Pionnier dans ce domaine, Le CEA à l’INES a combiné différentes innovations au niveau de la métallisation et de l’interconnexion pour réduire la consommation d’Ag à 14mg/Wp en conservant performance et fiabilité.
Photovoltaïque, utiliser toujours moins d’argent en fabrication – des résultats 2024 prometteurs
Publié le 12/03/2025
L'industrie photovoltaïque cherche activement à réduire sa dépendance à l'argent, un matériau essentiel mais coûteux dans la fabrication des panneaux photovoltaïques. L’augmentation des volumes de production rend critique les sujets de raréfaction des ressources et de volatilité du coût de cette matière. En 2022, la fabrication de panneaux photovoltaïques représentait près de 12 % de la consommation mondiale d’argent, une proportion en constante augmentation avec l’accélération de l’introduction des énergies renouvelables.
Les fabricants adoptent donc des méthodes pour diminuer la quantité d'argent utilisée par cellule, puis pour leur assemblage en panneaux. Certaines entreprises pionnières ont même atteint des niveaux inférieurs à 10 mg/W grâce à des innovations dans les techniques de sérigraphie [1]. À terme, l’objectif est d’abaisser encore davantage cette consommation, voire de remplacer totalement l’argent par des matériaux alternatifs comme le cuivre.
L'objectif est donc de continuer à améliorer les performances photovoltaïques tout en réduisant l'impact économique et environnemental lié à l'extraction de l'argent, sans compromettre leur longévité.
Dans une étude visant à réduire la quantité d’argent utilisée dans la technologie d’interconnexion « BusBar ECA », les laboratoires du CEA ont testé de nouveaux adhésifs ECA (Electrically Conductive Adhesive) à faible teneur en argent, à la fois en combinaison avec des rubans standard revêtus d'argent et avec des rubans revêtus d'étain ou en cuivre pur.
[1] S. Pingel et al., ‘Progress on the reduction of silver consumption in metallization of silicon heterojunction solar cells’, Solar Energy Materials and Solar Cells, vol. 265, p. 112620, Jan. 2024, doi: 10.1016/j.solmat.2023.112620.
Crédits : CEAParmi les différentes combinaisons explorées, celle utilisant des cellules métallisées avec des pâtes cuivre-argent et interconnectées avec des rubans cuivre nous permet d'atteindre une consommation totale d’argent, dans le panneau photovoltaïque, inférieure à 14 mg/Wp avec une dégradation de moins de 2 % après 1000h DH et 200 TC (norme IEC 61215). Ce résultat est légèrement en avance sur les objectifs fixés dans notre feuille de route et sur les niveaux attendus au niveau international (ITRPV).
D’excellents résultats obtenus grâce à des développements effectués en privilégiant les partenaires et fournisseurs européens autant que faire se peut..
Les tests de vieillissement sur les modules < 14mg/Wp vont être poursuivis jusqu’à 3 fois les exigences de la norme pour s’assurer de la fiabilité supérieure de la solution ou éventuellement mettre en évidence un phénomène de dégradation nouveau à prévenir.
Ces développements se poursuivent pour réduire encore la consommation d’argent de l’industrie photovoltaïque et atteindre moins de 3mg/Wp d’ici 2030.
Les résultats de cette étude ont été présentés à l'EUPVSEC 2024 et lors de l'atelier MIW 2024.
Crédits : CEA
Crédits : Crédit CEA / L.aurence GODART