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Production de cellules solaires imprimables: une nouvelle révolution solaire

Production de cellules solaires imprimables: une nouvelle révolution solaire



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[Source de l'image: Université de Melbourne]

Les cellules solaires flexibles minces qui peuvent être imprimées peuvent être en mesure d'offrir au monde une réduction supplémentaire des coûts de l'énergie solaire et présenter une gamme d'autres avantages, tels qu'être beaucoup plus faciles à transporter que les panneaux solaires conventionnels, en particulier en ce qui concerne les projets d'énergie solaire en emplacements éloignés. L'efficacité de ces matériaux plus flexibles s'améliore également, passant d'environ 3% à 20% d'efficacité en quelques années seulement.

L'électronique imprimée est apparue pour la première fois en 1903 avec le brevet «fil imprimé» d'Albert Hanson, mais c'est la technologie radio qui a par la suite dominé l'industrie de l'électronique imprimée jusqu'à ce que les imprimantes à jet d'encre aient été développées plus récemment. L'industrie électronique a de plus en plus favorisé l'impression jet d'encre en raison de son faible coût et de sa flexibilité et l'un des principaux produits de ce procédé a été la cellule solaire imprimable, dont la première est apparue en 2008, produite par Konarka. Cela a été suivi en 2011 par l'Oregon State University qui a utilisé le processus pour produire des cellules solaires CIGS (Copper Indium Gallium Selenide) et également par le Massachusetts Institute of Technology (MIT) qui a créé une cellule solaire sur papier. En général cependant, l'utilisation de l'impression à jet d'encre pour l'impression de cellules solaires est encore un processus nouveau et en développement et donc encore très au stade de la recherche.

En Australie, l’Organisation de recherche scientifique et industrielle du Commonwealth (CSIRO) développe une gamme de nouveaux matériaux et procédés afin de produire des cellules solaires minces et flexibles basées sur des «encres solaires» imprimables. Les encres sont déposées sur des films plastiques flexibles en utilisant des procédés tels que le revêtement par pulvérisation, l'héliogravure inversée, le revêtement par matrice à fente et la sérigraphie. D'autres procédés développés par le CSIRO, notamment le photovoltaïque organique (OPV) et les cellules solaires à colorant (DSSC) offrent également une plus grande flexibilité et un prix abordable, permettant d'intégrer des panneaux solaires dans les fenêtres, les meubles de fenêtres, les toits et aussi, potentiellement, les emballages grand public. En plus de rendre l'énergie solaire plus abordable, ces matériaux solaires moins chers et légers peuvent également être en mesure de répondre aux besoins énergétiques des communautés des régions éloignées et des pays en développement.

La recherche et le développement de ces types de matériaux ont été effectués par le Consortium Victorian Organic Solar Cell (VICOSC), une collaboration de recherche entre le CSIRO, l'Université Monash, l'Université de Melbourne, BlueScope Steel, Innovia Films, Innovia Security et Robert Bosch SEA. Le travail est soutenu par un financement du gouvernement de l'État de Victoria et du gouvernement australien par le biais de l'Agence australienne pour les énergies renouvelables (ARENA). À l'avenir, ces opérations permettront d'incorporer de nouvelles matières organiques et de nouvelles cellules solaires dans des appareils à petite échelle avec des rendements de conversion d'environ 9%.

Ces projets CSIRO sont actuellement développés en tant qu'opérations à l'échelle pilote uniquement, impliquant des lignes d'impression roll-to-roll qui ont réussi à fabriquer des modules solaires de tailles allant de 10 cm sur 10 cm jusqu'au format A3.

Parmi les autres sociétés actuellement impliquées dans la production de cellules solaires imprimables, citons Eight19 et Kyung-In Synthetic.

«J'ai été témoin de la façon dont la technologie a permis aux communautés urbaines pauvres en Inde d'accéder à l'électricité hors réseau», déclare Scott Watkins de la société coréenne Kyung-In Synthetic, une société spécialisée dans la fabrication et le développement de colorants, encres, amende produits chimiques et autres matériaux similaires. «Son succès est dû à sa rentabilité et à sa simplicité. Un film de cellules solaires de 10 × 10 cm suffit pour générer jusqu'à 10 à 50 watts par mètre carré. »

Néanmoins, un certain nombre de défis doivent être surmontés avant que la révolution des cellules solaires imprimables ne puisse progresser davantage. Les imprimantes industrielles nécessaires à la réalisation de ces cellules sont elles-mêmes coûteuses, nécessitant un investissement en capital important. De plus, les panneaux imprimés peuvent être vulnérables à l'humidité et s'ils sont cassés, ils peuvent potentiellement causer une contamination au plomb. Pour cette raison, Kyung-In Synthetic et d'autres sociétés testent de nouveaux revêtements pour les cellules afin de résoudre ces problèmes, tandis que le capital de démarrage pourrait potentiellement être généré par des projets communautaires et des coopératives.


Voir la vidéo: Fabrication française des panneaux photovoltaïques de SCNAsolar (Août 2022).