Une initiative financée par l'UE a développé des méthodes pour récupérer des matériaux de valeur à partir de déchets photovoltaïques (PV) tels que le silicium (Si) pour les réutiliser dans l'industrie.

Conformément à la directive européenne sur les déchets d'équipements électriques et électroniques (DEEE), 85 % des déchets photovoltaïques doivent être récupérés et 80 % recyclés et réutilisés, d'ici 2018.

Le projet Horizon2020 CABRISS a contribué à transformer les obligations légales de la directive DEEE en nouvelles opportunités commerciales en pionnier d'une économie circulaire basée sur le recyclage, indium réutilisé et récupéré (In), Matériaux Si et argent (Ag) pour les applications photovoltaïques et autres.

Soutenu par SPIRE (Industrie de process durable grâce à l'efficacité des ressources et de l'énergie), le consortium comprenait 11 entreprises et 5 instituts de recherche de 9 pays de l'UE travaillant dans un partenariat public-privé.

Selon le coordinateur du projet David Pelletier :« CABRISS se concentre principalement sur une chaîne de valeur de production photovoltaïque, démontrant ainsi la symbiose industrielle intersectorielle avec des processus en boucle fermée." La symbiose industrielle décrit un réseau d'organisations diverses pour favoriser l'éco-innovation, changement culturel à long terme, et l'amélioration des processus commerciaux et techniques. CABRISS a développé ce procédé en fournissant des matières premières comme matières premières pour d'autres industries.

Matériaux de valeur issus des déchets photovoltaïques

Les chercheurs ont utilisé trois sources différentes de déchets photovoltaïques dans le projet. La première impliquait une nouvelle technique de délaminage et de récupération de tous les matériaux de grande valeur comme Ag, Dans, Si et verre de haute pureté provenant de modules photovoltaïques à couche mince en fin de vie et à base de silicium. Le second comprenait les déchets solides de la production photovoltaïque, constitué d'un mélange de plaquettes et de cellules de Si cassées. La source finale est constituée de déchets de production de poudre de Si sèche PV, connu sous le nom de saignée, récupéré du matériel perdu pendant le processus de coupe.

Les partenaires du projet ont utilisé la technologie laser pour ouvrir les modules photovoltaïques à couche mince sans dommage, résultant en une valeur plus élevée pour le verre recyclé. "Pour les modules PV à base de silicium, une technologie innovante et à base d'eau a été développée qui, contrairement aux technologies de broyage conventionnelles, ne brise pas le verre entraînant la collecte de tous les matériaux dans les modules Si PV, " dit Pelletier.

Économiquement efficace et respectueux de l'environnement

Cette approche a ouvert la voie à une valeur élevée, recyclage à haut rendement des modules PV (couches minces et silicium) avec une récupération économiquement efficace de tous les matériaux réutilisables. « Le résultat est un recyclage conforme aux DEEE des déchets photovoltaïques, augmenter le rendement et la qualité des matériaux récupérés, y compris le silicium, indium, argent, et du verre de haute qualité en bon état, " explique Pelletier.

Par ailleurs, les chercheurs ont testé des méthodes innovantes et rentables pour l'extraction et la récupération d'Ag et de Si. Ils ont également démontré la possibilité de purifier le Si récupéré des plaquettes et des cellules brisées en qualité solaire (qualité 5N) par des procédés pyro et hydrométallurgiques pour une réutilisation directe dans l'industrie photovoltaïque. « Le raffinage de la saignée de silicium a déjà conduit à des nuances métallurgiques de silicium de 3N à 4N, ", clame Pelletier.

CABRISS profite à la société en évitant l'impact environnemental de la mise en décharge des déchets photovoltaïques et la forte énergie investie dans la production de Si vierge qui n'a pas été utilisé auparavant dans la fabrication. Il réduit également l'impact environnemental du processus de recyclage lui-même en optimisant les procédures de recyclage en fonction des résultats de l'analyse du cycle de vie. "En outre, les rapports sur les bonnes pratiques de traçabilité des déchets entre les fabricants de PV/recycleurs de PV contribueront à améliorer les opportunités de recyclabilité et l'efficacité de la collecte, " fait remarquer Pelletier.