Brevet FR3015770A1 — publié le 20150626

Titre : Procédé et système de contrôle de qualité de cellules photovoltaïques La présente invention concerne un procédé et un système de contrôle de 5 qualité de cellules photovoltaïques, par exemple par photoluminescence ou par électroluminescence. Une image de photoluminescence d'une cellule photovoltaïque, acquise suite à une excitation de la cellule par un faisceau d'éclairement, permet de localiser des défauts préjudiciables à la performance de la cellule. Ces défauts 10 apparaissent dans l'image comme des zones plus obscures que le fond de l'image. Différentes méthodes proposent d'utiliser les images de photoluminescence pour déterminer des paramètres de la cellule, notamment pour identifier et/ou quantifier les défauts présents dans la cellule. Le document « Calculation of quantitative shunt values using 15 photoluminescence imaging », Augarten Y., Trupke T., Lenio M., Bauer J., Weber J.W., Juhl M. Kasemann M., Breitenstein O. (Prog. Photovolt. : Res. Appli., 21 :933-941. Doi :10.1002/pip.2180 (2013)) propose une méthode de quantification de pertes en courant dues à des défauts présents dans une cellule à partir d'images de photoluminescence de la cellule. Le document « Suns-PLI 20 as a powerful tool for spatially resolved fill factor analysis of solar cells » Mchl B., Impera D., Bivour M., Warta W., Schubert M.C. (Prog. Photovolt. : Res. Appl. Doi 10.1002/pip.2293 (2012)) décrit une méthode de détermination d'une carte de tension en circuit ouvert (VOC) et de carte de pseudo-facteur de forme (PFF) d'une cellule de silicium à partir d'intensités de photoluminescence mesurées 25 pour les pixels d'une image de photoluminescence de la cellule. Enfin, le document « Correlations of Cu(ln, Ga)Se2 imaging with device performance, defects and microstructural properties » Johnston S. et al. (J. Vac. Sci. Technol. A 30, 04D111 (2012)) étudie la corrélation entre une intensité moyenne de luminescence d'une cellule Cu(InGa)Se2, déterminée à partir d'images de 30 luminescence de la cellule, et, d'une part, une tension en en circuit ouvert de la cellule et, d'autre part, un facteur de forme de la cellule. Dans les méthodes existantes, les images de photoluminescence des cellules photovoltaïques contrôlées sont obtenues en excitant les cellules par illumination monochromatique (laser) avec une densité de puissance d'éclairement fixée et pendant une durée prédéfinie. Les résultats obtenus ne sont toutefois pas totalement satisfaisants car, selon la cellule analysée, les défauts de celle-ci sont plus ou moins détectables dans les images de photoluminescence. La présente invention vient améliorer la situation. A cet effet, l'invention concerne un procédé de contrôle de qualité d'une pluralité de cellules photovoltaïques comprenant, pour chaque cellule : - une étape d'excitation, lors de laquelle la cellule à contrôler est soumise à une excitation avec un niveau d'excitation déterminé ; - une étape d'acquisition d'au moins une image de luminescence de la cellule à contrôler après excitation ; - une étape de traitement de l'image acquise ; caractérisé en ce qu'il est prévu, pour chaque cellule, une étape préalable de détermination d'un niveau d'excitation ajusté à ladite cellule, les niveaux d'excitation ajustés respectifs des différentes cellules à contrôler étant adaptés de manière à ce que les intensités de luminescence des signaux émis par les différentes cellules soient égales à une même intensité de luminescence de référence. L'invention consiste donc à adapter les niveaux d'excitation appliqués aux différentes cellules photovoltaïques à contrôler afin de mettre toutes les cellules au même niveau, sur le plan de leur réponse de luminescence. Grâce à cela, on limite fortement le risque de sous-estimation ou de surestimation des défauts d'une cellule à l'autre. Le traitement des images de luminescence obtenues après excitation des cellules à contrôler à des niveaux d'excitation ajustés, permet de réaliser un contrôle de qualité qui est cohérent entre les différentes cellules, fiable et précis. Dans un mode de réalisation particulier, lors de l'étape préalable de 3 0 détermination du niveau d'excitation ajusté à la cellule : - on mesure l'intensité de luminescence émise par la cellule en réponse à un niveau d'excitation initial choisi ; - on détermine le niveau d'excitation ajusté à la cellule à partir de l'intensité de luminescence mesurée, de l'intensité de luminescence de référence et de données d'évolution d'une réponse de luminescence d'une cellule en fonction du niveau d'excitation appliqué à ladite cellule. La cellule à contrôler est initialement excitée avec un niveau d'excitation initial choisi. L'intensité de luminescence du signal de photons émis par une cellule en réponse à cette excitation initiale est mesurée afin de calculer un rapport entre l'intensité mesurée et l'intensité de référence. A partir de ce rapport et compte tenu du niveau initial d'excitation appliqué et de l'évolution connue de l'intensité de luminescence d'une cellule en fonction du niveau d'excitation, on détermine le niveau d'excitation ajusté à appliquer à la cellule pour que sa réponse de luminescence soit égale à l'intensité de référence. Avantageusement, on calcule un rapport d'intensités entre l'intensité de luminescence de référence et l'intensité de luminescence mesurée, et, les données d'évolution de la réponse de luminescence en fonction du niveau d'excitation appliqué étant normalisées pour le niveau d'excitation initial choisi, on obtient directement le niveau d'excitation ajusté à la cellule à l'aide desdites données d'évolution, à partir dudit rapport d'intensités pris en tant qu'intensité de luminescence. Grâce à