Des modules de cellules solaires durables

L'énergie solaire photovoltaïque (PV) est non polluante en fonctionnement. Cependant, la fabrication des modules PV consomme beaucoup de ressources énergétiques et les modules peuvent se transformer en déchets électroniques à la fin de leur vie. Les méthodes actuelles de fabrication se basent sur des matériaux critiques, tels que l'argent. Le recyclage n'est que peu pris en compte lors de la conception des modules ce qui rend difficile d'avoir des méthodes de recyclage à faible coût et valeur ajoutée. L'industrie PV est en croissance rapide, il est donc urgent de faire face à ces problèmes en augmentation.

Le projet CU-PV («Cradle to cradle sustainable PV modules»), financé par l'UE, vise à maximiser la production énergétique tout en minimisant l'empreinte environnementale de la fabrication et du recyclage des dispositifs PV.

Pour réduire le besoin en énergie lié à la fabrication, le projet CU-PV conçoit des cellules solaires nécessitant moins de silicone (des plaquettes plus fines, par exemple) et améliore l'efficacité lors de la conversion de la puissance. La conception de cellules solaires à liaison noire permettra d'utiliser 50 % de silicone en moins et d'économiser environ 30 % d'énergie dès la fabrication des systèmes PV. De nouvelles méthodes de métallisation adaptées à des plaquettes plus fines permettront de réduire l'utilisation de matériaux critiques comme l'argent et le plomb. Ces méthodes se baseront sur le dépôt par vapeur physique ou l'impression à jet d'encre de couches germinales revêtues ultérieurement de nickel ou de cuivre.

Un des autres objectifs de CU-PV est de développer et démontrer des alternatives aux pratiques actuelles de destruction des modules PV en fin de vie.

Le projet a déjà avancé ses travaux concernant les substrats fins et le dépôt des couches germinales. Les travaux d'identification des matériaux des modules et des méthodes de fabrication et de recyclage adaptées aux cellules à liaison noire revêtues sont en cours.

Les scientifiques ont pu identifier lors d'analyses de cycle de vie les points critiques des méthodes traditionnelles de recyclage des modules existants et enfin développer une nouvelle technologie de recyclage. Les tests réalisés sur les cellules solaires fabriquées dans les nouveaux matériaux modifiés ont prouvé que le processus de récupération des composants est relativement simple et a un faible impact sur l'environnement.

Les objectifs de CU-PV sont conformes à la directive de l'UE sur les déchets d'équipements électriques et électroniques (WEEE) incluant, dans sa dernière refonte, les modules PV.