Article paru Modules photovoltaïques
Le panneau solaire se met au régime allégé
Avec les sociétés Apollon Solar et Vincent Industries, le Liten développe un nouveau type de modules photovoltaïques, sans résine ni soudure. Avantage induit : une réduction des coûts sans altération des performances.
Bien que l'énergie solaire bénéficie d'un accompagnement politique volontariste, le coût des dispositifs photovoltaïques reste élevé. Ainsi, pour une maison individuelle, une installation solaire se rentabilise au mieux sur six ans. Principaux objectifs des recherches menées sur les modules solaires : la réduction des coûts de fabrication. Les modules traditionnels sont constitués d'un empilement de divers éléments. “Les cellules photovoltaïques sont enrobées d'une résine d'éthylène-acétate de vinyle (EVA), dont le rôle est de renforcer la robustesse du panneau solaire et d'éviter la pénétration d'humidité, tout en conservant des propriétés optiques et électriques satisfaisantes”, indique Eric Pilat, chercheur au Liten. Mais l'EVA est un matériau coûteux, qui impose de réaliser des soudures, également onéreuses, pour lier les cellules entre elles. Il pose ensuite un problème de recyclage des matériaux. Enfin, il s'avère sensible aux UV et nécessite l'apposition de filtres absorbant une partie du spectre solaire, qui altèrent les performances globales de la cellule.
D'où l'intérêt du système breveté par la société Apollon Solar, dont le développement est poursuivi au Liten. L'idée est de remplacer la résine EVA par un simple joint et d'utiliser une dépression interne relative afin d'assurer les contacts électriques. Le joint en polyisobutylène (PIB) est inspiré de ceux existant dans les doubles vitrages. “Le principe est un peu celui du bocal à cornichons : on applique le joint, on ferme, on crée une dépression et c'est étanche !” Un prototype fabriqué par Vincent Industries a été acquis par le CEA, en janvier, dans le but d'obtenir un procédé robuste directement transférable aux industriels. Les chercheurs ont optimisé la robustesse du PIB de manière à réduire les risques d'endommagement des cellules lors de la phase de mise sous pression, tout en garantissant une étanchéité optimale. Pour que les cellules résistent à la pression, il était impératif de parfaitement positionner les lames de cuivre sur lesquelles elles reposent afin d'éviter les effets de cisaillement. “Pour cela, nous avons ajouté un coussin d'élastomère minimisant l'effort de cisaillement subi par la cellule.” La formulation même du joint a été optimisée avec un fabricant de résine de façon à ne pas présenter de bulles susceptibles d'altérer sa bonne adhérence aux substrats. Parallèlement, un banc d'essai est mis au point pour étudier, sur maquette, l'étanchéité du joint et éventuellement l'améliorer. Les équipes du CEA cherchent également à optimiser les performances du dispositif. Notamment pour compenser la perte d'énergie par réflexion du spectre solaire liée à l'absence de matériau encapsulant : une couche antireflet améliorant les propriétés optiques du module est en cours de développement. En attendant, un dispositif solaire de 2000 watts a été fabriqué et devrait être testé en ensoleillement sur le site de l'Ines* à Chambéry. Les premiers résultats sont prometteurs, avec des rendements de 12,5 %.
* Institut national de l'énergie solaire.
