Lorsque les cellules solaires en silicium arrivent en fin de vie, elles ne constituent pas des déchets solides, mais plutôt une mine urbaine de ressources secondaires. L'Agence internationale pour les énergies renouvelables (IRENA) prévoit que d'ici 2050, la quantité cumulée de déchets de panneaux solaires dans le monde atteindra 78 millions de tonnes, fournissant ainsi une vaste base de matières premières pour l'industrie du recyclage des métaux précieux. Le traitement des cellules solaires en silicium mises au rebut permet de récupérer de nombreux matériaux, notamment du silicium de haute pureté, de l'argent, du cuivre, de l'aluminium et du verre. Sur le plan commercial, le marché mondial du recyclage des panneaux solaires a atteint environ 366 millions de dollars en 2025 et devrait dépasser 993 millions de dollars d'ici 2035, avec un taux de croissance annuel composé (TCAC) de 10,5 %. La directive européenne relative aux déchets d'équipements électriques et électroniques (DEEE) a ouvert la voie à l'inclusion des panneaux solaires dans sa réglementation, contribuant ainsi à l'optimisation de la chaîne d'approvisionnement du recyclage. Actuellement, le traitement thermique s'est imposé comme un procédé courant grâce à son rendement élevé, permettant de récupérer plus de 80 % du poids d'une cellule.
Les cellules solaires en silicium d'occasion, qui ne sont pas encore entièrement mises au rebut, conservent une capacité de production d'énergie résiduelle importante. Des études indiquent que les modules photovoltaïques en silicium cristallin utilisés au Ghana pendant six ans maintiennent des performances élevées. Cela signifie que les cellules solaires en silicium remplacées lors de projets initiaux ou de rénovations peuvent continuer à être utilisées dans des applications moins exigeantes en termes d'efficacité, comme l'alimentation d'équipements de communication, de pompes agricoles ou l'éclairage extérieur dans des zones reculées. Ces cellules solaires en silicium usagées offrent des solutions énergétiques économiques pour des applications secondaires, tout en retardant l'étape finale de leur recyclage. Dans une perspective de cycle de vie complet, cela améliore l'efficacité de l'utilisation des ressources.
Les fabricants offrent généralement des garanties de 25 à 30 ans pour les modules solaires en silicium. La fin de vie ne signifie pas une panne totale, mais plutôt une dégradation de la puissance de sortie en dessous d'un certain pourcentage de la capacité initiale. Les évaluations du Laboratoire national des énergies renouvelables (NREL) indiquent que les cellules solaires en silicium testées sur le terrain à l'échelle mondiale subissent généralement des taux de dégradation annuels de puissance compris entre 0,5 % et 2 %. Les valeurs précises dépendent du climat local, des méthodes d'installation et de la qualité initiale du module. Par exemple, des modules fonctionnant pendant 22 ans sous le climat méditerranéen espagnol ont affiché un taux de dégradation annuel moyen de 1,4 %. Cela signifie qu'une cellule solaire en silicium d'une puissance nominale de 100 W conservera probablement une puissance de sortie supérieure à 70 W après 25 ans. Garantir l'intégrité des matériaux d'encapsulation (tels que le film EVA) et prévenir les problèmes courants comme les points chauds et la dégradation induite par le potentiel sont essentiels pour atteindre la durée de vie prévue.
Au-delà des plaquettes de silicium cristallin classiques, les alliages à base de silicium jouent également un rôle important dans la technologie solaire. Ces alliages spéciaux, tels que ceux utilisés dans les pâtes conductrices, sont conçus pour optimiser le contact des électrodes et la conductivité électrique des cellules solaires en silicium. En contrôlant précisément les niveaux de pureté (de 99 % à plus de 99,99 %) et en dopant avec des éléments spécifiques, il est possible d'adapter les propriétés électriques et les points de fusion de ces alliages. Ceci permet la formation de contacts ohmiques robustes avec les plaquettes de silicium, réduisant ainsi les pertes de courant et améliorant le rendement final des cellules solaires. La production de ces alliages à base de silicium de haute pureté constitue une industrie à forte intensité technologique. Leur prix est étroitement lié aux fluctuations du marché des métaux et aux exigences de pureté, ce qui en fait un facteur clé influençant à la fois les performances et le coût des cellules solaires en silicium.
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