fr.wedoany.com Rapport : Une équipe de recherche internationale a mis au point une méthode de délaminage par jet d’eau à haute pression pour recycler les modules photovoltaïques en fin de vie. À l’échelle expérimentale, cette méthode a permis de récupérer de l’argent, du cuivre, du silicium, du verre et des composants polymères de haute pureté.
Cette étude vise à promouvoir des voies de recyclage avancées pour les modules photovoltaïques en silicium cristallin basées sur un procédé de délaminage, en séparant mécaniquement les différentes couches des modules laminés tout en minimisant la contamination croisée entre les différents matériaux. Les chercheurs soulignent que ce travail comble des lacunes clés dans les méthodes de recyclage actuelles et soutient le développement de solutions de recyclage évolutives pour les modules photovoltaïques en fin de vie.
Cette expérience fait partie du projet européen Quasar Horizon Europe, qui vise à développer et démontrer deux technologies de recyclage pour promouvoir des solutions circulaires pour les modules photovoltaïques en fin de vie. Par rapport aux procédés de recyclage mécanique traditionnels, cette méthode améliore les taux de récupération des matériaux grâce à des voies de séparation.
Le procédé commence par une étape de délaminage par jet d’eau à haute pression, qui sépare les couches fortement liées entre le verre, les matériaux d’encapsulation, les cellules solaires et la plaque arrière. Cette étape produit un composant de verre de haute pureté, tandis que les matériaux mixtes séparés sont ensuite extraits de l’eau de procédé par filtration. L’eau filtrée est recyclée dans le système, réduisant ainsi la consommation d’eau et favorisant un processus de recyclage plus durable.
Les composants mixtes, contenant des matériaux polymères, des fragments de cellules en silicium et des interconnecteurs métalliques, nécessitent un traitement supplémentaire. Une technique de séparation mécanique basée sur la densité, incluant une séparation par table vibrante humide, est utilisée pour diviser les matériaux en fractions lourdes et légères. Les fils métalliques et les busbars sont ensuite séparés par une méthode de séparation par courants de Foucault. Les fragments de cellules riches en silicium sont traités par hydrométallurgie pour récupérer l’argent, qui est ensuite électrodéposé, fondu et transformé en particules sphériques.
Après avoir terminé le procédé dans l’installation expérimentale, les matériaux récupérés ont été analysés et caractérisés. Les résultats montrent que la pureté de l’argent récupéré atteint 97 %, et que les fils intelligents récupérés contiennent 78 % de cuivre, 17 % de bismuth et 4,5 % d’étain. Le composant de silicium récupéré contient encore des impuretés résiduelles, notamment 22,33 mg/kg de phosphore, 13,33 mg/kg d’argent, 10,67 mg/kg d’étain et 4,83 mg/kg de calcium. Le composant polymère récupéré est principalement contaminé par des substances inorganiques, contenant environ 81 % de silicium, 6,8 % d’aluminium et 5,3 % de titane.
L’équipe de recherche conclut que le composant de silicium présente des résidus de métallisation et de revêtement, indiquant qu’un raffinage supplémentaire est nécessaire pour une réutilisation à haute valeur ajoutée. La teneur et la répartition des impuretés soulignent l’importance de choisir des procédés appropriés en fonction des stratégies de purification en aval et des utilisations finales prévues.
Les résultats de la recherche ont été publiés dans la revue « Solar Energy Materials and Solar Cells », sous le titre « Récupération et caractérisation de matériaux à partir de modules photovoltaïques en fin de vie par délaminage par jet d’eau ». L’équipe de recherche comprend des scientifiques de l’Institut norvégien de recherche technologique et industrielle (SINTEF) et de l’entreprise allemande d’économie circulaire LuxChemtech.
