{"id":16791,"date":"2022-09-02T09:11:05","date_gmt":"2022-09-02T07:11:05","guid":{"rendered":"https:\/\/www.m-q.ch\/?p=16844"},"modified":"2024-11-22T07:33:24","modified_gmt":"2024-11-22T06:33:24","slug":"guenstigere-solar-cell-production-ank-kupfer-statt-silber","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.organisator.ch\/fr\/operational-excellence\/2022-09-02\/guenstigere-solarzellenproduktion-dank-kupfer-statt-silber\/","title":{"rendered":"Production de cellules solaires moins ch\u00e8re gr\u00e2ce au cuivre au lieu de l'argent"},"content":{"rendered":"
\"Production\r\n
Gr\u00e2ce \u00e0 l'utilisation d'argent au lieu de cuivre, la production de cellules solaires pourrait devenir moins ch\u00e8re. (Image : Unsplash.com)<\/figcaption>\r\n<\/figure>\r\n

Le photovolta\u00efque est le pilier de la transition \u00e9nerg\u00e9tique souhait\u00e9e. Les d\u00e9veloppements en cours et les activit\u00e9s de recherche permettent d'am\u00e9liorer en permanence les rendements et les techniques de production des modules photovolta\u00efques. Les cellules solaires deviennent donc de plus en plus un produit de masse. Les cellules solaires \u00e0 h\u00e9t\u00e9rojonction sont aujourd'hui \u00e0 la pointe de la technologie. Elles utilisent relativement peu de silicium, un m\u00e9tal semi-conducteur, et ont donc une faible empreinte carbone. De plus, elles atteignent des rendements tr\u00e8s \u00e9lev\u00e9s dans la production industrielle de cellules solaires.\u00a0<\/p>\r\n

Cependant, l'argent est toujours utilis\u00e9 dans la production de cellules solaires. Ce m\u00e9tal pr\u00e9cieux est responsable de la conduction de l'\u00e9lectricit\u00e9 produite dans la couche de silicium. Mais ces derniers temps, les prix de l'argent ont consid\u00e9rablement augment\u00e9 ; entre-temps, l'argent repr\u00e9sente environ dix pour cent des co\u00fbts de fabrication d'un module photovolta\u00efque. De plus, les r\u00e9serves de ce m\u00e9tal pr\u00e9cieux sont tr\u00e8s limit\u00e9es. L'industrie solaire \u00e0 elle seule utilise d\u00e9j\u00e0 15 % de l'argent extrait dans le monde, et la tendance est \u00e0 la hausse. Il ne faut pas non plus oublier d'autres secteurs, comme l'\u00e9lectromobilit\u00e9, qui ont \u00e9galement des besoins toujours plus importants en ce m\u00e9tal.<\/p>\r\n

Cuivre pour les contacts des cellules solaires<\/h3>\r\n

Est-il donc possible de remplacer l'argent par un autre mat\u00e9riau de mani\u00e8re \u00e9quivalente ? Et si oui, quelles en sont les cons\u00e9quences sur les processus de production des cellules solaires ? Des chercheurs de l'Institut Fraunhofer pour les syst\u00e8mes \u00e9nerg\u00e9tiques solaires ISE \u00e0 Fribourg-en-Brisgau se sont pench\u00e9s sur ces questions. Une \u00e9quipe de chercheurs dirig\u00e9e par le Dr Markus Glatthaar a mis au point un proc\u00e9d\u00e9 galvanique pour remplacer l'argent par du cuivre dans la technologie prometteuse de l'h\u00e9t\u00e9rojonction. Le cuivre est plusieurs fois moins cher et plus facilement disponible que l'argent.<\/p>\r\n

Ceux qui s'int\u00e9ressent \u00e0 la galvanoplastie le savent : les surfaces qui ne doivent pas \u00eatre rev\u00eatues doivent d'abord \u00eatre masqu\u00e9es par une couche non conductrice. Le cuivre ne s'accumule alors dans le bain \u00e9lectrolytique que dans les zones qui ne sont pas recouvertes de cette isolation. Pour cette couche isolante, on utilisait jusqu'\u00e0 pr\u00e9sent des vernis co\u00fbteux \u00e0 base de polym\u00e8res ou des films lamin\u00e9s. Leur \u00e9limination est complexe et co\u00fbteuse. L'\u00e9quipe du Dr Markus Glatthaar a toutefois r\u00e9ussi \u00e0 remplacer les polym\u00e8res par de l'aluminium. Tout comme le cuivre, l'aluminium est enti\u00e8rement recyclable. Le double changement de mat\u00e9riau, de l'argent au cuivre et du polym\u00e8re \u00e0 l'aluminium, pr\u00e9sente \u00e9galement un double avantage : La production de cellules solaires devient non seulement plus durable, mais aussi nettement moins ch\u00e8re.<\/p>\r\n

