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L’impact environnemental des cellules solaires tandem pérovskite-silicium

https://www.pv-magazine.fr/2022/07/13/limpact-environnemental-des-cellules-solaires-tandem-perovskite-silicium/

L’impact environnemental des cellules solaires tandem pérovskite-silicium

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D’après pv magazine International

Des scientifiques allemands ont effectué une analyse du cycle de vie des tandems pérovskite-silicium pour déterminer l’impact environnemental de cette technologie. L’étude menée par le Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) a porté sur les matériaux et les procédés de fabrication fournis par Oxford PV, qui est en train d’accélérer la production commerciale de modules en pérovskite-silicium en Allemagne. Il s’agit donc de la première analyse des impacts environnementaux de la technologie pérovskite basée sur des données réelles de production industrielle et non uniquement sur des données de laboratoire.

La fabrication de cellules tandem commence par le traitement des cellules solaires en silicium, puis ajoute une deuxième couche de cellules actives par-dessus. Naturellement, plus les étapes de fabrication sont nombreuses, plus l’impact environnemental et énergétique augmente. Toutefois, les scientifiques ont constaté que l’énergie supplémentaire requise pour fabriquer un module tandem pouvait être plus que compensée par l’énergie supplémentaire qu’il produira au cours de sa durée de vie.

« Nous avons constaté que l’impact environnemental du module pérovskite sur silicium est inférieur de 6 à 18 % à celui d’un module en silicium, si l’on tient compte de l’énergie supplémentaire produite au cours des 25 ans de vie du module tandem », a déclaré Martin Roffeis, co-auteur de l’étude “New insights into the environmental performance of perovskite-on-silicon tandem solar cells – a life cycle assessment of industrially manufactured modules“, qui a récemment été publié dans Sustainable Energy & Fuels. L’écart devrait d’ailleurs se creuser avec l’amélioration du rendement de la technologie. Un autre groupe de chercheurs a ainsi récemment franchi la barre des 30 % d’efficacité avec une cellule tandem.

Le groupe a constaté que les impacts des modules tandem étaient jusqu’à 7 % plus élevés dans les catégories suivantes : potentiel de réchauffement planétaire, écotoxicité terrestre, consommation d’eau douce, épuisement des combustibles fossiles et épuisement des métaux. Il a été démontré que le module tandem de l’étude produisait la même quantité d’électricité en 22 ans que le module de référence à hétérojonction de silicium en 25 ans, ce qui était suffisant pour compenser ces impacts supplémentaires. S’il a été démontré que l’ajout de pérovskite au module augmentait ses impacts environnementaux, l’étude a également montré que la plus grande partie de ces impacts provenait de la fabrication de la plaquette de silicium – cette étape présentait l’impact le plus important en termes de potentiel de réchauffement climatique, de consommation d’eau douce et d’épuisement des combustibles fossiles.

Dans les autres catégories d’écotoxicité et d’épuisement des métaux, la production de câbles en cuivre, de cadres de modules en aluminium et de verre flotté s’est avérée être la plus importante. Les chercheurs ont indiqué que l’utilisation du plomb dans la couche de pérovskite, controversée par certains en raison de sa toxicité, avait en fait très peu d’impact sur le score d’écotoxicité.

« La durabilité des matériaux solaires et des chaînes d’approvisionnement prend de plus en plus d’importance à mesure que le monde déploie l’énergie solaire à un niveau de plusieurs térawatts, déclare Laura Miranda Pérez, responsable de la recherche sur les matériaux à Oxford PV. Nous espérons que notre contribution aidera l’industrie et la communauté scientifique au sens large à améliorer la conception, la production et la gestion de la fin de vie des technologies tandem, soutenant ainsi leur déploiement ».

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