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Des chercheurs allemands ont développé un procédé de recyclage du silicium des modules solaires usagés

Une directive européenne impose aux fabricants et importateurs de recycler les modules photovoltaïques en fin de vie. Les techniques actuelles permettent de valoriser environ 95% des composants d’un panneau. Si le verre, les métaux comme l’aluminium et le cuivre ou les plastiques peuvent être aisément valorisés par des processus éprouvés, ce n’était pas encore le cas des cellules en silicium. Mais des scientifiques allemands ont récemment annoncé avoir mis au point un procédé qui permet de réutiliser le silicium récupéré lors du recyclage des panneaux pour en faire de nouvelles cellules.

Les panneaux photovoltaïques classiques sont composés à environ 70% (en poids) de verre, 10% de plastiques, 8% d’aluminium et seulement 5% de silicium. Mais cet élément en est le constituant principal puisque c’est lui qui permet de convertir la lumière en électricité. C’est lui aussi qui est en grande partie responsable du coût des panneaux. Bien qu’étant l’élément chimique le plus abondant dans la croûte terrestre après l’oxygène, on ne le trouve en effet pas à l’état pur. Il doit donc être extrait de la silice, purifié à plus de 99,9999 %, mis en forme puis dopé avant d’être utilisé pour la fabrication des cellules. Toutes ces opérations ont également un coût énergétique non négligeable.
La mise au point d’un procédé permettant de réemployer le silicium des modules mis au rebut constitue dès lors une avancée majeure pour la filière. Pour l’Europe elle permet aussi d’envisager une moins grande dépendance de la Chine, le principal fabricant des cellules incorporées dans nos panneaux.

Un rendement de 19,7%

En Allemagne, les chercheurs du Fraunhofer Center for Silicon Photovoltaics (CSP) et du Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems (ISE), associés à la Reiling GmbH & Co., une entreprise spécialisée dans le recyclage des panneaux, annoncent la mise au point d’un procédé permettant la récupération du silicium des modules mis au rebut et la fabrication de nouvelles cellules solaires PERC[1]. La cristallisation des lingots de silicium a été réalisée à 100 % avec du silicium provenant du recyclage, donc sans ajout de silicium ultrapur acheté sur le marché.

Les cellules ainsi obtenues affichent un rendement de conversion de 19,7 %. « C’est moins bon que l’efficacité des cellules PERC premium actuelles, lesquelles ont un rendement d’environ 22,2 % », explique Peter Dold, le directeur du projet, « mais c’est mieux que celui des cellules en fin de vie dont provient ce silicium ». Le processus rend possible le recyclage de tous les modules PV en silicium cristallin, quels que soient leur fabricant et leur origine. « Si ce n’était pas le cas, cela représenterait beaucoup trop de travail pour les entreprises de recyclage. Il était important pour nous de développer un processus évolutif qui a un sens économique », précise Peter Dold.

Une technologie française

Rappelons qu’en France, la jeune entreprise Rosi Solar affirme également avoir développé une technologie thermique et chimique permettant de récupérer le silicium ultra-pur et les autres métaux des panneaux solaires en fin de vie. La start-up prévoit l’entrée en service de sa première usine en 2023. Le site sera implanté à La Mure, une commune iséroise. Rosi Solar prévoit d’y valoriser 3 000 tonnes de panneaux chaque année. Un volume qui permettrait de récupérer 3 tonnes d’argent et 90 tonnes de silicium.

PVCycle organise la filière européenne du recyclage des panneaux PV

Depuis 2007, le secteur s’est organisé au niveau européen pour assumer l’obligation de reprise et de recyclage des panneaux imposée par la directive. Pour assurer ces missions, il a créé l’association à but non lucratif PVCycle dont la branche française, rebaptisée récemment SOREN, possède aujourd’hui le savoir-faire, l’expérience et l’équipement pour collecter les panneaux usagés et alimenter la filière du recyclage.
En 2030, le gisement annuel des panneaux photovoltaïques usagés devrait atteindre 50.000 tonnes, rien qu’en France, estime l’organisme. En Europe, ce volume est évalué à 9,5 millions de tonnes d’ici 2050.

[1] PERC : les panneaux solaires construits avec des cellules PERC ont une couche supplémentaire à l’arrière des cellules solaires traditionnelles. Celle-ci rend les cellules PERC plus efficaces que les cellules traditionnelles.

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