NREL et 3M s’associent dans le renouvelable

Les cellules solaires en couches minces CIGS

3M et NREL s’attacheront à développer et tester de nouveaux films contre l’humidité et des enveloppes souples pour les cellules solaires en couches minces constituées de semi-conducteurs CIGS (ou Cuivre Indium Gallium sélénium).

Les cellules solaires CIGS du NREL ont atteint un rendement record de 19,9 %. Mais pour devenir un succès commercial, les fabricants doivent à la fois augmenter les performances du module et réduire les coûts de fabrication. Cela signifie qu’ils devront être encapsulés dans un matériau souple transparent à la lumière, qui assure également une protection durable, sans pour autant ajouter des coûts importants.

Le NREL réalisera des essais accélérés de stress (température, humidité et radiation) afin de surmonter les éventuelles failles sur un maximum de trois prototypes CIGS 3M. Le NREL et 3M interpréteront les résultats dans le but d’établir des normes pour une durée de vie de 20 ans.

Selon Mike Kempe, chercheur principal au NREL, la plupart des essais s’articulera autour de la mesure du taux de convergence de la vapeur d’eau vers les échantillons de films protecteurs contre l’humidité. "Nous testons leurs matériaux protecteurs contre l’humidité afin de déterminer s’ils fournissent une protection adéquate aux cellules CIGS", a déclaré M. Kempe. "3M veut des yeux d’experts avant de passer à la phase d’industrialisation PV."


L’énergie solaire à concentration

Comme les investisseurs veulent des réflecteurs solaires qui soient aussi résistants que le verre et qui répondent aux mêmes normes de performances, 3M a développé également des réflecteurs argentés en polymères très réfléchissants et économiques en remplacement des miroirs en verre des systèmes solaires à concentration (CSP).

Ce revêtement réfléchissant conçu il y a 25 ans et connu sous le nom ECP305 + va connaître une nouvelle version. La première version du miroir solaire était censé fonctionner de façon fiable pendant 10 ans. Des tests de terrain ont montré que ses propriétés réflectives ont continué de fonctionner après 15 ans d’exposition en plein air.

3M et NREL mettront au point une surface résistante facile à nettoyer, située sur la couche supérieure des miroirs de films polymères métallisés. Par ailleurs, les échantillons seront exposés dans un nouveau concentrateur qui a la capacité de concentrer 100 fois la partie UV (ultra-violet) du spectre solaire. Des échantillons seront ainsi exposés aux UV pendant 1 an avec un contrôle continu sur les températures et les taux d’humidité.

"Le marché CSP prend son envol. Les promoteurs recherchent des revêtements miroirs très réfléchissants pour une durée de vie de 30 à 50 ans, avec un minimum de nettoyage. C’est le temps qu’il faut pour être compétitif avec le fonctionnement d’une centrale électrique au charbon."


Les biocarburants

Un nouveau prototype 3M de séparation "liquid to liquid" utilisant une membrane permettra d’augmenter considérablement la concentration d’éthanol extrait à partir de la fermentation. Comme la nouvelle méthode ne repose pas sur l’utilisation de la chaleur pour faire évaporer l’eau du mélange elle réduit donc l’énergie nécessaire dans le processus de distillation pour séparer l’eau et l’éthanol.

3M veut tester à grande échelle des nouvelles technologies qui concernent à la fois les procédés classiques de production d’éthanol à base de maïs et l’émergence de l’industrie lignocellulosique qui produit du biocarburant à partir des tiges, des épis et des feuilles de plantes non-alimentaires.

Archer-Daniels Midland, l’un des plus grands producteurs d’éthanol de maïs aux États-Unis, testera le prototype 3M dans l’une de ses usines pilotes.

"La technologie des membranes doit être moins chère que la méthode de distillation standard de récupération de l’éthanol", a déclaré le responsable en chef, Dan Schell.

[ Credit photo : Pat Corkery ]