cela, on détermine le niveau d'excitation ajusté de façon simple et rapide, sans calcul supplémentaire. Avantageusement encore, les cellules à contrôler étant fabriquées par une ligne de fabrication, il est prévu une phase d'apprentissage, lors de laquelle : - on mesure les tensions en circuit ouvert d'une pluralité de cellules d'apprentissage fabriquées sur ladite ligne de fabrication ; - on détermine une tension en circuit ouvert de référence, contenue dans une plage définie par une moyenne des tensions en circuit ouvert mesurées plus ou moins de deux fois l'écart type de distribution des tensions en circuit ouvert mesurées; on détermine l'intensité de luminescence de référence à partir de la tension en circuit ouvert de référence déterminée et pour le niveau d'excitation initial choisi. Grâce à cela, l'intensité de luminescence de référence est adaptée à la 5 ligne de production des cellules à contrôler. Dans un mode de réalisation particulier, lors de la phase d'apprentissage - on soumet les cellules d'apprentissage au niveau d'excitation initial choisi et on mesure les intensités de luminescence des cellules d'apprentissage en réponse à l'excitation ; 10 - on détermine des données d'évolution de l'intensité de luminescence des cellules d'apprentissage soumises au niveau d'excitation initial choisi, en fonction de la tension en circuit ouvert desdites cellules d'apprentissage. Par apprentissage, on peut ainsi déterminer des données de variation de 15 l'intensité de luminescence des cellules en fonction de la tension en circuit ouvert de celles-ci et sélectionner une intensité de luminescence de référence à partir de ces données. Avantageusement, pour chaque cellule à contrôler, l'image de luminescence de ladite cellule étant composée d'un ensemble de pixels auxquels 20 des valeurs respectives d'intensité de luminescence sont attribuées, lors de l'étape de traitement : - on décompose l'image de luminescence de la cellule à contrôler en une première image correspondant à ladite cellule sans défauts et une deuxième image correspondant à des défauts de ladite cellule 25 - on calcule une moyenne des valeurs d'intensité de luminescence associées aux pixels de la deuxième image afin de déterminer un paramètre de quantification des défauts de la cellule Suite à l'excitation ajustée de la cellule à contrôler, une image de la réponse de luminescence de la cellule est acquise puis décomposée en deux 30 images secondaires correspondant respectivement au fond de l'image et aux défauts de la cellule. A partir de l'image secondaire contenant les défauts de la cellule, on peut réaliser une moyenne des intensités de luminescence des pixels et déterminer ainsi un paramètre de quantification des défauts. Avantageusement encore, le paramètre de quantification des défauts est corrigé par un facteur de correction déterminé à partir d'une moyenne de valeurs 5 des pixels de la première image. Du fait de l'ajustement des niveaux d'excitation appliqués aux cellules à contrôler, les fonds d'image devraient idéalement être tous identiques. Toutefois, du fait d'erreurs de réglage notamment, de légères déviations sont possibles. Il en résulte une sous-estimation ou une surestimation des défauts. Pour corriger 10 cela, le paramètre de quantification des défauts est pondéré par un facteur de correction déterminé à partir de la valeur moyenne d'intensité de luminescence de l'image du fond. Dans un mode de réalisation particulier, lors d'une phase d'apprentissage, on détermine des données de corrélation entre un paramètre de perte de facteur 15 de forme et le paramètre de quantification des défauts, pour des cellules d'apprentissage. Dans ce cas, avantageusement, pour chaque cellule à contrôler, on évalue un paramètre de perte de facteur de forme de ladite cellule à partir du paramètre de quantification des défauts déterminé et desdites données de 20 corrélation. A partir du paramètre de quantification des défauts d'une cellule à contrôler, on peut ainsi estimer l'impact des défauts sur le facteur de forme. Plus précisément, à l'aide de données corrélation entre le paramètre de quantification de défauts et une perte de facteur de forme, obtenues par apprentissage, et à 25 partir du paramètre de quantification des défauts déterminé de la cellule à contrôler, on peut évaluer une perte sur le facteur de forme de la cellule induite par les défauts. Avantageusement encore, il est mis en oeuvre, pour chaque cellule à contrôler, avant ou après une étape de métallisation de ladite cellule, en cours 30 de fabrication. Grâce à cela, on peut stopper la fabrication des cellules défectueuses, notamment avant métallisation et économiser ainsi du métal. Le mode d'excitation de la cellule à contrôler peut être un faisceau lumineux ou un courant électrique. L'invention concerne aussi un système de contrôle de qualité d'une pluralité de cellules photovoltaïques comprenant des moyens matériels et 5 logiciels pour mettre en oeuvre les étapes du procédé qui vient d'être défini. Dans une forme de réalisation particulière, le système comprend: - un dispositif d'excitation adapté pour appliquer à une cellule à contrôler une excitation avec un niveau d'excitation déterminé ; - un dispositif d'acquisition d'une image de luminescence de la cellule 10 après excitation ; - un module de traitement d'image ; et est caractérisé en ce qu'il comprend un module de détermination de niveaux d'excitation ajustés à des cellules à contrôler, adapté pour ajuster les niveaux d'excitation respectifs des cellules à contrôler de manière à ce que les 15 intensités de luminescence émises par lesdites cellules soit égales à une même intensité de luminescence de référence Le système peut comprendre tout ou partie des