Les déchets mondiaux produits par le silicium présent dans les panneaux solaires déclassés augmentent parallèlement à l'augmentation de l'utilisation de l'énergie solaire et à l'arrivée en « fin de vie » de panneaux solaires épuisés (les meilleurs durent environ 30 ans). Alors que les métaux précieux comme l'argent et le cuivre sont souvent recyclés, le silicium qui compose la plupart des cellules solaires finit dans les décharges. Et il n'est pas facile, c'est un euphémisme, de recycler le silicium : il présente des impuretés et des défauts qui l'empêchent d'être réutilisé pour de nouvelles cellules solaires. Qu'y a-t-il maintenant ?
Une équipe de scientifiques de la Nanyang Technological University, Singapour (NTU Singapour) a transformé cette limite en force. Comme, comment? Développer une technologie capable de transformer d'anciens panneaux solaires en un nouveau matériau thermoélectrique performant. Matériau qui capte la chaleur et la convertit en électricité.
Du solaire au thermoélectrique, les panneaux se "réincarnent"
Je trouve l'approche de NTU ingénieuse dans sa simplicité. Au lieu d'essayer de remettre le génie dans la lampe pour redonner aux panneaux solaires leur usage d'origine, profitez des qualités contrastées de la thermoélectricité. Et ça fait mouche, car pour une utilisation thermoélectrique les impuretés et les défauts améliorent les performances, plutôt que de les entraver.
Pour y parvenir, les chercheurs ont d'abord broyé les cellules solaires à l'aide de la technologie de broyage à billes. Cela a amélioré leurs caractéristiques thermoélectriques telles que la conversion de puissance et l'efficacité de refroidissement. La deuxième phase a vu l'ajout de poudre de phosphore et de germanium et le traitement à haute température, avec la méthode de frittage plasma par étincelle.
Les résultats
L'équipe a développé un échantillon qui offre les performances thermoélectriques les plus optimisées, avec un facteur de mérite thermoélectrique (zT) record : 0,45 à 873 K, le plus élevé parmi les matériaux thermoélectriques en silicium élémentaire.
« En tirant parti de nos techniques de récupération des ressources, nous avons montré que les panneaux solaires usagés peuvent produire des matériaux précieux de haute qualité. Des matériaux utiles à la production de composants d'énergie renouvelable tels que les thermoélectriques à haute performance, qui récupèrent la chaleur et la transforment en électricité ", explique le co-auteur de la recherche (je te le mets en lien ici), le professeur agrégé Nripan Mathews.
La prochaine étape? Apporter cette technologie au recyclage à grande échelle des déchets de silicium également. De cette manière, il peut être utilisé pour des applications de récupération d'énergie à haute température telles que la conversion de la chaleur résiduelle générée par les processus industriels en électricité.
Un autre point en faveur de la Solaire.
