SolarCloth a mené une étude technique afin d’intégrer de la couleur à ses modules photovoltaïques CIGS flexibles. Développé en interne, le projet de recherche a permis de tester et comparer trois solutions colorées : les feuilles interférentielles MorphoColor de l’institut allemand Fraunhofer, les encapsulants interférentiels ColorQuant de la société allemande Lenzing Plastics et les films diffuseurs de la société suisse Solaxess.
Le dirigeant de la société, Alain Janet, a expliqué à pv magazine France que les technologies testées ont été sélectionnées en fonction de sept critères principaux, à savoir, la dégradation du rendement, l’impact des matières colorantes sur le produit et l’environnement, la fiabilité, la stabilité angulaire de la couleur, le coût, le volume de stock nécessaire, et le potentiel de passage à l’échelle industrielle.
« Le PV coloré est un terrain de jeu assez nouveau, où il est difficile d’équilibrer – à ce jour – la stabilité, le coût en termes d’échelle industrielle, et l’attente des clients en matière de performance et d’attrait visuel », précise le dirigeant qui a partagé les conclusions de l’étude.
Etude et conclusions
La solution MorphoColor du Fraunhoser repose sur un empilement de couches fines permettant un effet de réflexions successives, d’interférences et de diffractions qui a pour résultat une distribution angulaire de la couleur dans l’espace. L’empilement présente une épaisseur d’environ 800 nm et peut être déposé par spray pyrolyse sur un substrat PET transparent intégrable dans le module entre deux couches d’encapuslant. « Les pertes d’efficacité engendrées sont très faibles, de l’ordre de 6% du rendement originel de la cellule, même pour des films blancs ou gris. Nous avons constaté une très bonne homogénéité et saturation de la couleur en utilisant un backsheet noir », précise Paul Rivas, étudiant en Nanosciences et Nanotechnologies, qui a mené l’étude en interne lors de son stage à SolarCloth. En revanche, il explique que « la fragilité du substrat PET et la mauvaise adhésion du nano-imprimé testée au printemps a repoussé à fin 2024 leur mise en œuvre ».
Les encapsulants interférentiels ColorQuant de la société allemande Lenzing Plastics ont montré une très bonne tenue entre les feuilles et sur les backsheets utilisés. « Mais il y a une claire inadéquation entre la feuille colorée en face avant et les frontsheets utilisés par SolarCloth. Aussi, la faible saturation de la couleur perçue est peu plaisante et peu efficace pour dissimuler les cellules. »
Les films diffuseurs de la société Solaxess présentaient, quant à eux, un vieillissement stable et une bonne esthétique. En revanche, le dispositif présentait une mauvaise performance d’adhésion et d’importantes pertes de rendement, « surtout pour les films gris clair et blancs ».
Ce sont donc les feuilles interférentielles MorphoColor de l’institut allemand Fraunhofer, avec lequel SolarCloth a signé un accord de développement, qui présentent les résultats les plus prometteurs. « Nous penchons pour cette solution, sous réserve de l’amélioration de l’adhésion et d’un tarif compétitif pour la version MorphoFlex », indique Alain Janet. Selon le dirigeant, les rendements obtenus sont « très encourageant » et la technique est « un peu plus cher, mais raisonnable ». Une fois la solution validée, les modules seront directement « teintés » par SolarCloth.
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