caractéristiques additionnelles suivantes : - le module de détermination de niveaux d'excitation ajustés aux cellules 20 à contrôler est agencé pour déterminer le niveau d'excitation ajusté pour une cellule à contrôler à partir d'une intensité de luminescence mesurée de ladite cellule en réponse à un niveau d'excitation initial choisi, de l'intensité de luminescence de référence et de données d'évolution d'une réponse de luminescence d'une cellule en fonction 25 du niveau d'excitation appliqué à ladite cellule ; - il comprend un module d'apprentissage adapté pour déterminer - une tension en circuit ouvert de référence, à partir de tensions en circuit ouvert mesurées de cellules d'apprentissage, ladite tension en circuit ouvert de référence étant contenue dans une 30 plage définie par une moyenne des tensions en circuit ouvert mesurées plus ou moins de deux fois l'écart type de distribution des tensions en circuit ouvert mesurées, et - l'intensité de luminescence de référence à partir de la tension en circuit ouvert de référence déterminée et pour le niveau d'excitation initial choisi ; - le module de traitement d'image est adapté pour décomposer l'image de luminescence d'une cellule à contrôler, acquise après excitation de ladite cellule au niveau d'excitation ajusté, en une première image correspondant à ladite cellule sans défauts et une deuxième image correspondant à des défauts de ladite cellule, et en ce qu'il comprend un module de détermination d'un paramètre de quantification de défauts de la cellule à contrôler agencé pour calculer une moyenne des valeurs d'intensité de luminescence associées aux pixels de la deuxième image ; - il comprend un module d'évaluation d'un paramètre de perte de facteur de forme d'une cellule à contrôler à partir du paramètre déterminé de quantification des défauts de ladite cellule et de données de corrélation entre le paramètre de perte de facteur de forme et le paramètre de quantification des défauts. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante d'un mode de réalisation particulier du procédé et du système de contrôle de qualité 20 d'une pluralité de cellules photovoltaïques de l'invention, en référence aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 représente le système de contrôle de qualité, selon une forme de réalisation particulière de l'invention ; - la figure 2 représente des données d'évolution de la réponse de 25 luminescence d'une cellule photovoltaïque en fonction d'un niveau d'excitation appliqué, l'intensité étant normalisée pour un niveau d'excitation choisi ; - la figure 3 représente des données d'évolution de l'intensité de luminescence de cellules photovoltaïques d'apprentissage en fonction 30 des tensions en circuit ouvert de ces cellules ; - la figure 4A représente une image de luminescence relative à une cellule photovoltaïque à contrôler ; - les figures 4B et 4C représentent deux images obtenues par décomposition de l'image de la figure 4A ; - les figures 5A et 5B représentent des étapes d'une phase d'apprentissage du procédé, selon un mode de réalisation particulier ; - les figures 6A et 6B représentent des étapes d'une phase de contrôle de qualité du procédé de l'invention, selon un mode de réalisation particulier ; - la figure 7 représente les caractéristiques courant-tension et puissance-tension d'une cellule photovoltaïque ; - la figure 8 représente des données de corrélation entre une paramètre de perte de facteur de forme et un paramètre de quantification des défauts d'une cellule. Le procédé de contrôle de qualité de l'invention permet de contrôler la qualité de cellules photovoltaïques fabriquées sur une ligne de production L, afin 15 le cas échéant de détecter une ou plusieurs cellules ayant des performances insuffisantes par rapport aux performances souhaitées. Le contrôle de qualité est mis en oeuvre par un système comportant : - un dispositif d'excitation 1, destiné à exciter une cellule photovoltaïque de façon à ce qu'elle émette des photons par luminescence, 20 - un dispositif 2 d'acquisition d'images de luminescence, tel qu'une caméra, destiné à acquérir des images numériques représentatives des photons émis par une cellule photovoltaïque en réponse à une excitation, autrement dit des images de la réponse de luminescence de la cellule suite à une excitation, 25 - un capteur 3 de mesure d'intensité de luminescence, adapté pour mesurer l'intensité de luminescence d'un signal de photons émis par une cellule photovoltaïque après excitation, - un dispositif de contrôle 4. Le système de contrôle de qualité comprend des moyens matériels et 30 logiciels pour mettre en oeuvre les étapes du procédé décrit plus loin. Le dispositif de contrôle 4 comprend notamment une unité centrale (non représentée), en l'espèce un microprocesseur, et différents modules logiciels : - un module d'apprentissage 40, apte à commander l'exécution des étapes d'une phase d'apprentissage, - un module 41 de détermination d'un niveau d'excitation ajusté pour une cellule photovoltaïque, - un module 42 de traitement d'image et de détermination d'un paramètre de quantification de défauts d'une cellule photovoltaïque, - un module 43 d'évaluation d'un paramètre de perte de facteur de forme, - un module 44 de sélection de cellule. Le dispositif de contrôle 4 comprend en outre une mémoire de stockage 45, pour mémoriser notamment des données obtenues lors de la phase d'apprentissage, et une interface homme-machine 46 (écran, clavier, etc.). Dans l'exemple de réalisation décrit ici, le mode d'excitation des cellules photovoltaïques est un faisceau lumineux laser. Le dispositif d'excitation 1 est 15 une source d'émission laser. En variante, on pourrait utiliser un autre type de faisceau lumineux ou une excitation par courant électrique. Les cellules photovoltaïques sont par exemple des cellules silicium à hétérojonction, ou cellules solaires SHJ (de l'anglais « Silicon HeteroJunction »). On pourrait toutefois envisager d'appliquer l'invention à tout autre type de 20 cellules photovoltaïques. On pourra citer par exemple les cellules silicium homojonction, les cellules couches minces à base de silicium amorphe ou d'autres semi-conducteurs tels que les cellules CdTe (Tellure de Cadmium), le CuInGaSe (Cuivre-Indium-Sélénite de Gallium) ou le GaAs (Arsénite de Gallium ) ou encore les cellules multijonctions. 