Des modules solaires flexibles en silicium cristallin avec une face avant en PET

Développés par des chercheurs japonais, les panneaux sont flexibles et conviennent aux toits soumis à des restrictions de charge. Selon leurs créateurs, ils ont fait preuve d’une grande fiabilité dans des conditions de température et d’humidité élevées.D’après pv magazine International
Des chercheurs de l’Institut national des sciences et technologies industrielles avancées (AIST) du Japon ont fabriqué des modules solaires au silicium cristallin (c-Si) légers et incurvés avec un face avant en polyéthylène téréphtalate (PET) au lieu d’un matériau en verre conventionnel.
« Nos recherches démontrent que les modules solaires au silicium cristallin dotés d’un film PET sont très fiables dans des conditions de température et d’humidité élevées, a déclaré Tomihisa Tachibana, auteur de la recherche, à pv magazine. Bien que nous n’ayons pas encore calculé le coût du système, nous prévoyons que la réduction du poids diminuera probablement les frais de transport et d’installation.
Dans l’article “Development of lightweight and flexible crystalline silicon solar cell modules with PET film cover for high reliability in high temperature and humidity conditions“, publié dans Solar Energy Materials and Solar Cells, le groupe japonais explique que les films PET représentent une alternative viable aux protections en verre, en raison de leur excellente isolation électrique et de leur transmission optique.
Les scientifiques ont construit les modules avec des cellules solaires c-Si polycristallines à champ de surface arrière en aluminium (Al-BSF) structurées de 156 mm2 × 156 mm2, d’une épaisseur d’environ 250 μm. « Les chaînes au niveau de la barre omnibus ont été connectées par soudure mécanique, et les chaînes des modules à quatre cellules ont été connectées en série par soudure manuelle », notent les scientifiques.
Peu de dégradations dues à la chaleur et à l’humidité
Ils ont utilisé un film PET de 0,025 mm d’épaisseur pour la face avant et la face arrière du module et ont encapsulé les panneaux avec de l’acétate d’éthyle et de vinyle (EVA). « La structure du module était la suivante : PET/EVA/cellule C-Si/EVA/PET ou Backsheet », précisent-ils. L’équipe a ensuite comparé le comportement thermique du nouveau module à celui d’un panneau de référence utilisant un verre de 3,2 mm d’épaisseur comme matériau de surface.
Il a été constaté que le module à base de PET a une valeur de courant inférieure de 10 %, car le film PET, contrairement au verre, a une structure antireflet. Les valeurs de tension et de facteur de remplissage se sont avérées à peu près identiques à celles du module de référence en verre. « L’absence de verre confère également de la flexibilité aux modules fabriqués, et aucune fissure ou autre défaut n’a été observé après que les modules ont été placés avec un rayon de courbure de 200 mm », peut-on lire dans l’étude.
Les scientifiques ont souligné que les modules recouverts d’un film PET présentent également l’avantage d’un poids réduit, d’environ 25 %, ce qui les rend idéaux pour une installation dans des endroits soumis à des restrictions de chargement. Ils pourraient accélérer le déploiement de l’énergie solaire dans des domaines tels que les toitures plates d’usines et d’entrepôts et les applications agricoles.
Enfin, les chercheurs ont également testé les modules dans une série d’essais de chaleur humide (DH) à 85 °C et sous 85 % d’humidité relative et ont constaté que le panneau à base de verre présentait une dégradation du facteur de remplissage et des valeurs de courant après 3 000 heures en raison de la corrosion des électrodes frontales en argent (Ag). « En revanche, les modules légers (PET/Backsheet ou PET/PET) n’ont montré qu’une légère diminution des propriétés I-V, avec une dégradation d’environ 10 % par rapport à la valeur initiale après 6 000 heures d’essais DH », ont-ils déclaré.