Photovoltaïque: recyclage du silicium pour diminution des coûts

Publié par Adrien le 18/11/2013 à 00:00
Source: BE Allemagne numéro 635 (15/11/2013) - Ambassade de France en Allemagne / ADIT - http://www.bulletins-electroniques.com/ ... /74328.htm

Panneaux solaires traditionnels
en silicium
Dans la production de cellules photovoltaïques, le silicium est en général privilégié car il représente un bon compromis pour la conversion de l'énergie solaire en électricité. Cependant, lors de la fabrication de plaquettes de silicium (Le silicium est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole Si et de numéro atomique 14.) pour l'industrie photovoltaïque, près de 50% de la matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses trois états les plus communs sont l'état solide, l'état liquide, l'état gazeux. La matière occupe de l'espace et...) première est perdue. L'objectif du projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a priori à l’identique, nécessitant le concours et l’intégration d’une grande diversité de...) européen SIKELOR (Silicon kerf loss recycling), coordonné par le Centre Helmholtz de Dresde-Rossendorf (HZDR, Saxe en Allemagne), est d'obtenir un procédé de recyclage (Le recyclage est un procédé de traitement des déchets industriels et des déchets ménagers qui permet de réintroduire, dans le cycle de production d'un produit, des matériaux qui le composent. L'un des exemples qui...) des déchets de silicium adapté à l'industrie et économique. Le projet est prévu pour une durée de trois ans et financé à hauteur (La hauteur a plusieurs significations suivant le domaine abordé.) de 1,4 millions d'euros.

Le silicium, matériau (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets. C'est donc une matière de base sélectionnée...) semi-conducteur (Un semi-conducteur est un matériau qui a les caractéristiques électriques d'un isolant, mais pour lequel la probabilité qu'un électron puisse contribuer à un courant électrique, quoique...), est utilisé sous la forme de plaquettes minces dans des modules solaires standards. Une partie importante du silicium, obtenue à des coûts énergétiques élevés, se retrouve néanmoins perdue directement après la production. En effet, lors de la coupe des plaquettes à partir de blocs importants, une poudre (La poudre est un état fractionné de la matière. Il s'agit d'un solide présent sous forme de petits morceaux, en général de taille inférieure au dixième de millimètre...) fine de silicium est perdue, ce qui représente une quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire, vecteur, nombre d’objets ou d’une autre manière de dénommer la valeur d’une...) de matériau presque aussi importante que celle contenue dans le produit final. Ceci est dû au fait que la scie (Une scie est un outil destiné à couper le bois ou d'autres types de matériaux, constituée d'une lame dentée et actionnée par diverses moyens tels que la main, l'électricité, l'eau, etc.) utilisée, par exemple un fil en carbure de silicium (Le carbure de silicium (SiC), aussi connu sous le nom de carborundum ou de moissanite, est une céramique composée de silicium et de carbone.) ou en diamant (Le diamant est un minéral composé de carbone (tout comme le graphite et la lonsdaléite), dont il représente l'allotrope de haute pression, qui...), est à peu près aussi épaisse que chaque plaquette elle-même. Le traitement de cette poudre résiduelle est donc au coeur du projet mené par le HZDR, en coopération avec l'entreprise italienne (Italienne est le nom communément utilisé pour le cordage servant a manœuvrer un enrouleur. Il s'enroule sur un tambour quand on déroule la voile, et on tire dessus pour enrouler la voile.) Garbo, les Universités de Greenwich au Royaume-Uni et de Padoue en Italie, ainsi que EAAT, PME basée à Chemnitz (Allemagne).

"Les rebus de silicium situés dans la poussière de découpe doivent être nouvellement fondus. Pour cela, ils doivent d'abord être séparés du liquide (La phase liquide est un état de la matière. Sous cette forme, la matière est facilement déformable mais difficilement compressible.) utilisé lors de la coupe à l'aide d'un champ magnétique (En physique, le champ magnétique (ou induction magnétique, ou densité de flux magnétique) est une grandeur caractérisée par la donnée d'une intensité et d'une direction, définie...). Par la suite, la poussière est comprimée et fondue. Toutefois, cette poussière contient des impuretés. Etant donné que la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique,...) des copeaux est grande par rapport à leur volume (Le volume, en sciences physiques ou mathématiques, est une grandeur qui mesure l'extension d'un objet ou d'une partie de l'espace.), une oxydation a lieu de sorte qu'une grande quantité de dioxyde de silicium non souhaité peut se former. En outre, des particules de carbone (Le carbone est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole C, de numéro atomique 6 et de masse atomique 12,0107.) s'immiscent dans la poussière de découpe et lors de la fusion (En physique et en métallurgie, la fusion est le passage d'un corps de l'état solide vers l'état liquide. Pour un corps pur, c’est-à-dire pour une substance constituée de molécules...), du carbure (Un carbure est un composé chimique du carbone avec un deuxième élément chimique autre que l’oxygène. Ils présentent donc une formulation générale de type...) de silicium, tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) aussi indésirable, est produit. Notre objectif est d'atteindre un procédé économiquement et écologiquement rationnel pour recycler les déchets de silicium de façon industrielle", explique Sven Eckert, coordinateur du projet au HZDR.

