Le NREL étudie des stratégies à lengthy terme pour des panneaux solaires à base de pérovskite durables
par Clarence Oxford
Los Angeles Californie (SPX) 24 juillet 2024
Les chercheurs du Nationwide Renewable Power Laboratory (NREL) étudient l’avenir des panneaux solaires à base de pérovskite, en se concentrant sur la mise à l’échelle, le déploiement et la conception de panneaux recyclables.
Les panneaux solaires à base de pérovskite pourraient jouer un rôle clé dans les efforts mondiaux visant à réduire les émissions de gaz à effet de serre. La technologie étant encore en part de développement, les chercheurs soulignent l’significance de concevoir ces panneaux de manière à minimiser l’affect environnemental.
« Lorsqu’une technologie est à ses débuts, on peut la concevoir de manière plus efficace. C’est un produit plus propre », a déclaré Joey Luther, chercheur principal au Nationwide Renewable Power Laboratory (NREL) du ministère américain de l’Énergie (DOE) et co-auteur de l’article récemment publié dans la revue Nature Supplies. « Il est plus judicieux à ce stade de faire évoluer le photovoltaïque à base de pérovskite vers une durabilité accrue. Nous réfléchissons à la manière dont nous pouvons nous assurer d’avoir un produit sturdy dès maintenant plutôt que de nous occuper des problèmes de durabilité vers la fin de sa vie pratique. »
L’article souligne la place influente de la communauté de recherche photovoltaïque pour donner la priorité aux efforts de reconditionnement, de recyclage et de fiabilité, visant à faire du photovoltaïque à pérovskite l’une des sources d’énergie les plus durables disponibles.
« Les pérovskites pourraient ouvrir la voie à la prochaine évolution du photovoltaïque à haut rendement, et il est de notre responsabilité de garantir qu’elles soient fabriquées, utilisées et recyclées de manière sturdy », a déclaré l’auteur principal de l’étude, Kevin Prince, ancien chercheur diplômé du NREL qui étudie désormais les pérovskites au Helmholtz Zentrum Berlin en Allemagne.
Alors que les panneaux solaires en silicium dominent l’industrie et que les panneaux en tellurure de cadmium (CdTe) ont établi des programmes de recyclage, les pérovskites sont à un level critique où les problèmes de durabilité peuvent être résolus dès le départ.
L’économie circulaire la plus efficace begin dès la conception, en prenant en compte l’approvisionnement en matériaux, la durée de vie du produit et la gestion de la fin de vie. Les chercheurs suggèrent d’évaluer les impacts environnementaux en examinant les émissions de carbone pendant la manufacturing, l’énergie incorporée, l’approvisionnement en matériaux durables et la circularité des modules.
L’article de la revue identifie les problèmes critiques de durabilité pour chaque composant d’un panneau solaire à pérovskite. Par exemple, le plomb peut être dilué avec des métaux comme l’étain pour réduire la teneur en plomb, bien que cela puisse affecter l’efficacité et la durabilité du PV. Les métaux précieux coûteux tels que l’argent et l’or pourraient être remplacés par des options moins chères comme l’aluminium, le cuivre ou le nickel. L’oxyde de fluor-étain est recommandé par rapport à l’oxyde d’indium-étain plus uncommon pour les électrodes avant.
« Nous voulons avoir la plus faible quantité d’énergie incorporée dans la fabrication », a déclaré Luther. « Nous voulons avoir la plus faible quantité d’émissions dans la fabrication. À ce stade, c’est le second d’examiner ces composants. Je ne pense pas que nous devions changer quoi que ce soit. Il s’agit plutôt de savoir quelles décisions doivent être prises, et ces arguments doivent certainement être discutés. »
Les auteurs évoquent différentes manières d’améliorer la circularité des panneaux en pérovskite. La refabrication consiste à réutiliser des pièces d’anciens modules pour en fabriquer de nouveaux, tandis que le recyclage transforme les déchets en matières premières destinées à être réutilisées. Il convient de prêter consideration au verre spécialisé utilisé dans les modules en pérovskite, qui est essentiel pour le help et la safety structurelle tout en permettant une pénétration maximale de la lumière solaire. L’établissement d’une filière de recyclage pour ce verre sera essentiel à mesure que le déploiement du PV augmente.
Silvana Ovaitt, chercheuse en photovoltaïque et co-auteur de l’étude, a noté que des réseaux électriques plus propres conduiront à des processus de fabrication plus propres, réduisant encore davantage les émissions.
« Le transport des modules finaux et du verre brut est un autre sujet de préoccupation, automotive ce sont les éléments les plus lourds », a déclaré M. Ovaitt. « La fabrication locale sera un wonderful moyen de réduire ces impacts carbone. »
Les chercheurs expliquent qu’augmenter la durabilité des modules photovoltaïques, et donc prolonger leur durée de vie utile, est une approche plus efficace pour réduire la consommation énergétique nette, le retour sur investissement énergétique et les émissions de carbone que de concevoir uniquement dans un souci de circularité. Une durée de vie plus longue signifie que les panneaux n’auront pas besoin d’être recyclés aussi souvent.
« En fin de compte, nous voulons les rendre aussi durables que doable », a déclaré Luther. « Mais nous voulons également tenir compte des facets qui se présenteront à nous lorsque ce second viendra. Nous voulons réfléchir à la manière de les démonter et de réutiliser les composants critiques. »
Rapport de recherche:Des voies de développement sturdy pour le photovoltaïque à base de pérovskite
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Laboratoire nationwide des énergies renouvelables
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