Memoire Online - Proposition d'un systeme de recyclage des dechets d'electrification par le solaire au Bénin

Il existe deux technologies principales de couches minces sur le marché actuel : le CdTe⁷ et le CIGS. Le silicium amorphe très prometteur semble avoir été abandonné progressivement par ses acteurs au cours des dernières années du fait d'un rendement trop bas. Le tableau 1.2 ci-dessous présente les caractéristiques commerciales et techniques des panneaux de 2^ème génération :

Tableau 1.2:Caractéristiques commerciales et techniques des technologies des cellules de 2^ème génération

Architecture cellule	CdTe	CIGS⁸	a-Si :H






Rendement module commercial	16,2 %	14 %	9%
Principaux fabricants	First Solar	Solar Frontier	Retrait des acteurs principaux
Caractéristiques technologiques	Couche active de p-type CdTe sur n-type buffer de CdSe suivie d'une couche ZnTe interfaciale avant un back-contact métallique (métal stack avec titane)	Un back-contact de molybdène sur verre suivie d'une couche (2-2,5 micron) de CIG et d'un procédé de selenisation	p-i-n structure de silicium amorphe (PECVD) entre deux électrodes transparentes et conductrices
Avantages concurrentiels	Chaîne logistique de production entièrement intégrée, forte cadence de production Performance supérieure au Si aux hautes températures et faible irradiance		Chaîne logistique de production intégrée. Bénéficie historiquement de l'infrastructure de l'industrie silicium
	Un seul acteur industriel de la technologie	Technologie plus chère que CdTe Approvisionnement	Un rendement < 10% qui devient discriminant dans un marché extrêmement

7 Le tellurure de cadmium est un matériau cristallin à structure cubique composé de cadmium et de tellure ;

8 CIGS (pour les éléments chimiques cuivre, indium, gallium et sélénium) désigne à la fois : une technique d'élaboration des cellules photovoltaïques (à couches minces et hautes performances) et le matériau semiconducteur fait d'un alliage permettant de réaliser ces cellules.

BEMBA René Darnel Master II /Energie Renouvelable et Efficacité Energétique/ Promotion 2021-2022

Proposition d'un Système de Recyclage des Déchets d'Electrification par le Solaire au Bénin

I.2.2.3. La troisième génération : Pérovskites, OPV, cellule à nanofils

Déjà développées pour fabriquer des panneaux solaires, ces cellules photovoltaïques sont composées de matériaux semi-conducteurs de synthèse. On les connaît sous le nom de cellules à colorants, cellules à polymères ou encore cellules à pérovskites. Ces cellules photovoltaïques sont élaborées à partir de fines couches organiques qui sont déposées dans une solution liquide placée entre deux électrodes. Le faible coût de la fabrication et la non-toxicité des matériaux renouvelables utilisés en font une solution d'avenir très intéressante⁹. Le tableau 1.3 ci-dessous présente les caractéristiques commerciales et techniques des panneaux de 3^ème génération :

Tableau 1.3 :Caractéristiques commerciales et techniques des technologies des cellules de 3^ème génération

Architecture cellule	Pérovskites	OPV	Cellule à nanofils


Rendement module commercial	18,4%	10 %	40%
Principaux fabricants	Saule Technologies Weihua Solar FrontMaterials Fraunhofer ISE	ASCA, G24 Power; GEP- Solar manufacturing	Nano-Science Center, Niels Bohr Institute ; Fujikura ; Futur Gen Solar ; Manoco Technologies
Caractéristiques technologiques	La pérovskite est un minéral de couleur brun- rouge ou noire à base d'oxyde de calcium et de titane.	Les films ainsi constitués sont très minces, peuvent être translucides, suivant le support choisi, et restent très souples. Polymère organique	Les nanofils sont de très petits filaments, capables dans ce cas d'absorber la lumière.

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		Ecologique ;
	Un coût inférieur		Coût financier faible ;
Avantages	Une facilité de production	Meilleure intégration dans les applications grâce à leur légèreté et finesse ;	Rendement élevé ; Favorable à
concurrentiels	Un rendement supérieur	Souple, fine et légère ;	l'industrie ;
	Panneau mieux intégrable	Température basse ; Semi-transparent	Augmenter la production de l'énergie solaire...
	Problèmes de		Les composants des cellules solaires GaAs
	vieillissement et de stabilité des cellules	Faible rendement ;	de haute qualité de fabrication très
Points faibles		Coût élevé ;	onéreux ;
	Contient du plomb ;
			Coût élevé ;
	Durabilité dans le temps pour l'instant trop faible pour être commercialisée

Marché visé	Résidentiel, commercial et autres		Industrie
	Véhicules, moyens de transport et de sécurité, appareils
	nomades, équipements électroniques, équipements de
	loisirs, équipements de domotique

En somme, les technologies les plus répandues en Afrique sont celles de la première et la seconde génération. Selon les données de l'ABERME, le marché béninois est alimenté en grande partie par les panneaux de la première génération. L'industrie de recyclage des panneaux au silicium cristallin est mature et son marché est très important par rapport aux deux autres technologies[1]. L'intégration du marché béninois à cette technologie permettra de développer la filière de recyclage.

Un accumulateur électrochimique est un générateur réversible, pouvant stocker l'énergie électrique sous forme chimique et la restituer à tout moment sur demande.

La capacité caractérise l'aptitude pour un accumulateur chargé de restituer un nombre d'Ampères-heures (Ah), pour un régime de décharge constant, une tension d'arrêt et une température définie. Enfin, la capacité d'une batterie est toujours associée à son régime de décharge [5].

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I.2.2.2. Les panneaux de 2ème génération

I.2.2.3. La troisième génération : Pérovskites, OPV, cellule à nanofils