Le brassage électromagnétique et la séparation (D'une manière générale, le mot séparation désigne une action consistant à séparer quelque chose ou son résultat. Plus particulièrement il est employé dans plusieurs domaines :) jouent un rôle clef (Au sens propre, la clef ou clé (les deux orthographes sont correctes) est un dispositif amovible permettant d'actionner un mécanisme.) dans le recyclage de la matière. "En particulier, la question de savoir comment le champ (Un champ correspond à une notion d'espace défini:) magnétique et la bobine doivent être configurés pour déplacer le mélange (Un mélange est une association de deux ou plusieurs substances solides, liquides ou gazeuses qui n'interagissent pas chimiquement. Le résultat de l'opération est une préparation aussi appelée mélange. Les...) contaminé de façon efficace, nous intéresse beaucoup. Nous travaillons actuellement à séparer les impuretés par agitation (L’agitation est l'opération qui consiste à mélanger une phase ou plusieurs pour rendre une ou plusieurs de ces caractéristiques homogènes. Plusieurs types d'opérations liées à...) électromagnétique et à les laisser se déplacer vers les extrémités, où elles peuvent être accumulées et récupérées", explique M. Eckert. Toutefois, le résultat souhaité ne pourra être atteint qu'à l'aide d'une combinaison (Une combinaison peut être :) délicate des paramètres du champ magnétique. Dans cet objectif, un prototype va être construit au HZDR, sur lequel les chercheurs pourront étudier les différentes étapes du processus avec un modèle similaire à l'alliage (Un alliage est une combinaison d'un métal avec un ou plusieurs autres éléments chimiques.) de silicium. Les premiers éléments obtenus seront alors dirigés vers un second appareil à l'Université de Padoue (L'Université de Padoue (en italien, Università degli studi di Padova) est une université italienne, dont le siège est à Padoue.). Le silicium y sera traité à sa température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et étudiée en thermométrie. Dans la vie...) de fusion: 1410 degrés Celsius. L'entreprise EAAT conçoit et fournit l'alimentation électrique (Le terme d'alimentation électrique désigne un ensemble de systèmes capables de fournir de l'électricité aux appareils fonctionnant avec cette énergie.), qui doit être capable de conduire différentes étapes de chauffage (Le chauffage est l'action de transmettre de l'énergie thermique à un objet, un matériau.) et d'ajuster parallèlement différentes fréquences pour les champs magnétiques.

En Allemagne, environ 32 GW de panneaux photovoltaïques sont déjà installés, et l'industrie photovoltaïque prévoit plus de 200 GW supplémentaires. De nouveaux concepts sont donc nécessaires pour améliorer la rentabilité économique des panneaux solaires. Si l'objectif de réutilisation des déchets de silicium est atteint dans le cadre du projet SIKELOR, l'industrie solaire pourra faire diminuer les coûts de production. Actuellement, le silicium est coté à environ 18 dollars le kilo sur le marché mondial ; les experts s'attendent néanmoins à une augmentation considérable dans les prochaines années. Les partenaires du projet SIKELOR visent un coût de seulement dix dollars par kilogramme (Le kilogramme (symbole kg) est l’unité de masse dans le Système international d’unités (SI).) de silicium recyclé.
Cet article vous a plu ? Vous souhaitez nous soutenir ? Partagez-le sur les réseaux sociaux avec vos amis et/ou commentez-le, ceci nous encouragera à publier davantage de sujets similaires !
Page générée en 0.219 seconde(s) - site hébergé chez Amen
Ce site fait l'objet d'une déclaration à la CNIL sous le numéro de dossier 1037632
Ce site est édité par Techno-Science.net - A propos - Informations légales
Partenaire: HD-Numérique