Par Julia VINCENT, doctorante

Mini biographie

Titulaire d’un diplôme d’ingénieur généraliste à l’EPF, avec une spécialisation en aéronautique et aérospatiale, je travaille actuellement sur les problématiques de vieillissement dans le temps des panneaux photovoltaïques. L’objectif de mon doctorat est d’étudier les dégradations de différents types de modules en silicium pour des systèmes autonomes fonctionnant à basse puissance. Ce doctorat est co-financé par l’ICAM Grand-Paris Sud et mené en collaboration avec SOLEMS et SLITE-Source, deux entreprises spécialisées dans le domaine du photovoltaïques basse puissance.

Titre du séminaire : Optimisation de la durabilité de cellules photovoltaïques en silicium pour applications basse puissance

La part des énergies renouvelables, et en particulier celle du photovoltaïque (PV), est en forte augmentation ces dernières années. De nombreuses problématiques se posent sur la durée de vie de ces panneaux : quels facteurs environnementaux engendrent des dégradations physiques sur les panneaux ? Comment détecter et quantifier ces dégradations ? Comment limiter la baisse du rendement énergétique en conditions extérieures ? C’est dans ce contexte que mon sujet de doctorat s’ancre.

En moyenne, la durée de vie d’un panneau photovoltaïque est d’environ 30 ans. Les fabricants garantissent une perte de rendement inférieure à 20% de la puissance électrique initiale au bout de 20 à 25 ans de fonctionnement. Pour vérifier la durabilité de ces panneaux, des études en vieillissement accélérées sont réalisées. La norme IEC 61215 permet de certifier la qualité d’un panneau photovoltaïque, par sa résistance aux différents environnements extérieurs. Cette norme cadre également les protocoles des tests accélérés à réaliser pour simuler un vieillissement de 20 à 25 ans dans un environnement extérieur.

La première partie de mon travail porte sur la pertinence et la sévérité des protocoles de tests accélérés sur des modules photovoltaïques. À ce sujet, la plateforme expérimentale OSED-Aging du CERTES équipée d’un simulateur solaire, d’une enceinte climatique et d’un insolateur UV permet de conduire des campagnes de tests accélérés en appliquant les protocoles de la norme IEC 61215 utilisée pour la certification des modules PV. Une étude sur les dégradations des modules commerciaux basse puissance a été menée afin de comparer différentes technologies de mini-modules en silicium en termes de durabilité en appliquant des tests sévérisés (chaleur humide étendue, pré-conditionnement UV/chaleur humide).

Mon deuxième axe de recherche concerne le développement d’un nouveau concept de modules PV (Fig 2). Il s’agit de cellules de technologie IBC qui sont interconnectées via un circuit imprimé (PCB) et une soudure composant monté en surface (CMS). Le processus de fabrication a été maîtrisé pour un premier lot de cellules PV et les observations d’une étude de fiabilité en cours sont montrées.

Mots clés : Photovoltaïque – tests accélérés – silicium – PCB – cellules PERC et IBC

 

Contact: Mustapha KARKRI                                                                                                       Email : mustapha.karkri@u-pec.fr

2023
OSED