Jeter des panneaux solaires usés dans des décharges pourrait bientôt devenir une histoire de déchets électroniques.
En concevant une stratégie de recyclage pour une nouvelle génération à venir de cellules solaires photovoltaïques – fabriquées à partir de pérovskites aux halogénures métalliques, une famille de matériaux cristallins avec des structures comme le titanate de calcium minéral naturel – ajoutera une dose plus forte de respect de l’environnement à une industrie verte , selon une recherche dirigée par Cornell publiée le 24 juin dans Nature Sustainability.
Le document montre des avantages substantiels au recyclage des panneaux solaires en pérovskite, bien qu’ils soient encore au stade de développement commercial, a déclaré Fengqi You, professeur Roxanne E. et Michael J. Zak en ingénierie des systèmes énergétiques au Collège d’ingénierie.
« Quand les panneaux solaires en pérovskite arrivent en fin de vie utile, comment traiter ce type de déchets électroniques ? » a déclaré You, également membre du corps professoral du Cornell Atkinson Center for Sustainability. « Il s’agit d’une nouvelle classe de matériaux. En le recyclant correctement, nous pourrions potentiellement réduire son empreinte carbone déjà faible.
« Alors que les scientifiques conçoivent des cellules solaires, ils examinent les performances », a déclaré You. « Ils cherchent à connaître l’efficacité et la stabilité de la conversion d’énergie, et négligent souvent la conception pour le recyclage. »
L’année dernière, You et son laboratoire ont découvert que les plaquettes photovoltaïques dans les panneaux solaires contenant des structures entièrement en pérovskite surpassent les cellules photovoltaïques fabriquées à partir de silicium cristallin de pointe et le tandem pérovskite-silicium – avec des cellules empilées comme des crêpes pour mieux absorber lumière – fonctionne exceptionnellement bien.
Les plaquettes photovoltaïques en pérovskite offrent un retour sur investissement énergétique initial plus rapide que les panneaux solaires à base de silicium, car les cellules solaires entièrement en pérovskite consomment moins d’énergie dans le processus de fabrication.
Leur recyclage améliore leur durabilité, car les cellules solaires à pérovskite recyclées pourraient réduire de 72,6 % la consommation d’énergie primaire et réduire de 71,2 % l’empreinte carbone, selon l’article intitulé « Analyse du cycle de vie des stratégies de recyclage des modules photovoltaïques en pérovskite », co-écrit par Xueyu Tian, doctorant à Cornell Systems Engineering, et Samuel D. Stranks de l’Université de Cambridge.
« La réduction de l’énergie nécessaire pour produire les cellules indique une réduction significative de la récupération d’énergie et des émissions de gaz à effet de serre », a déclaré Tian.
La meilleure architecture de cellule de pérovskite recyclée pourrait voir un temps de retour énergétique d’environ un mois, avec une empreinte carbone aussi faible que 13,4 grammes d’équivalent en dioxyde de carbone par kilowattheure d’électricité produite. Sans recyclage, le temps de récupération de l’énergie et l’empreinte carbone des nouvelles cellules solaires à pérovskite affichent une plage de 70 jours à 13 mois et de 27,5 à 158,0 grammes d’équivalent dioxyde de carbone tout au long de leur cycle de vie.
Les cellules photovoltaïques au silicium leaders du marché d’aujourd’hui peuvent s’attendre à une période de récupération énergétique de 1,3 à 2,4 ans, avec une empreinte carbone initiale comprise entre 22,1 et 38,1 grammes d’émissions équivalentes de dioxyde de carbone par kilowattheure de sortie.
« Le recyclage fait que les pérovskites surpassent tous les autres rivaux », a déclaré Tian.
Des politiques étatiques et fédérales éclairées, ainsi que des stratégies de développement des infrastructures de recyclage, peuvent atténuer davantage les impacts environnementaux de la fabrication de cellules solaires photovoltaïques.
Vous avez dit : « La valeur réelle d’une industrie efficace de panneaux solaires en pérovskite verte peut reposer sur un programme de recyclage. »
La National Science Foundation a soutenu cette recherche.
Source de l’histoire :
Matériaux fourni par L’Université de Cornell. Original écrit par Blaine Friedlander. Remarque : Le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.
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