Des panneaux solaires intégrés dans du verre

Les modules solaires organiques présentent des avantages par rapport aux cellules solaires en silicium. Cependant, leur durée de vie est plus courte. Des chercheurs travaillent sur une solution prometteuse : utiliser du verre souple comme substrat, de sorte que les composants sensibles soient mieux protégés.

 
Dans les dispositifs électroniques, des modules solaires organiques intégrés dans un film sont d’ores et déjà parfois utilisés. Ces modules sont une alternative prometteuse aux cellules solaires à base de silicium : les modules peuvent être produits par technologie d’impression – ce qui est plus rapide et plus efficace que les procédés nécessaires à la production de composants inorganiques. La condition pour une production par procédé d’impression est un matériau de support flexible. Jusqu’à présent, les films polymères sont utilisés ; cependant, ceux-ci ont un principal inconvénient : les films sont, dans une certaine mesure, perméables à la vapeur d’eau et à l’oxygène. Ces deux substances attaquent les panneaux solaires et réduisent considérablement leur durée de vie. En fonction des applications, des substrats avec des couches barrières ont jusqu’à présent protégé les modules solaires organiques. Pour des températures de procédés plus élevées et afin d’obtenir une durée de vie plus longue, il est nécessaire d’utiliser d’autres substrats.

 
Des chercheurs de l’Institut Fraunhofer de recherche appliquée sur les polymères (IAP) de Potsdam (Brandebourg) travaillent actuellement avec un nouveau matériau de support : ils cherchent à intégrer les modules solaires dans un verre ultra-mince. « Le verre est non seulement un matériau d’encapsulation idéal, mais résiste également à des températures de traitement allant jusqu’à 400 degrés », explique Danny Krautz, chef de projet au département de matériaux fonctionnels et composants à l’IAP. Dans le cadre des travaux de recherche, un verre spécial de l’entreprise Corning Inc. est utilisé. Grâce à ses propriétés physiques particulières, des couches de 100 microns d’épaisseur peuvent être réalisées. Cela correspond à peu près à l’épaisseur d’une feuille de papier. Le verre spécial est non seulement extrêmement solide, mais est en outre assez souple pour être légèrement arqué. Avec ce matériau, les chercheurs ont déjà pu réaliser de premiers modules solaires organiques fonctionnels. Le traitement est réalisé en plusieurs fois.

 
L’objectif est de produire ces modules par procédé roll-to-roll, de façon similaire à l’impression de journaux, au cours duquel le substrat de support est enroulé sur une bobine. En face se trouve une bobine vide. Entre les deux bobines, les couches photosensibles et les électrodes sont imprimées selon plusieurs procédés. Cette technologie de fabrication permet de fabriquer en série de grandes surfaces. Un premier essai pour travailler le verre flexible de cette façon a déjà été réalisé par l’équipe : « Nous avons réussi à la première tentative à produire des couches homogènes avec de plus petites tailles de substrat », a déclaré M. Krautz. Cependant, pour que la méthode réponde aux exigences industrielles, la technologie du procédé doit être ajustée sur de nombreux points, ce à quoi travaillent déjà les chercheurs de Potsdam. Grâce à cette technologie, des modules solaires organiques performants et robustes pourraient à l’avenir être réalisés pour différentes applications, allant de minuscules cellules solaires dans les téléphones mobiles à des modules photovoltaïques sur de grandes surfaces.

 

 

Pour en savoir plus, contacts :

Danny Krautz, Institut Fraunhofer IAP – tél. : +49 331 568 1162 – email : danny.krautz@iap.fraunhofer.de

 

Sources :

« Solarmodule in Glas gebettet « , communiqué de presse de la Société Fraunhofer – 02/06/2014 – http://redirectix.bulletins-electroniques.com/502OR

 

Rédacteurs :

Hélène Benveniste, helene.benveniste@diplomatie.gouv.fr – https://www.science-allemagne.fr/