Une étude promet une production des cellules photovoltaïques moins émettrice en CO2

Les panneaux photovoltaïques produisent de l'électricité renouvelable. Mais la production de ces panneaux, elle, est génératrice de CO₂ : selon EDF ENR, il faut actuellement entre six mois et un an pour qu'un panneau photovoltaïque rembourse sa « dette énergétique ».

Une étude publiée dans Joule suggère cependant une nouvelle conception qui permettrait de réduire considérablement le CO₂ émis lors de la production de ces panneaux.

Alternative au silicium

Cette conception repose sur l'utilisation de la pérovskite, un élément dont nous avons déjà abordé les caractéristiques. C'est un matériau connu depuis longtemps des professionnels de l'énergie solaire, et comme le précise Inverse, il a « longtemps été présenté comme la nouvelle génération de cellules solaires » car il promet une plus grande efficacité énergétique que les cellules basées sur le silicium, avec un coût de production moindre.

En outre, la pérovskite permettrait d'éviter les pollutions liées à la production du silicium, que le CNRS qualifie d' « excessivement propice au gaspillage de matière première, gros consommateur de produits toxiques, d'eau et d'énergie ».

Le problème est que la pérovskite n'a pas réussi à passer le cap de la production industrielle. Les panneaux produits à l'aide de ce matériau montrent une durée de vie plus courte, car la pérovskite se dégrade rapidement en présence d'oxygène. De plus, ces panneaux solaires contiennent du plomb qui, en cas d'impact, est susceptible de se déverser dans les eaux souterraines.

Réduire l'empreinte carbone

D'abord, l'étude rappelle que la quantité de CO₂ émise lors de la production d'un panneau solaire est variable selon la région géographique. Le texte explique : « Par exemple, l'empreinte carbone d'un module Si-PV (panneau photovoltaïque au silicium) produit en Chine est deux fois plus élevée par rapport à une production dans l'UE ou aux États-Unis en raison de la différence d'industrialisation et des restrictions environnementales ». Les auteurs de l'étude ont ainsi considéré trois scénarios plus ou moins optimistes. Mais dans chacun des cas étudiés, la quantité de CO₂ émise par la production de panneaux est toujours supérieure aux émissions du trafic aérien.


Les chercheurs ont donc exploré les propriétés de la pérovskite et ont mis au point une méthode susceptible de viabiliser sa production industrielle. Ils ont utilisé un procédé d'étanchéité emprunté aux fabricants de pare-brise pour créer un joint étanche à l'air. Celui-ci empêche l'oxygène de s'infiltrer à l'intérieur du panneau et donc, de dégrader la pérovskite. Selon le résumé de l'étude, la conception de ce « panneau entièrement imprimé » a permis de « réduire l'empreinte carbone au seuil le plus bas, (soit) la fabrication du substrat de verre ».

La méthode proposée doit encore être améliorée, mais selon Inverse, les panneaux produits « auraient déjà démontré des émissions de carbone sensiblement inférieures à celles des cellules solaires traditionnelles ». Les chercheurs ont déclaré : « Nous sommes convaincus que nos résultats inciteront la recherche à s'éloigner de l'emploi de conducteurs de charge organiques complexes et des contacts métalliques, et à favoriser des matériaux inertes ou inorganiques comme le graphite ou les oxydes métalliques ». Ils ajoutent : « Ceci va guider la développement futur de la pérovskite, ouvrant la voie d'une production industrielle [...] de panneaux photovoltaïques durables à faible empreinte carbone ».

Source : Inverse