Une méthode suédoise recycle 100 % des cellules solaires sans solvants toxiques

Face à l’essor exponentiel des besoins énergétiques mondiaux, les solutions de production d’énergie propre s’imposent comme une nécessité incontournable. Cependant, la question du traitement des déchets issus des technologies vertes demeure un angle mort qui pourrait compromettre leurs bénéfices environnementaux. Dans ce contexte, une équipe scientifique suédoise a proposé une solution innovante pour aborder le recyclage des cellules solaires, une problématique souvent négligée mais dont l’importance ne cesse de croître.

Une méthode inédite pour recycler intégralement les cellules solaires

Des chercheurs de l’Université de Linköping ont publié une étude dans Nature révélant une technique permettant de recycler toutes les composantes d’une cellule solaire sans avoir recours à des solvants toxiques. Leur méthode repose sur l’utilisation d’eau comme principal solvant, remplaçant ainsi des substances comme le diméthylformamide, reconnu pour ses effets nocifs sur l’environnement et la santé humaine. Leur approche garantit non seulement un processus écologique, mais aussi la préservation de l’efficacité énergétique des nouvelles cellules fabriquées à partir des matériaux recyclés.

Les résultats obtenus démontrent que les performances des cellules solaires reconstruites restent identiques à celles des dispositifs d’origine. Xun Xiao, postdoctorant au Département de physique, chimie et biologie (IFM) de l’université souligne l’étendue des possibilités offertes par cette avancée technologique : « On peut recycler tout – verres de protection, électrodes, couches de pérovskite ainsi que la couche de transport de charge. »

Le dilemme des panneaux solaires en fin de vie

La gestion des panneaux solaires obsolètes constitue un problème grandissant. Les premières générations de panneaux photovoltaïques à base de silicium, commercialisées depuis plus de trois décennies, arrivent aujourd’hui en fin de cycle de vie. Or, aucune technologie efficace n’a été mise en place pour traiter ces déchets spécifiques. « Il n’existe actuellement aucune technologie performante pour gérer les déchets des panneaux en silicium. Voilà pourquoi les anciens panneaux se retrouvent dans des décharges », explique Xun Xiao.

Le professeur Feng Gao, spécialiste en optoélectronique au même département, a insisté sur l’importance de prendre en compte le recyclage dès la conception des nouvelles technologies solaires. « Si nous ignorons comment recycler ces dispositifs, peut-être ne devrions-nous pas les introduire sur le marché », affirme-t-il.

Les atouts indéniables des cellules à base de pérovskite

Les cellules solaires à base de pérovskite représentent une alternative prometteuse aux technologies traditionnelles. Leur coût modéré, associé à leur facilité de fabrication, fait d’elles une option attrayante pour diverses applications. De plus, elles se distinguent par leur légèreté, leur flexibilité et leur transparence, caractéristiques qui permettent leur installation sur des surfaces variées, y compris les fenêtres. Elles peuvent convertir jusqu’à 25 % de l’énergie solaire en électricité, un rendement comparable à celui des cellules en silicium disponibles aujourd’hui.

Cependant, leur durée de vie reste inférieure à celle des cellules en silicium, ce qui accentue encore davantage l’importance d’un processus de recyclage fiable. Par ailleurs, la présence de petites quantités de plomb dans ces dispositifs impose des contraintes strictes sur la qualité du recyclage afin d’éviter toute contamination environnementale.

Vers une industrialisation responsable

L’équipe de recherche ambitionne désormais de développer sa méthode pour une application à grande échelle dans des procédés industriels. Bien que des infrastructures adaptées soient encore nécessaires, ils estiment que les cellules à base de pérovskite joueront bientôt un rôle clé dans la fourniture d’énergie renouvelable. Niansheng Xu, également postdoctorant à l’université, résume leur objectif : « Nous souhaitons éviter la création d’une nouvelle montagne de déchets électroniques. Dans ce projet, nous avons développé une méthode où tous les composants peuvent être réutilisés sans altérer les performances du nouveau dispositif. »

À noter que des réglementations strictes existent déjà dans de nombreuses régions du globe, imposant aux producteurs de collecter et recycler les cellules solaires usagées de manière durable. La solution proposée par les chercheurs suédois semble répondre précisément à ces exigences, tout en ouvrant la voie à une transition énergétique véritablement respectueuse de l’environnement.

Légende illustration : Des chercheurs de l’université de Linköping ont mis au point une méthode permettant de recycler à plusieurs reprises toutes les pièces d’une cellule solaire en pérovskite sans utiliser de solvants dangereux pour l’environnement. Crédit : Thor Balkhed

Article : ‘Aqueous based recycling of perovskite photovoltaics’ / ( 10.1038/s41586-024-08408-7 ) – Linköping University – Publication dans la revue Nature