisation du module photovoltaïque doit prendre en compte les caractéristiques de ce dernier pour ne pas venir claquer les jonctions semi-conductrices des cellules solaires, sans quoi le module photovoltaïque ne fonctionnerait plus.

EXEMPLE DE REALISATION

Un exemple concret d'optimisation de la conduction électrique selon le procédé de l'invention a été réalisé sur un module photovoltaïque semi-transparent possédant 11 cellules connectées en série, dont le taux de transparence est de 50%. La courbe A de la figure 4 est la courbe I(V) obtenue avant le procédé d'optimisation des performances électriques par claquage aux interfaces métal/oxyde/métal selon l'invention. L'homme du métier saura interpréter grâce à ces résultats que les performances électriques dudit module photovoltaïque sont mauvaises, le facteur de forme (par exemple, inférieur à 50%) et le courant de court-circuit étant très impactés par de fortes résistances au sein dudit dispositif. La courbe B de la figure 4 représente les mesures en courant et tension obtenues par polarisation inverse dudit module selon le procédé de l'invention, tandis que la courbe C est la courbe I(V) obtenue après le procédé d'optimisation. La comparaison des courbes A et C montre que les performances dudit module ont été très nettement améliorées car le procédé de l'invention a claqué les oxydes natifs entre métal A et métal B et donc il a amélioré les contacts électriques métal/métal au sein du dispositif.

L'invention permet donc bien l'optimisation de la conduction électrique à l'interface entre deux métaux quand le premier métal A a été exposé à l'air et que sa surface est recouverte d'un oxyde natif isolant électriquement avant le dépôt du second métal B. L'invention permet d'obtenir une interface métal A / métal B non résistive sans ajouter des étapes de fabrication supplémentaires et sans modification de matières premières. Elle permet donc de s'affranchir des oxydes natifs éventuels formés à la surface du métal qui peuvent gêner la conduction électrique.