Ces dernières années, les énergies alternatives se sont fortement developpées. L'energie solaire est l'une des plus prométteuses. Cependant le rendement final des panneaux est strictement lié à la qualité de fabrication. La mesure sans contact précise et fiable de la température est indispensable à tous les stades de fabrication. 


Fabrication de cellules photovoltaïques

Ils existent à ce jour 3 grands types de cellules photovoltaïques à savoir les cellules de silicium monocristallin, polycristallin et amorphe. La fabrication fait intervenir des techniques bien distinctes nécessitant une mesure précise de la température et souvent sans contact. Nous verrons comment sont utilisés les pyromètres infrarouges KELLER MSR à cet effet.
Une mesure précise permet de diminuer les coûts de production et degarantir la qualité des panneaux solaires.


Le silicium monocristallin

Ce procédé permet d’obtenir un cristal à haut rendement. Il existe plusieurs techniques pour l’obtenir.

La méthode de Czochralski, développé à l’origine pour l’électronique, consiste à maintenir le silicium liquide dans un creuset en quartz puis y insérer un « germe » monocristallin. Le germe est lentement retiré en rotation et grossit peu à peu tout en gardant la même orientation cristalline. Ce procédé nécessite que le silicium en surface soit juste à sa limite de fusion. La température doit être contrôlée au degré prêt.





Le silicium polycristallin

Réacteur CVD
Réacteur CVD
Le silicium liquide est versé dans des moules de forme cubique et sont lentement refroidis. Le procédé est relativement simple mais nécessite un contrôle fin du processus de refroidissement. Lors de cette opération des fumées se dégagent, aussi un pyromètre bi-chromatique doit être utilisé. Le CellaTemp PA35 (0.85 - 0.91 µm) avec visée optique ou caméra est utilisé pour enregistrer la température de surface. Il permet de s’assurer de la bonne cristallisation. Le dessous du moule est également mesuré avec un pyromètre monochromatique du type CellaTemp PQ pour s’assurer la cristallogenèse est homogène sur toute la hauteur. Des abaques définissent les écarts entre les températures de surfaces et celles du moule.

Une autre technique appelée CVD (dépôt chimique en phase vapeur) consiste à injecter des gaz contenant du Si et du H2. Les atomes se déposent sur le germe de silicium et forment un barreau polycristallin. 





Dopage

Silicium dopé au bore
Silicium dopé au bore

Les barreaux mono ou polycristallins sont ensuite découpés en fine tranches (300 µm). Ils subissent alors le dopage qui leur conféra la capacité à transformer les photons en électricité. Des atomes (bore, phosphore) sont intégrés au cristal en augmentant la température aux environs de 1200°C. Les éléments sont apportés soit dans les gaz ou par dépôts solides. La température de consigne du four doit être contrôlée. Des thermocouples sont utilisés et le pyromètre portable Optix sert à la vérification.


Pyromètre

Fabrication de panneau solaire

La fabrication des panneaux solaires necessitent des outils spécifiques pour mesure la température.
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