25 Le procédé comprend une phase initiale d'apprentissage de la ligne de production L, décrite ci-après. Phase d'apprentissage : La phase d'apprentissage permet de déterminer différents paramètres 30 relatifs aux cellules photovoltaïques produites par la ligne de production L, à savoir : 3015 770 10 - des données d'évolution de l'intensité de luminescence de cellules photovoltaïques produites par la ligne de production L en fonction d'une tension en circuit ouvert (courbe C1) ; - une valeur de référence, ou cible, d'intensité de luminescence, notée 5 IPL,ref pour des cellules photovoltaïques à contrôler ; - des données d'évolution de la réponse de luminescence d'une cellule photovoltaïque en fonction du niveau d'excitation appliqué à celle-ci (courbe C2) ; - des données de corrélation entre un paramètre GL de quantification de 10 défauts d'une cellule photovoltaïque et un paramètre de perte de facteur de forme de cette cellule ; - un seuil TSHGL de paramètre de quantification de défauts. La phase d'apprentissage comprend une première étape E00 de fabrication d'un lot de N cellules photovoltaïques dites « d'apprentissage », notées CLA1, CLA2, CLAi, ..., CLAN, par la ligne de production L. Par exemple, le nombre N peut être de l'ordre de quelques centaines voire de quelques milliers de cellules, suivant le degré de précision que l'on cherche (échantillon représentatif). Les étapes E01 à E06 permettent de déterminer la courbe C1 et l'intensité 20 de luminescence de référence IpL,re f - De façon connue, une cellule photovoltaïque est caractérisée par une tension en circuit ouvert « Vos », correspondant à la tension aux bornes de la cellule quand aucun courant I n'est débité (1=0). Une ligne de production produit généralement des cellules dont les tensions V' respectives peuvent varier 25 légèrement d'une cellule à l'autre. Typiquement, les tensions V' d'un lot de cellules photovoltaïques produites par une ligne de production sont réparties selon une distribution gaussienne autour d'une valeur moyenne V' et avec un écart type a donné. Lors de l'étape E01, on mesure la tension en circuit ouvert V' i de 3 0 chacune des cellules d'apprentissage CLAi, de façon connue. Lors de l'étape E02, on calcule une valeur moyenne V' de tension en circuit ouvert, à partir des tensions V' i mesurées pour les cellules CLA1 à CLAN. On mesure ensuite les réponses de photoluminescence de chacune des cellules d'apprentissage CLA1 à CLAN, lorsque celles-ci sont soumises à un faisceau laser d'excitation, avec un niveau d'éclairement choisi, à l'aide du dispositif d'émission laser 1. Dans l'exemple décrit ici, on choisit un niveau d'éclairement égal à 40% de la puissance maximale d'émission laser du dispositif d'émission laser 1, la densité de puissance maximale du laser étant de l'ordre de 120 mW/cm2, et une durée d'émission du faisceau laser de l'ordre de 10 ms. On pourrait choisir un niveau d'éclairement différent, en toute hypothèse adapté de manière à ce que les réponses de photoluminescence des cellules photovoltaïques ne saturent pas le dispositif d'acquisition 2. Notons Pinit ce niveau d'éclairement initial choisi. En variante, pour obtenir le niveau d'éclairement souhaité, on pourrait choisir une densité de puissance laser fixe (par exemple 40% de la puissance maximale) et régler le niveau d'éclairement en variant la durée du temps d'excitation de la cellule, c'est-à-dire, la durée d'émission du faisceau laser. Pour mesurer les réponses de photoluminescence des cellules au niveau d'éclairement initial choisi pipit, lors de l'étape E03, on soumet chaque cellule d'apprentissage CLAi, avec l'indice i étant initialement égal à 1, à un faisceau laser, le dispositif laser 1 étant réglé à une puissance choisie de 40% de sa 2 0 puissance maximale d'émission. Lors de l'étape E04, on mesure l'intensité de photoluminescence IPL i du signal émis par la cellule d'apprentissage CLA; en réponse à l'excitation laser appliquée lors de l'étape E03. Pour un niveau d'éclairement donné, il est connu que l'intensité de 25 photoluminescence IPL d'une cellule photovoltaïque dépend de la tension en circuit ouvert Voc de cette cellule. Plus précisément, l'intensité IPL est eV proportionnelle à (-kTc . Autrement dit, on a la relation suivante : 'pi, OC exp (e1) kT où : 30 - e représente la charge élémentaire ; - k représente la constante de Boltzmann et (1) - T représente la température. Les étapes E03 et E04 sont réitérées pour chacune des cellules d'apprentissage CLAi, l'indice i allant de 1 à N. Une étape de test E05 est prévue pour que le procédé revienne à l'étape E03 tant que l'indice i est inférieur à N (branche N sur la figure 4). Lorsque les réponses de photoluminescence de toutes les cellules CLAi, avec i allant de 1 à N, ont été mesurées, le procédé passe à l'étape E06 (branche Y sur la figure 5A). A l'issue de l'étape E05, on dispose, pour chaque cellule d'apprentissage CLA; (avec i compris entre 1 et N), d'un couple de valeurs mesurées (V' i,IpL i) contenant chacun la tension en circuit ouvert mesurée V' i et l'intensité de photoluminescence IPL i de la cellule