L'oxyde conducteur transparent (TCO) joue un rôle crucial dans les cellules solaires. Ces matériaux permettent non seulement à la lumière du soleil de pénétrer dans la cellule et d'être transformée en énergie, mais ils servent également de collecteurs pour cette énergie convertie. Les oxydes conducteurs transparents (TCO) doivent posséder deux propriétés principales : la transparence, semblable à celle du verre, et la conductivité, semblable à celle des métaux.
Les films TCO sont généralement constitués de microstructures polycristallines ou amorphes et sont appliqués sur du verre. L'oxyde d'indium-étain est actuellement la norme industrielle pour les TCO en raison de son excellent compromis entre transparence optique et conductivité électrique.
Les matériaux dominants sur le marché des TCO sont le ZnO dopé à l'aluminium et l'oxyde d'indium dopé à l'étain. En raison de sa rareté et de son coût élevé, l'indium fait l'objet de recherches actives afin de trouver de meilleures alternatives aux oxydes conducteurs transparents (TCO).
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Applications de l'oxyde conducteur transparent (TCO)
Les oxydes conducteurs transparents sont largement utilisés dans la conception de diverses cellules solaires, notamment les cellules solaires à hétérojonction silicium (SHJ) et les cellules solaires tandem pérovskite sur silicium. De plus, les cellules solaires bifaciales et semi-transparentes utilisent également des oxydes conducteurs transparents.
Ces couches TCO situées à l'avant des cellules solaires servent d'électrodes optiquement transparentes . Elles permettent aux photons de pénétrer dans la cellule solaire et transportent efficacement les électrons photogénérés vers les bornes des dispositifs externes. Par conséquent, il est essentiel que la couche TCO frontale de toute cellule solaire présente une conductivité latérale élevée et une faible absorption UV-IR.
Les cellules qui utilisent des TCO à haute mobilité démontrent des rendements de conversion améliorés, grâce à leur capacité à générer des densités de courant (Jsc) plus élevées que l'ITO standard.
Les TCO sont également largement utilisés dans d'autres domaines tels que la technologie d'affichage, les fenêtres à faible émissivité et les dispositifs électrochromes.
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