L'Université de Virginie développe une technologie laser infrarouge à onde continue pour retirer sans dommage le film arrière des modules solaires en fin de vie

fr.wedoany.com Rapport : Une équipe de recherche de l'Université de Virginie a développé une technologie basée sur un laser infrarouge à onde continue, capable de retirer efficacement le film arrière des modules solaires en fin de vie sans endommager le verre trempé ni les cellules de silicium. Ce résultat a été publié dans la revue Solar Energy Materials and Solar Cells.

« Nous avons introduit une toute nouvelle méthode de retrait du film arrière par laser, sans aucun produit chimique, respectueuse de l'environnement et présentant des avantages en termes de coût et d'efficacité énergétique, tout en préservant le verre trempé et les cellules de silicium », a déclaré l'auteur correspondant Mool C. Gupta au PV Magazine. « Préserver l'intégrité structurelle et fonctionnelle du reste du module est crucial pour le recyclage en aval de matériaux précieux tels que le silicium, l'argent et le verre, qui sont souvent détruits ou dégradés dans les procédés de recyclage traditionnels. »

Les méthodes traditionnelles de recyclage du film arrière présentent chacune des inconvénients : la pyrolyse est très énergivore, avec un coût électrique d'environ 0,50 à 1,00 dollar par module, auquel s'ajoutent des frais de traitement des gaz ; le décapage par solvant, bien que moins énergivore, voit ses coûts d'achat et d'élimination des produits chimiques augmenter avec le volume traité ; le rainurage mécanique et le décapage manuel, bien que peu coûteux au départ, sont lents, nécessitent une main-d'œuvre importante et endommagent facilement les cellules de silicium. La méthode laser permet quant à elle un traitement précis et sans contact.

Cette technologie utilise un laser à fibre à onde continue de 1070 nanomètres, le faisceau laser incident pénétrant par la face vitrée du module. Le verre et la couche d'encapsulant EVA étant transparents au rayonnement infrarouge, l'énergie laser traverse ces couches pour atteindre directement la surface de la cellule de silicium, où elle est absorbée et génère une chaleur localisée qui ramollit l'interface entre le silicium et l'EVA. Ce processus de chauffage contrôlé permet de séparer facilement le film arrière, qui peut être décollé avec une force mécanique minimale. L'équipe de recherche a validé le procédé sur des modules en silicium monocristallin de différentes tailles par microscopie, spectroscopie et simulation de la distribution thermique. Les résultats montrent qu'avec des paramètres de procédé optimisés, les cellules de silicium et la couche de métallisation restent intactes, la structure du module ne présente aucune dégradation après la séparation de l'EVA et du film arrière, et les performances électriques ne subissent aucune baisse significative.

Une évaluation technico-économique préliminaire indique que le retrait du film arrière assisté par laser infrarouge à onde continue est économiquement compétitif. À l'échelle du laboratoire, avec un système laser à fibre industriel, le coût combiné de l'amortissement de l'équipement et de l'électricité s'élève à environ 0,22 dollar par module, ce qui est bien inférieur à celui de la pyrolyse traditionnelle. M. Gupta conclut : « Cette étude offre une voie évolutive pour le recyclage photovoltaïque durable, soutenant une stratégie d'économie circulaire pour les modules solaires en fin de vie. »