Cible de pulvérisation cathodique en molybdène

Présentation
Les cellules solaires CIGS (cuivre‑indium‑gallium‑sélénium) atteignent des rendements élevés en labo. Le sodium présent dans l’absorbeur améliore les performances des dispositifs même à faibles concentrations. Les cibles MoNa (molybdène‑sodium) fournissent une source de sodium contrôlée lors du dépôt du contact arrière afin d’ajuster le dosage de sodium dans l’absorbeur et d’améliorer la reproductibilité des modules.

Principe d’introduction du sodium et concept de couche
Dans la production CIGS courante, le sodium provient souvent du verre sodo‑calcique et diffuse dans l’absorbeur à des températures de process d’environ 500 °C. La teneur et la distribution en sodium issues du verre sont variables. Le dépôt d’une couche MoNa dédiée comme source de Na permet un apport reproductible : on applique une barrière de diffusion (ex. SiNx sur verre ou barrière Cr/W sur feuille d’acier), on pulvérise une fine couche MoNa puis une couche de molybdène pur comme électrode arrière. L’épaisseur de la couche MoNa et les paramètres de pulvérisation contrôlent la dose de sodium. Les systèmes PVD/magnétrons usuels (compatibles DC) servent à déposer ces couches.

Propriétés clés du produit et fabrication

• Fabrication par métallurgie des poudres assurant une distribution fine et homogène des composés de sodium entre les grains de molybdène.
• Pureté métallique élevée (> 99,7 %) pour limiter les impuretés nuisibles (ex. Fe, Cr) qui dégradent les performances cellulaires.
• Options de dopage en Na disponibles : typiquement 5 % et 10 % Na en cible (équivalents annoncés ≈ 1,3 % et 2,6 % en masse dans le contexte de l’absorbeur).
• Conductivité électrique adaptée au sputtering DC (plage typique : 5–10 MS/m).
• Disponibles en cibles planes et cibles rotatives (les rotatives offrant un meilleur rendement matière en production).

Avantages (en bref)

• Pureté métallique > 99,7 %
• Microstructure et composition homogènes
• Dopage en sodium ajustable via la composition cible et l’épaisseur de couche
• Conductivité compatible avec le sputtering magnétron DC (≈ 5–10 MS/m)

Recherches et remarques d’application
Les cibles MoNa ont fait l’objet d’études par des instituts de recherche pour l’introduction contrôlée de sodium dans les absorbeurs CIGS. Les travaux montrent que des contacts arrière MoNa permettent un dopage sodium reproductible et peuvent augmenter le rendement du dispositif ; des études concernent aussi bien des substrats rigides (verre) que flexibles (feuille d’acier). L’optimisation des paramètres de sputtering et du design de la couche MoNa est essentielle pour maximiser l’incorporation de Na tout en évitant les contaminations.

Caractéristiques / spécifications techniques

• Matériau : molybdène dopé au sodium (MoNa)
• Pureté métallique : > 99,7 %
• Teneurs en Na proposées : 5 % et 10 % (équivalents approximatifs en absorbeur : ≈ 1,3 % et 2,6 % en masse)
• Conductivité électrique : ≈ 5–10 MS/m
• Formes : cibles planes et cibles rotatives
• Fabrication : métallurgie des poudres pour une distribution Na fine et homogène
• Dépôt : PVD / sputtering magnétron conventionnel (compatible DC) ; dosage Na contrôlé via l’épaisseur MoNa et les paramètres de pulvérisation
• Note de process : diffusion Na favorisée autour de ~500 °C ; emploi conjoint d’une barrière de diffusion selon substrat