Des chercheurs visent à réduire le coût, la consommation d’énergie et l’impact environnemental des cellules solaires en remplaçant l’argent par du cuivre
Dans une quête pour rendre l’énergie solaire plus abordable et écologique, une équipe de chercheurs et de partenaires industriels travaille sur le développement de contacts en cuivre pour les panneaux photovoltaïques, en remplacement des contacts en argent actuellement utilisés. Cette innovation pourrait non seulement réduire le coût de l’électricité, mais aussi minimiser l’impact environnemental des panneaux solaires.
Le cuivre, une alternative prometteuse à l’argent
Le cuivre, étant moins cher et plus abondant que l’argent, est une alternative attrayante pour la fabrication des contacts des panneaux photovoltaïques. De plus, l’utilisation du cuivre pourrait maintenir, voire améliorer, l’efficacité de la collecte d’énergie solaire. Ce projet bénéficie d’un soutien financier de 10 millions de DKK provenant du programme de développement et de démonstration de technologies énergétiques.
L’argent a joué un rôle essentiel dans le développement des cellules solaires photovoltaïques (PV) à haute efficacité. Cependant, c’est un matériau rare qui devrait être remplacé le plus tôt possible pour répondre à la demande mondiale en énergie.
Technologie de pointe et tests rigoureux
La technologie de pointe des cellules PV à haute efficacité, la passivation des contacts et l’électrodéposition pour les contacts en cuivre seront mises en œuvre dans ce projet. Les cellules PV seront également testées pour les contraintes auxquelles les panneaux PV sont normalement confrontés lors des installations sur le terrain. Cela se fait via des tests de stress accélérés en laboratoire et l’analyse des modes de dégradation. Avec ces connaissances, l’optimisation du processus industriel des contacts en cuivre sera également menée pendant le projet.
Une recherche précieuse pour la société
Dans le but de contrer le changement climatique, le monde a un besoin urgent de sources d’énergie renouvelables et abondantes. Le soleil met 80 minutes pour fournir les besoins énergétiques mondiaux annuels et la manière la plus efficace de collecter l’énergie solaire est d’utiliser des panneaux PV. Chaque cellule solaire PV utilise une très fine couche d’argent pour ses contacts électriques, de sorte que l’énergie générée par le soleil peut être transférée aux fils et dans nos maisons, mais à grande échelle, cela représente beaucoup d’argent.
Un métal plus abondant, qui pourrait remplacer l’argent, est le cuivre. Cependant, jusqu’à présent, il n’a pas été développé avec succès car les processus industriels ne sont pas assez efficaces et les contacts ne sont pas bien développés et testés. Atteindre les objectifs de ce projet signifierait une production d’énergie renouvelable efficace et fiable pour la société, moins d’impacts environnementaux de la production de panneaux PV et une réduction des coûts de l’électricité.
L’avenir du domaine
Avec des cellules PV efficaces, industrialisées et fiables avec des contacts en cuivre, l’industrie PV pourrait atteindre une réduction significative du prix de l’électricité, tout en conservant ou même en améliorant l’efficacité de la collecte d’énergie solaire.
Le projet CuSun combine également trois domaines d’expertise de la recherche danoise : les systèmes PV, la physique avancée des semi-conducteurs et le placage de cuivre. Cette combinaison suggérée pourrait aboutir à d’autres applications innovantes, comme des capteurs optiques et des photodétecteurs améliorés.
Gain attendu
En combinant les avantages des contacts plaqués et une meilleure absorption de la lumière grâce à la texturation de pointe du matériau en silicium, l’équipe s’attend à produire des cellules à haute efficacité sans argent. La texturation du silicium en général devrait améliorer les conditions de placage, en raison des caractéristiques de surface plus petites et de la moindre couplage de faisceau dans les processus laser.
La modélisation de la durée de vie, basée sur les tests de stress accélérés des nouvelles cellules PV pour différents scénarios d’installation PV et climats, est également prévue dans ce projet, indiquant le coût nivelé de l’énergie et de nombreux autres facteurs pratiques pour la communauté de recherche et d’industrie PV.
En synthèse
Le remplacement de l’argent par du cuivre dans les cellules solaires pourrait révolutionner l’industrie de l’énergie solaire. Non seulement cela pourrait réduire le coût de l’électricité et l’impact environnemental des panneaux solaires, mais cela pourrait également améliorer l’efficacité de la collecte d’énergie solaire. Ce projet, soutenu par un financement de 10 millions de DKK, pourrait être une étape importante vers une production d’énergie renouvelable plus efficace et fiable.
Pour une meilleure compréhension
Pourquoi le cuivre est une alternative prometteuse à l’argent dans les cellules solaires
Le cuivre est moins cher et plus abondant que l’argent, ce qui en fait une alternative attrayante pour la fabrication des contacts des panneaux photovoltaïques. De plus, l’utilisation du cuivre pourrait maintenir, voire améliorer, l’efficacité de la collecte d’énergie solaire.
Quels sont les avantages de l’utilisation du cuivre dans les cellules solaires ?
En plus de réduire le coût de l’électricité, l’utilisation du cuivre pourrait minimiser l’impact environnemental des panneaux solaires. De plus, le cuivre pourrait améliorer l’efficacité de la collecte d’énergie solaire.
Quels sont les défis associés à l’utilisation du cuivre dans les cellules solaires ?
Jusqu’à présent, le cuivre n’a pas été développé avec succès pour les cellules solaires car les processus industriels ne sont pas assez efficaces et les contacts ne sont pas bien développés et testés.
Qu’est-ce que le projet CuSun ?
Le projet CuSun est une initiative visant à développer des contacts en cuivre pour les panneaux photovoltaïques, en remplacement des contacts en argent actuellement utilisés. Le projet est soutenu par un financement de 10 millions de DKK.
Quels sont les résultats attendus du projet CuSun ?
Le projet CuSun vise à produire des cellules solaires à haute efficacité sans argent. De plus, le projet prévoit de modéliser la durée de vie des nouvelles cellules PV pour différents scénarios d’installation PV et climats.
Références
CuSun – Electroplating of copper conductor tracks on solar cells
EUDP investment: 10.063.238 DKK
Partners: Aarhus Universitet, IPU, and Elplatek
Source : electro.dtu.dk