CLA; , mesurée en réponse à un éclairement choisi égal à 40% de la puissance maximale d'émission laser du dispositif 1. Lors de l'étape E06, à partir des couples (V' L, IPL i) et compte tenu de la relation de proportionnalité (1) connue, le dispositif de contrôle 4 détermine des premières données d'évolution de l'intensité de photoluminescence IPL en fonction de la tension en circuit ouvert V' pour les cellules d'apprentissage. Ces premières données d'évolution forment la courbe C1 telle que représentée sur la figure 3. Cette courbe C1 est ainsi déterminée à partir de données d'apprentissage constituées par les couples (V' L, IPL i) et de la relation (1). Lors d'une étape E07, le dispositif de contrôle 4 détermine la valeur de référence de l'intensité de photoluminescence IpL,ref à partir d'une valeur de tension en circuit ouvert de référence Voc,ref et à l'aide de la courbe C1. Dans l'exemple de réalisation décrit ici, la tension en circuit ouvert de référence Voc,ref est choisie égale à la valeur moyenne de tension en circuit ouvert Voc. L'intensité de référence IpL,ref est donc égale à l'intensité de photoluminescence associée (ou couplée) à la tension de référence Voc,ref, ici égale à Vo,. , sur la courbe C1. En variante, la tension de référence Voc,ref pourrait être l'une quelconque des valeurs de tension Vo, comprises entre la moyenne Vo,. augmentée de deux fois l'écart type a et la moyenne Vo,. diminuée de deux fois l'écart type a, c'est-à-dire comprise dans l'intervalle [Vo,. - 2o-; Voc + 2a]. Le procédé passe ensuite aux étapes E08 à E011 permettant la détermination de deuxièmes données d'évolution relatives à la réponse de photoluminescence d'une cellule photovoltaïque produite par la ligne de production L en fonction du niveau d'éclairement appliqué à cette cellule. Par « réponse de photoluminescence », on entend ici désigner l'intensité de photoluminescence du signal de photons émis par la cellule en réponse à une excitation. Ces deuxièmes données d'évolution forment une deuxième courbe notée C2 telle que représentée sur la figure 2. Notons que la courbe d'évolution C2 peut être déterminée à partir d'une seule cellule d'apprentissage, voire de quelques cellules d'apprentissage. En effet, l'évolution de la réponse de photoluminescence d'une cellule produite par la ligne L en fonction du niveau d'éclairement est analogue, ou sensiblement analogue, d'une cellule à l'autre, quelle que soit notamment la tension en circuit ouvert de la cellule. Dans l'exemple de réalisation particulier décrit ici, les étapes E08 à El 1 sont ici mises en oeuvre pour une cellule d'apprentissage, par exemple la cellule CLA1. En variante, on pourrait réitérer ces étapes E08 à E011 pour un nombre limité de cellules d'apprentissage. En référence à la figure 5B , lors de l'étape E08, on soumet la cellule CLA1 à un niveau de puissance laser P1, l'indice j étant initialement égal à 1. Par 20 exemple, le premier niveau de puissance laser appliqué P1 correspond à 10% de la puissance laser maximale d'émission du dispositif laser 1. Lors d'une étape E09, on mesure la réponse de photoluminescence de la cellule CLA1, c'est-à-dire l'intensité de luminescence du signal de photons émis par celle-ci, notée !pi, i[Pi], en réponse à l'excitation laser de puissance Pi. 25 Les étapes E08 et E09 sont réitérées pour une pluralité de niveaux de puissance laser P1, avec j=1, 2, 3, ..., M, allant par exemple de 10% à environ 80% de la puissance laser maximale du laser 1. On effectue par exemple une dizaine de mesures d'intensité de luminescence /pL 1 [Pi] pour un nombre correspondant de niveaux de puissance laser différents. 30 Une étape de test E010 est prévue pour que le procédé revienne à l'étape E08 tant que l'indice j est inférieur à M (branche N sur la figure 5B). Lorsque la réponse de photoluminescence de la cellule CLA1 a été mesurée pour les M niveaux d'éclairement P1, avec j=1, 2, 3, ..., M, le procédé passe à l'étape E011 (branche Y sur la figure 5B). A l'issue de l'étape E010, une fois que les étapes E08 et E09 ont été réitérés M fois, on obtient M couples de valeurs (Pi, IPL 1[Pj]), avec j=1, 2, 3, ..., 5 M. Lors de l'étape E011, à partir des M couples de valeurs (P1, i[Pi]), le dispositif de contrôle 4 détermine des deuxièmes données d'évolution de l'intensité de photoluminescence d'une cellule photovoltaïque produite par la ligne de fabrication L en fonction du niveau d'éclairement. Ces deuxièmes 10 données d'évolution formant la courbe C2, telle que représentée sur la figure 2. Cette courbe C2 est la même, ou sensiblement la même, pour toutes les cellules produites par la ligne de production L, quelles que soient leurs valeurs de Vo, respectives. Dans le cas représenté sur la figure 2, la courbe C2 peut être ajustée par une loi polynomiale du type IpLF,i [P E4()%i = a + b - P. + c - P? + --- 15 La phase d'apprentissage permet ainsi de déterminer les courbes d'évolution C1 et C2, basées sur des données d'apprentissage (c'est-à-dire des données de mesure relatives aux cellules d'apprentissage) et peut être réalisée à la première mise en service de la ligne de production L. La phase d'apprentissage comprend également des étapes E012 et E013 20 permettant de déterminer un seuil critique de paramètre de quantification de défauts TSHGL. Ces étapes E012 et E013 seront décrites plus loin. Contrôle de qualité On va maintenant décrire la phase de contrôle de qualité de cellules 25 photovoltaïques produites par la ligne de production L, mis en oeuvre après la phase d'apprentissage. Notons CLCk, avec k= 1, 2, ..., un ensemble de cellules photovoltaïques à contrôler. Dans le mode de réalisation particulier décrit ici, le contrôle de qualité est mis en oeuvre pour chaque cellule