L'expertise de Potomac en photonique dans le micro-usinage laser de matériaux fragiles aide le NIST à tester de nouvelles cellules solaires pour garantir les normes de fabrication de l'industrie de l'énergie solaire.
L'énergie solaire est la source d'énergie qui connaît la croissance la plus rapide aux États-Unis et le nombre total d'installations augmente de manière exponentielle. Cette croissance explosive s'accompagne d'un besoin de cellules photovoltaïques [PV] de meilleure qualité afin de répondre à la demande. Les produits peu performants sont le coup de grâce pour toute nouvelle industrie, car les nouveaux clients ne resteront pas si les résultats promis ne sont pas atteints.
Afin de garantir les performances des cellules solaires, le National Institute of Standards and Technology [NIST] effectue des tests de caractérisation et de mesure des dispositifs photovoltaïques. En tant qu'organisme non réglementaire du ministère du Commerce des États-Unis, le NIST est chargé de promouvoir l'innovation et la compétitivité industrielle des États-Unis en faisant progresser la science, les normes et la technologie des mesures. Un certain nombre de programmes garantissent la qualité des pièces et des matériaux pour assurer le succès des fabricants américains, ce qui devrait conduire à une économie robuste. Le NIST soutient notamment le National Renewable Energy Lab du ministère de l'Énergie, car il dispose de données plus fondamentales et peut jouer un rôle proactif dans les normes.
Au sein du groupe Heat Transfer and Alternative Energy Systems du NIST à Gaithersburg, dans le Maryland, le chercheur Behrang Hamadani conçoit des outils permettant de mesurer les performances électriques des cellules solaires en mettant l'accent sur la métrologie. « L'efficacité de conversion d'énergie et les performances des panneaux photovoltaïques suscitent de nombreuses inquiétudes, en particulier ceux fabriqués à l'étranger », explique Behrang. « Par conséquent, nous devons vérifier les spécifications et les fabricants ont parfois besoin d'une référence hautement calibrée à laquelle comparer un nouveau produit. Nous offrons donc à l'industrie la confiance dans ses propres matériaux. »
Behrang a récemment travaillé sur une cellule solaire spéciale sur une seule plaquette de silicium non conditionnée. Comme il est plus facile de caractériser une zone plus petite dans des conditions de simulation, des cellules de 2 cm constituent la taille de référence standard. Ayant besoin de découper la plaquette en morceaux plus petits, Behrang a trouvé Potomac Photonics qui se trouvait par hasard à Baltimore, un peu au nord du siège du NIST.
Mais au-delà de la proximité, Behrang est tombé au bon endroit. La plaquette ne mesurait que 160 microns d’épaisseur, ce qui la rendait assez fragile et le matériau exclusif était susceptible de se fissurer, ce qui rendrait la plaquette entière inutilisable en raison des contraintes exercées sur toute la zone. Behrang a déclaré que découper une plaquette « semble simple, mais comme il s’agit d’un nouveau matériau, le micro-usinage laser de la plaquette sans fissure était un gros problème pour nous ».
« Le travail avec des matériaux fragiles tels que les fines plaquettes de silicium ou le verre est une spécialité de Potomac », ajoute Mike Adelstein, président-directeur général de Potomac. « Potomac dispose de processus d'usinage de développement et de manutention de pièces qui offrent à nos clients les résultats dont ils ont besoin sans endommager le substrat. »
Potomac était ravi de travailler sur ce projet passionnant avec le NIST. Nous espérons que nos plaquettes de silicium découpées au laser pourront aider le monde à développer des sources d'énergie alternatives pour faire de l'environnement un endroit plus sain pour les générations à venir.
