Une équipe de recherche de l’Université d’État de Washington vient de mettre au point une nouvelle méthode de production de tellure de cadmium – un matériau cristallin notamment utilisé dans les panneaux photovoltaïques – moins coûteuse que la technique actuelle. Ils publient leurs travaux en mars prochain dans la revue Journal of Crystal Growth.
Le tellure de cadmium est un matériau semi-conducteur utilisé dans de nombreux domaines : imagerie des rayons X et gamma, spectroscopie, modulateurs électro-optiques etc. Il est aujourd’hui fabriqué par un long procédé de cuisson dans des tubes en verre non réutilisables, sous forme de cristaux de taille limitée en raison d'un risque d’explosion. Les chercheurs ont mis au point un procédé de fabrication plus rapide et qui élimine tout risque d’explosion. Un mélange de tellure et de cadmium est placé dans un creuset en graphite et cuit dans un four à haute pression de type Bridgman. Résultat : une journée suffit pour produire un cristal de plus d’un kilogramme d’une pureté comparable aux matériaux existants. Une seule fournée permet de produire une dizaine de kilogrammes de matériau. Autre problématique : l’utilisation de tellure de cadmium dans les panneaux photovoltaïques nécessite d’améliorer le semi-conducteur par dopage, un procédé actuellement réalisé en fin de production qui pose des problèmes de non uniformité. Les chercheurs ont pu incorporer une grande quantité de dopant – de l’arsenic – directement dans les matières premières, améliorant ainsi la qualité du matériau obtenu par rapport aux standards. Cette nouvelle méthode de fabrication permet de produire de grandes quantités de tellure de cadmium aux propriétés électriques améliorées, avec une rentabilité économique supérieure de 45% aux standards actuels.
L’équipe s’enthousiasme des retombées dans le domaine photovoltaïque. Les panneaux au tellure de cadmium sont en effet plus efficaces que ceux au silicium, mais pèsent aujourd’hui moins de 10 % du marché du photovoltaïque en raison du surcoût de production.