Une galvanoplastie innovante et des \u00e9lectrolytes am\u00e9lior\u00e9s<\/h3>\r\n

Le proc\u00e9d\u00e9 sp\u00e9cial de galvanisation permet donc d\u00e9sormais de remplacer l'argent par du cuivre. Selon les chercheurs, il a m\u00eame \u00e9t\u00e9 possible d'am\u00e9liorer la conductivit\u00e9 des \"busbars\", c'est-\u00e0-dire le lien entre les diff\u00e9rentes cellules solaires. En raison de la structuration au laser utilis\u00e9e, les lignes de cuivre sont particuli\u00e8rement \u00e9troites. Gr\u00e2ce \u00e0 la largeur extr\u00eamement r\u00e9duite de la ligne de cuivre, qui n'est que de 19 \u03bcm (microm\u00e8tres), la couche de silicium qui absorbe la lumi\u00e8re subit moins d'ombre que dans le cas des lignes en argent. Ceci, combin\u00e9 \u00e0 la conductivit\u00e9 \u00e9lev\u00e9e du cuivre \u00e9lectrod\u00e9pos\u00e9, am\u00e9liore le rendement \u00e9lectrique.<\/p>\r\n

Mais l'aluminium comme couche de masquage ? L'aluminium est \u00e9galement conducteur, non ? En effet, \u00e0 premi\u00e8re vue, ce m\u00e9tal ne semble pas convenir comme masque. Cependant, l'aluminium a la propri\u00e9t\u00e9 de s'oxyder rapidement et de former une couche d'oxyde de quelques nanom\u00e8tres d'\u00e9paisseur qui agit comme un isolant. \"Nous avons pu adapter les param\u00e8tres du processus et d\u00e9velopper un type d'\u00e9lectrolyte sp\u00e9cial qui veille \u00e0 ce que la couche d'oxyde native extr\u00eamement fine de l'aluminium puisse remplir sa fonction isolante de mani\u00e8re fiable. C'\u00e9tait une \u00e9tape importante pour le succ\u00e8s de notre projet de recherche\", se r\u00e9jouit le Dr Glatthaar.<\/p>\r\n

Pouss\u00e9e pour une production de cellules solaires plus avantageuse<\/h3>\r\n

Les chercheurs en sont convaincus : en tant que mat\u00e9riaux recyclables, le cuivre et l'aluminium peuvent tous deux rapprocher la production photovolta\u00efque de l'\u00e9conomie circulaire tout en am\u00e9liorant les normes environnementales et sociales. La prochaine \u00e9tape a \u00e9t\u00e9 la cr\u00e9ation d'une spin-off par le Fraunhofer ISE, qui vise \u00e0 mettre en place une installation de production pilote d\u00e9but 2023, en collaboration avec des partenaires industriels.<\/p>\r\n

Le remplacement de l'argent par le cuivre pourrait donner un nouvel \u00e9lan \u00e0 la production de cellules solaires. En effet, le cuivre est plus facilement disponible que l'argent et ses cha\u00eenes d'approvisionnement sont plus courtes. De plus, le prix du cuivre est actuellement moins d\u00e9pendant des march\u00e9s internationaux des mati\u00e8res premi\u00e8res. En juillet 2022, le prix d'une tonne de cuivre s'\u00e9levait en moyenne \u00e0 7545 dollars. A titre de comparaison, en mai 2021, il fallait encore payer plus de 10 000 dollars par tonne de cuivre.<\/p>\r\n

Sources : Techexplore.com<\/a> \/ Fraunhofer ISE<\/a><\/em><\/p>\n

Cet article est paru initialement sur m-q.ch - https:\/\/www.m-q.ch\/de\/guenstigere-solarzellenproduktion-dank-kupfer-statt-silber\/<\/a><\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Die Photovoltaik ist die tragende S\u00e4ule f\u00fcr die angestrebte Energiewende. Laufende Entwicklungen und Forschungst\u00e4tigkeit f\u00fchren laufend zu Verbesserungen von Wirkungsgraden und Produktionstechniken von Photovoltaik-Modulen. Solarzellen werden deshalb immer mehr zu einem Massenprodukt. Stand der Technik sind heute die sog. Heterojunction-Solarzellen, die mit einem vergleichsweise geringen Einsatz des Halbleiter-Metalls Silizium auskommen und damit einen geringen CO2-Fussabdruck [\u2026]<\/p>\n","protected":false},"author":8,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_yoast_wpseo_focuskw":"Solarzellenproduktion","_yoast_wpseo_metadesc":"Kupfer statt Silber: Forschung reduziert Kosten und steigert Nachhaltigkeit in der Solarzellenproduktion. 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