Faire du silicium pur avec des rebuts

Publié le 21/04/2020

Le projet SELISI vise à développer des procédés de recyclage de la poudre issue du sciage des briques de silicium. L’objectif est d’atteindre diverses qualités de matière recyclée en vue d’une valorisation dans différents secteurs industriels comme les batteries Li-ion, les céramiques à base silicium, et le photovoltaïque.

Dans l’industrie photovoltaïque, la découpe des briques de silicium en wafers génère plus de 35% de pertes de matière sous forme de poudres fines. Ce matériau, fortement contaminé en éléments métalliques et éléments légers (niveaux d’oxygène et de carbone supérieurs à 1% en masse), se caractérise par une granulométrie centrée (de 1-10 µm), et une faible densité (environ 0,5 g.cm-3).

La solution développée pour l’application photovoltaïque comporte deux étapes : un traitement chimique suivi d’une ségrégation par solidification dirigée. Elle s’attaque à divers verrous scientifiques et techniques liés à la forte contamination en carbone et en oxygène et à la densité du matériau. Les équipes du CEA à l’INES ont apporté une preuve de concept de la solution envisagée pour la ségrégation, en réalisant une démonstration à échelle pilote, soit un lingot G2 d’environ 50 kg. La réutilisation du silicium ainsi purifié dans la chaîne photovoltaïque a été démontrée par la production d’un lingot monolike de taille G2.

SELISI (2018-2020), projet européen financé par la KIC Raw Materials (https://eitrawmaterials.eu/), a réuni en plus des laboratoires du CEA à l’INES deux industriels du domaine : RESITEC (Norvège) spécialiste du traitement chimique de poudres de silicium et ECM Greentech (France) fabricant de fours de solidification dirigée.

En savoir plus sur le projet SELISI

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