à contrôler CLCk, avant la fin du processus de 30 fabrication de la cellule, et plus précisément avant métallisation de celle-ci. Le contrôle de qualité comprend, pour chaque cellule à contrôler CLCk - une étape préalable E2 de détermination d'un niveau d'excitation ajusté à la cellule à contrôler CLCk ; - une étape d'excitation E3, lors de laquelle ladite cellule CLCk est soumise à une excitation à un niveau d'excitation ajusté ; - une étape E4 d'acquisition d'au moins une image de luminescence de la cellule CLCk après excitation ; - une étape E5 de traitement de l'image acquise. Ajustement du niveau d'excitation : L'étape préalable E2 consiste à déterminer un niveau d'excitation, en l'espèce un niveau d'éclairement, ajusté à ladite cellule CLCk. Par définition, un niveau d'excitation « ajusté » à une cellule photovoltaïque est un niveau d'excitation adapté de manière à ce que l'intensité de luminescence Ipu du signal de photons émis par la cellule considérée, en réponse au niveau d'excitation appliqué, soit égale à l'intensité de référence I p L,r e f - Notons P[CLCk] le niveau d'excitation ajusté à la cellule CLCk, correspondant ici à un niveau d'éclairement défini par un pourcentage de la puissance maximale d'émission du dispositif d'émission laser 1. L'étape E2 comprend les sous-étapes E20 à E23 décrites ci-après, en 20 référence à la figure 6A. La sous-étape E20 consiste à soumettre la cellule à contrôler CLCk à un niveau d'excitation initial choisi Pintt à l'aide du dispositif d'émission laser 1. Le niveau d'excitation initial Pintt correspond à un niveau d'éclairement ici égal à 40% de la puissance laser maximale d'émission du dispositif laser 1. 25 Le capteur 2 mesure l'intensité de photoluminescence IpL,k[Pinit] du signal de photons émis par la cellule CLCk en réponse à l'excitation Pintt , lors de la sous-étape E21. Lors de la sous-étape E22, le dispositif de contrôle 4 calcule un rapport d'intensités entre la valeur de référence d'intensité de luminescence et la valeur 30 mesurée d'intensité de luminescence, c'est-à-dire entre /pLref et IpL,k[ Pinit] - Notons RIk ce rapport d'intensités : IPL re f I RIk = [Finit] Lors d'une étape E23, le dispositif de contrôle 4 détermine le niveau d'excitation P[CLCk] ajusté à la cellule CLCk à partir du rapport d'intensités RIk et à l'aide de la courbe C2. A ce rapport d'intensités RIk correspond un rapport de niveaux 5 d'éclairement constituant un facteur d'ajustement ak à appliquer au niveau d'excitation initial Finit pour obtenir le niveau d'excitation P[CLCk] ajusté à la cellule CLCk. Dans le mode de réalisation particulier décrit ici, la courbe C2 est normalisée pour le niveau d'éclairement initial choisi Finit. Cela signifie que la 10 réponse de photoluminescence au niveau d'éclairement défini par Finit (ici 40%) est ramenée à 1 et que l'ensemble des points de la courbe C2 est adapté de façon analogue. Grâce à cela, le niveau d'éclairement ajusté P[CLCk] est donné directement par la courbe C2 à partir du rapport RIk pris en tant que réponse de photoluminescence. En d'autres termes, le niveau d'éclairement ajusté à la 15 cellule CLCk est le niveau d'éclairement associé sur la courbe C2 à la réponse de photoluminescence égale au rapport d'intensités RIk. Prenons l'exemple d'une cellule à contrôler, par exemple CLC1, à laquelle on applique un niveau d'éclairement initial choisi Finit égal à 40% de la puissance maximale du dispositif d'émission laser 1. En référence à la figure 2, 20 l'intensité de photoluminescence ,1[Finit] du signal de photons émis par la cellule CLC1 en réponse à l'éclairement à Pinit (40%) est de l'ordre de 40000 photons. L'intensité de référence IpL,ref étant égale à 20000 photons sur la figure 2, le rapport d'intensités RI1 vaut 0,5. Sur la courbe C2, la valeur normalisée de réponse de photoluminescence de 0,5 (RI1) correspond à un niveau 25 d'éclairement de 25% de la puissance laser maximale. On détermine ainsi que le niveau d'éclairement ajusté à la cellule CLC1 est égal à 25% de la puissance laser maximale. Excitation Lors de l'étape d'excitation E3, la cellule à contrôler CLCk est soumise à une excitation au niveau d'excitation ajusté déterminé lors de l'étape E2. Dans l'exemple particulier décrit ici, la cellule à contrôler CLCk est ainsi soumise à un éclairement ajusté dont le niveau est défini par la puissance P[CLCk] préalablement déterminé à l'étape E2. Acquisition Lors de l'étape E4, le dispositif d'acquisition 2 prend une image, notée IMPL,k de photoluminescence de la réponse de photoluminescence de la cellule CLCk suite à l'excitation au niveau d'éclairement P[CLCk]. L'image de photoluminescence IMpo Notons n le nombre total de pixels pi d'une image de photoluminescence acquise. Traitement d'image Le dispositif de contrôle 4 met ensuite en oeuvre une étape de traitement d'image E5 comportant les sous-étapes E50 à E53, décrites ci-après en référence à la figure 6B. Le traitement d'image E5 permet de déterminer un paramètre GLk de quantification des défauts de la cellule à contrôler CLCk, à partir de l'image de photoluminescence IMpu. Lors de la sous-étape E50, le dispositif de contrôle 4 décompose l'image de luminescence IMPL,k de la cellule à contrôler CLCk en une première image IMOPL,k correspondant à ladite cellule sans défauts et une deuxième image /Mdpo Chaque image (/Mpo Lors de la sous-étape E53, le dispositif de contrôle 4 corrige le premier paramètre de quantification des défauts Go Les étapes E0120 et E0121 sont réitérées pour chacune des cellules d'apprentissage (test E0122). Lors de l'étape E0120, la perte de facteur de forme OFF; est évaluée pour une cellule d'apprentissage finie, après métallisation. Par exemple, la perte de facteur de forme