Une nouvelle technologie micro-ondes peut faciliter le recyclage des cellules solaires

WangAnQi/iStock

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En tant que source d’énergie renouvelable, l’énergie solaire est devenue une tendance. Contrairement aux combustibles fossiles comme le charbon, l’énergie solaire est propre et sans émissions. Même si c’est bon pour l’environnement, cela présente certains inconvénients. Ce n’est pas entièrement rentable et nous avons besoin de meilleurs moyens de le recycler.

Mais nous apprenons maintenant que des chercheurs de Sydney ont peut-être trouvé un moyen de résoudre ce problème.

Un panneau solaire est constitué d'une couche de cellules de silicium. Le silicium, qui agit comme conducteur et isolant pour les panneaux solaires, est le deuxième matériau le plus abondant sur la planète après l'oxygène. Le silicium présent dans les panneaux solaires est hautement transformé et subit un recuit. Ce procédé de traitement thermique permet d'augmenter la flexibilité d'un matériau et de réduire sa dureté.

Actuellement, le recuit est effectué dans un four à haute température comprise entre 1 652 et 2 012 °F (900 et 1 100 °C). Dans un article publié cette semaine, une équipe a montré que chauffer des cellules solaires en silicium à l’aide d’un rayonnement micro-ondes est presque aussi efficace que d’utiliser un four. Cependant, le premier permet de gagner du temps et d’économiser de l’énergie, en plus de nombreux autres avantages.

Dans une déclaration publiée par l'Université Macquarie, les chercheurs expliquent que le rayonnement micro-ondes chauffe sélectivement le silicium et laisse le panneau stratifié de verre, d'aluminium et de plastique largement intact. Cela présente un avantage significatif en matière de recyclage.

Lors du traitement, le revêtement plastique qui protège la plaque de silicium de la contamination et de l'humidité se ramollit et peut donc être décollé mécaniquement. La balance peut ensuite être facilement délaminée et ses composants peuvent être réutilisés sans produits chimiques agressifs.

Université Macquarie

"Jusqu'à présent, il était économiquement logique de simplement jeter les panneaux dans une décharge", explique le Dr Binesh Puthen Veettil, responsable de l'étude et maître de conférences à l'École d'ingénierie de l'Université Macquarie. « Dans les rares cas où ils sont recyclés, vous écrasez les panneaux, les chauffez à environ 1 400 °C et les lavez avec des produits chimiques pour éliminer le plastique – un processus très gourmand en énergie. Mais aujourd’hui, alors que les panneaux solaires qui ont commencé à être installés en grand nombre il y a 20 à 30 ans arrivent en fin de vie et sont mis hors service, les gouvernements exigent qu’ils soient recyclés.»

Le chauffage par micro-ondes est une option économiquement viable, rapide et économe en énergie, largement utilisée dans les industries du caoutchouc, du bois et de la céramique.

La recherche, réalisée en collaboration avec l'École du photovoltaïque de l'UNSW Sydney, a été financée par le Centre australien pour le photovoltaïque avancé et est soutenue par le gouvernement australien.

Résumé de l'étude :

Le recuit micro-ondes des dispositifs semi-conducteurs n’a pas fait l’objet de recherches approfondies. Il est rarement utilisé dans l'industrie, mais il a le potentiel de réduire considérablement le temps et les coûts associés au traitement de grands volumes de semi-conducteurs, tels que les divers processus de chauffage et de recuit nécessaires à la fabrication de modules photovoltaïques. Dans cet article, nous décrivons le recuit par micro-ondes de cellules solaires en silicium, la passivation efficace des défauts induits par la lumière et la réduction de la dégradation induite par la lumière. Nous constatons que les cellules solaires en silicium sont chauffées rapidement dans un champ micro-ondes et qu'une passivation efficace des défauts B – O peut être obtenue par traitement micro-ondes en moins de 2 s. Le recuit par micro-ondes donne des résultats similaires à ceux du recuit thermique rapide.

Les auteurs reconnaissent le financement de l’ACAP pour avoir permis ce travail. Ce programme a été soutenu par le gouvernement australien à travers l'Agence australienne des énergies renouvelables (ARENA). La responsabilité des opinions, informations ou conseils exprimés dans le présent document n'est pas acceptée par le gouvernement australien.