L'industrie photovoltaïque est arrivée à un point d'inflexion : Elle est désormais une source d'énergie majeure, dominante dans certaines régions de la planète. Améliorer encore son impact environnemental reste un levier pour la compétitivité industrielle, pour assurer la croissance du secteur et répondre aux enjeux sociétaux. C'est aussi un important facteur de différentiation vis-à-vis de la concurrence hors Europe.

Le projet RESILEX (Horizon Europe) propose d'améliorer la résilience et la durabilité de la chaine de valeur complète du silicium en développant des solutions pour réutiliser le silicium dans la filière photovoltaïque et concevoir de nouveaux produits et des pistes pour réduire l'impact environnemental du secteur.

Dans ce cadre, le CEA a travaillé en partenariat avec le CSEM, le centre de recherche et développement suisse renommé, dans une démarche d'écoconception sur l'étape d'interconnexion des cellules solaires et la sélection des matériaux d'assemblage des panneaux photovoltaïques – on parle de BOM pour « bill-of-material » - pour atteindre de meilleures performances environnementales tout en préservant la performance technico-économique globale.

L'objectif ici du projet RESILEX est le développement de panneaux photovoltaïques hétérojonction avec une puissance et fiabilité exemplaire tout en assurant un impact environnemental réduit et un approvisionnement des composants en Europe.

Pour l'étape de fabrication des panneaux et le choix des matériaux d'assemblage, le but était d'identifier une solution fiable de remplacement du verre, l'un des plus grands contributeurs à l'impact carbone des panneaux solaires. L'étude a conduit à utiliser des polymères biosourcés combinés avec des matériaux d'encapsulation innovants et biosourcés (thermoplastique ne réticulant pas) tout en démontrant la fiabilité à long terme, sans compromis sur la performance électrique.

Dans une démarche « Design for Recycling », nos chercheurs ont opté pour des faces avant et arrière sans fluoro-polymère, de provenance européenne. Les tests d'adhérence ont permis de retenir un polymère biosourcé en face avant qui s'est avéré compatible avec les encapsulants du projet. L'architecture module permet d'utiliser le polymère biosourcé en face avant et en face arrière, ainsi les cellules et encapsulants du projet ont été intégrés dans plusieurs configurations.

La stratégie de développement et les différentes campagnes de réalisation de prototypes, établis et menés conjointement avec le CSEM a permis divers résultats concrets, riches d'enseignements et prometteurs pour certains.

Remarquons en particulier une BOM biosourcée validée expérimentalement, assemblée en France, et qui permet une réduction (hors cellules) de 70% de l'empreinte carbone par rapport à une référence avec du verre en faces avant et arrière fabriquée en Asie comme la plupart des panneaux installés en Europe : performance obtenue en remplaçant le verre de panneaux solaires hétérojonction par un polymère biosourcé en face avant et face arrière combiné à un encapsulant partiellement biosourcé, deux matériaux fabriqués en France.

​L'expérimentation a permis de démontrer le potentiel de ces polymères pour les applications modules légers avec cellules hétérojonction. Les tests de vieillissement sont très encourageants : le module a passé 2 fois la norme - soit 2000 h en chaleur humide - avec moins de 5% de perte quand le module de référence passe 3 fois la norme IEC soit 3000 h.

Cela représente une réduction de 13% du bilan carbone global du panneau photovoltaïque, si on ajoute l'empreinte des plaques de silicium et des cellules qui sont les plus gros contributeurs.

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Cette étude fait l'objet de diverses publications :

• SiliconPV 2025: Design – for - recycling of SHJ modules with drastic reduction of Ag and In contents, 15th SiliconPV, 8-11/4/2025, Oxford, UK
• A paraître en 2026: Lightweight SHJ modules with reduced environmental impact: an iterative approach of BOM development and validation, EUPVSEC 14-18/09/2026, Rotterdam, Pays-Bas

Le projet RESILEX (Horizon Europe) : améliorer la résilience et la durabilité de la chaine de valeur complète du silicium photovoltaïque.

Il vise en particulier à développer des solutions pour réutiliser le silicium, recycler les modules photovoltaïques et concevoir de nouveaux produits et des pistes pour réduire l'impact environnemental de la production de panneaux solaires.​

Concernant la fabrication des cellules et leur intégration en panneaux photovoltaïques, les objectifs du projet sont ambitieux :

• Réduction de l'empreinte carbone de 50 %
• Démonstration de la fabrication de cellules avec une réduction d'au moins 70 % de l'Indium et de l'Argent et étude de solutions pour les supprimer complètement
• Réduction des coûts de 25 % en gardant un rendement des cellules > 25 % avec une puissance et fiabilité exemplaire
• Panneaux hétérojonction sans verre, 100% polymère
• Fiabilité des matériaux biosourcés et/ou recyclables
• Mise en place d'un assemblage complet de matériaux facilitant le recyclage et diminuant l'impact carbone.

Le projet, coordonné par ISMC, est mené par un consortium de 21 partenaires provenant de 8 pays européens (incluant la Suisse et le Royaume-Uni). Démarré en 2022, il se termine en juin 2026.

https://www.resilex-project.eu/ ​

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Centrale photovoltaïque MEGASOL – Cadarache – Crédit : L. GODART / CEA​

Exemple de panneaux photovoltaïque verre-verre - Plateforme Outdoor sur le site de l'INES. 
Crédit : P. AVAVIAN / CEA​