OFF; peut être définie comme une différence entre le facteur de forme réel mesuré pour la cellule CLA; et un facteur de forme de référence et pour la cellule CLAi. En variante, on pourrait utiliser une méthode plus précise de quantification de OFF; prenant en compte différents phénomènes physiques qui impactent le facteur de forme (résistance série, résistance shunt, recombinaisons, ...), telle que celle décrite dans l'article « A Fill Factor Loss Analysis Method for Silicon Wafer Solar Cells » IEEE Journal of photovoltaics, vol.3, N°4, october 2013, Digital Objet Identifier 10.1109/J PHOTOV.2013.2270348. La sous-étape E0121 consiste à mettre en oeuvre l'étape E5 de calcul du 15 paramètre de quantification des défauts GL; pour la cellule d'apprentissage CLAi, après avoir réalisé les étapes E2 à E4 consistant à déterminer le niveau d'éclairement ajusté à la cellule CLAi, à exciter la cellule CLA; avec le niveau d'éclairement initial choisi Pinit et à acquérir une image de photoluminescence de la cellule CLA; en réponse à l'éclairement ajusté. 20 A l'issue de l'étape E012, le dispositif 4 mémorise des données d'évolution du paramètre de perte de facteur de forme OFF en fonction du paramètre de quantification des défauts GL, comme représenté sur la figure 8. Lors d'une étape E013, le dispositif 4 détermine un seuil critique de paramètre de quantification des défauts, noté TSHGL, au-delà duquel les pertes 25 de facteur de forme sont estimées trop importantes pour que les performances de la cellule soient satisfaisantes. Par exemple, en référence à la figure 8, ce seuil TSHGL est fixé à 4,75. Bien entendu, ce seuil pourrait être différent avec une autre ligne de production de cellules. 30 Sélection des cellules contrôlées CLCk La phase de contrôle de qualité de chaque cellule à contrôler CLCk comprend, suite à l'étape de détermination du paramètre GLk de la cellule (étape E5), une étape de test E6 consistant à déterminer si les performances de la cellule CLCk sont satisfaisantes. Le test E6 consiste à déterminer si le paramètre de quantification des défauts GLk est supérieur ou égal au seuil critique TSHGL . Si le test est négatif, la qualité de la cellule CLCk est jugée satisfaisante et 5 la cellule CLCk peut passer à une étape suivante de son processus de fabrication, en l'espèce à une étape de métallisation E7. Si le test est positif, les performances de la cellule CLCk sont considérées comme insuffisantes et la cellule CLCk est retirée de la ligne de production L (étape E8). 10 Dans l'exemple de réalisation qui vient d'être décrit ici, le procédé de contrôle de qualité est mis en oeuvre avant l'étape de métallisation de la cellule mise en oeuvre en fin de fabrication. Grâce à cela, les cellules défectueuses peuvent être retirées de la ligne de production avant métallisation, ce qui permet d'économiser du métal. On pourrait toutefois envisager de mettre en oeuvre le 15 procédé de contrôle de qualité à la fin de la fabrication des cellules. Les différentes étapes du procédé qui vient d'être décrit sont mises en oeuvre par ou sous le contrôle des modules correspondants du dispositif de contrôle 4. 20 REVENDICATIONS1. Procédé de contrôle de qualité d'une pluralité de cellules photovoltaïques (CLCk) comprenant, pour chaque cellule : - une étape d'excitation (E3), lors de laquelle la cellule à contrôler (CLCk) est soumise à une excitation avec un niveau d'excitation déterminé ; - une étape (E4) d'acquisition d'au moins une image (/MpL,k) de luminescence de la cellule à contrôler (CLCk) après excitation ; - une étape (E5) de traitement de l'image acquise (/MpL,k) ; caractérisé en ce qu'il est prévu, pour chaque cellule (CLCk), une étape préalable (E2) de détermination d'un niveau d'excitation ajusté (P[CLCk]) à ladite cellule (CLCk), les niveaux d'excitation ajustés respectifs des différentes cellules à contrôler étant adaptés de manière à ce que les intensités de luminescence (IPL,k) des signaux émis par les différentes cellules soient égales à une même intensité de luminescence de référence (ip Lref )- 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, lors de l'étape préalable (E2) de détermination du niveau d'excitation ajusté à la cellule : - on mesure (E20) l'intensité de luminescence (/pL,k[Pinit]) émise par la cellule en réponse à un niveau d'excitation initial choisi (Finit ) - on détermine (E23) le niveau d'excitation ajusté P[CLCk] à la cellule (CLCk) à partir de l'intensité de luminescence mesurée, de l'intensité de luminescence de référence (4.Lref 1 et de données (C2) d'évolution d'une réponse de luminescence d'une cellule en fonction du niveau d'excitation appliqué à ladite cellule. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'on calcule (E22) un rapport d'intensités entre l'intensité de luminescence de référence et l'intensité de luminescence mesurée, et, les données d'évolution de la réponse de luminescence en fonction du niveau d'excitation appliqué étant normalisées pour le niveau d'excitation initial choisi, on obtient directement le niveau d'excitation ajusté à la cellule à l'aide desdites données d'évolution, à partir dudit rapport d'intensités pris en tant qu'intensité de luminescence. 4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que, les cellules à contrôler étant fabriquées par une ligne de fabrication, il est prévu une phase d'apprentissage, lors de laquelle : - on mesure (E01) les tensions en circuit ouvert d'une pluralité de cellules d'apprentissage fabriquées sur ladite ligne de fabrication ; - on détermine (E02) une tension en circuit ouvert de référence, contenue dans une plage définie par une moyenne des tensions en circuit ouvert mesurées plus ou moins de deux fois l'écart type de distribution des tensions en circuit ouvert mesurées; - on détermine (E07) l'intensité de luminescence de référence à partir de la tension en circuit ouvert de référence déterminée et pour le niveau d'excitation initial choisi. 5. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que, lors de la phase d'apprentissage - on soumet (E03) les cellules d'apprentissage au niveau d'excitation initial choisi et on mesure (E04) les intensités de luminescence des cellules d'apprentissage en réponse à l'excitation ; - on détermine (E06) des données d'évolution de l'intensité de luminescence des cellules d'apprentissage soumises au niveaud'excitation initial choisi, en fonction de la tension en circuit ouvert desdites cellules d'apprentissage. 6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que, pour chaque cellule à contrôler, l'image de luminescence de ladite cellule étant composée d'un ensemble de pixels auxquels des valeurs respectives d'intensité de luminescence sont attribuées, lors de l'étape de traitement : - on décompose (E50) l'image de luminescence de la cellule à contrôler en une première image correspondant à ladite cellule sans défauts et une deuxième image correspondant à des défauts de ladite cellule, - on calcule (E51) une moyenne des valeurs d'intensité de luminescence associées aux pixels de la deuxième image afin de déterminer un paramètre de quantification des défauts de la cellule. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que le paramètre de quantification des défauts est corrigé (E53) par un facteur de correction déterminé à partir d'une moyenne de valeurs des pixels de la première image. 8. Procédé selon l'une des revendications 6 et 7, caractérisé en ce que, lors d'une phase d'apprentissage, on détermine (E012) des données de corrélation entre un paramètre de perte de facteur de forme et le paramètre de quantification des défauts, pour des cellules d'apprentissage. 3 0 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que, pour chaque cellule à contrôler, on évalue (E0120) un paramètre de perte de facteur de forme de ladite cellule à partir du paramètre de quantification des défauts déterminé et desdites données de corrélation. 10. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est mis en oeuvre, pour chaque cellule à contrôler, avant ou après une étape de métallisation de ladite cellule, en cours de fabrication. 11. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que, lors de l'étape d'excitation, on soumet la cellule à un éclairement d'excitation. 12. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que, lors de l'étape d'excitation, on soumet la cellule à un courant d'excitation. 13.Système de contrôle de qualité d'une pluralité de cellules photovoltaïques comprenant des moyens matériels et logiciels pour mettre en oeuvre les étapes du procédé selon l'une des revendications 1 à 12. 14. Système selon la revendication 13, comprenant : - un dispositif d'excitation (1) adapté pour appliquer à une cellule à contrôler une excitation avec un niveau d'excitation déterminé ; - un dispositif (2) d'acquisition d'une image de luminescence de la cellule après excitation ; - un module de traitement d'image (42) ; caractérisé en ce qu'il comprend un module (41) de détermination de niveaux d'excitation ajustés à des cellules à contrôler, adapté pour ajuster les niveaux d'excitation respectifs des cellules à contrôler de manière à ce que les intensités de luminescence émises par lesdites cellules soit égales à une même intensité de luminescence de référence. 15.Système selon la revendication 14, caractérisé en ce que le module (41) de détermination de niveaux d'excitation ajustés aux cellules à contrôler est agencé pour déterminer le niveau d'excitation ajusté pour une cellule à contrôler à partir d'une intensité de luminescence mesurée de ladite cellule en réponse à un niveau d'excitation initial choisi, de l'intensité de luminescence de référence et de données d'évolution d'une réponse de luminescence d'une cellule en fonction du niveau d'excitation appliqué à ladite cellule. 16. Système selon l'une des revendications 13 à 15, caractérisé en ce qu'il comprend un module d'apprentissage (40) adapté pour déterminer - une tension en circuit ouvert de référence, à partir de tensions en circuit ouvert mesurées de cellules d'apprentissage, ladite tension en circuit ouvert de référence étant contenue dans une plage définie par une moyenne des tensions en circuit ouvert mesurées plus ou moins de deux fois l'écart type de distribution des tensions en circuit ouvert mesurées, et - l'intensité de luminescence de référence à partir de la tension en circuit ouvert de référence déterminée et pour le niveau d'excitation initial choisi. 17. Système selon l'une des revendications 13 à 16, caractérisé en ce que le module de traitement d'image (42) est adapté pour décomposer l'image de luminescence d'une cellule à contrôler, acquise après excitation de ladite cellule au niveau d'excitation ajusté, en une première image correspondant à ladite cellule sans défauts et une deuxième image correspondant à des défauts de ladite cellule, et en ce qu'il comprend un module de détermination d'un paramètre de quantification de défauts de la cellule à contrôler agencé pour calculer une moyenne des valeurs d'intensité de luminescence associées aux pixels de la deuxième image. 18. Système selon l'une des revendications 13 à 17, caractérisé en ce qu'il comprend un module (43) d'évaluation d'un paramètre de perte de facteur de forme d'une cellule à contrôler à partir du paramètre déterminé de quantification des défauts de ladite cellule et de données de corrélation entre le paramètre de perte de facteur de forme et le paramètre de quantification des défauts.