Avec le développement de la technologie, la demande en énergie augmente et l'énergie solaire, en tant que source propre et renouvelable, attire une attention croissante..

Les panneaux photovoltaïques, l'un des principaux dispositifs de production d'énergie solaire, ont vu leur efficacité et leur coût comme des facteurs clés limitant leur application à grande échelle. Afin de résoudre ces problèmes, les scientifiques explorent en permanence de nouveaux matériaux et de nouvelles technologies. Parmi eux, Les plastiques techniques, dotés d'excellentes propriétés globales telles qu'une rigidité élevée, un faible fluage, une résistance mécanique élevée, une bonne résistance à la chaleur et une excellente isolation électrique, sont devenus une alternative cruciale aux métaux pour les matériaux de structure dans la fabrication de panneaux photovoltaïques.

Selon les données des instituts d'études de marché, la valeur de production annuelle du marché mondial des composants photovoltaïques est estimée à environ 4 à 5 milliards de dollars américains, dont plus de 50% sont utilisés pour les composants en plastique.

Que sont les plastiques techniques  

Les plastiques techniques sont un type de plastique haute performance connu pour ses excellentes propriétés mécaniques, sa résistance chimique, sa stabilité thermique et sa résistance à l'usure. Ces plastiques servent de matériaux techniques, capables de remplacer les métaux dans la fabrication de composants de machines et d'autres applications. Ils sont largement utilisés dans diverses industries, notamment l'électronique, l'automobile, la construction, les équipements de bureau, les machines, l'aérospatiale, etc.

Le développement des plastiques techniques ne soutient pas seulement les industries nationales clés et les secteurs de haute technologie modernes, mais stimule également la transformation des industries traditionnelles et l'adaptation des structures de produits. Leur polyvalence les rend adaptés à une large gamme d'applications techniques complexes, offrant des solutions innovantes dans différents secteurs et jouant un rôle crucial dans la fabrication moderne.

 

Application de divers plastiques techniques dans les panneaux photovoltaïques

 

01 Polycarbonate (PC)

Le polycarbonate est un plastique optique connu pour sa grande solidité, sa résistance aux chocs et sa transparence. Il est plus léger que le verre, possède une bonne résistance aux intempéries et à la corrosion chimique. Le polycarbonate est couramment utilisé dans la fabrication de lunettes de protection, de visières de sécurité, de caches de phares de voiture, de panneaux d'affichage, etc.

 

Application du polycarbonate dans les panneaux photovoltaïques

(1) Matériau du boîtier : Le polycarbonate, avec sa grande solidité, sa résistance aux chocs et sa transparence, est fréquemment utilisé comme matériau de protection pour les panneaux photovoltaïques. Il sert à protéger les cellules solaires et d'autres composants essentiels des dommages environnementaux externes tels que les impacts, les intempéries et les rayons UV.

(2) Matériau de la feuille arrière : Dans les panneaux photovoltaïques, le polycarbonate peut également servir de matériau de feuille arrière. La feuille arrière est située à l'arrière des cellules solaires, fournissant un support structurel et une protection aux composants de la batterie. Les feuilles arrière en polycarbonate offrent une bonne résistance aux intempéries, protégeant efficacement les cellules solaires et prolongeant leur durée de vie.

(3) Matériau d'étanchéité : Les panneaux photovoltaïques nécessitent d'excellentes performances d'étanchéité pour empêcher l'humidité, la poussière et d'autres contaminants de pénétrer à l'intérieur du panneau. Le polycarbonate peut être utilisé comme matériau d'étanchéité pour encapsuler et sécuriser les cellules solaires et d'autres composants, garantissant ainsi le fonctionnement stable à long terme des panneaux photovoltaïques.

(4) Plaque de guide d'ondes optique : Les matériaux en polycarbonate présentent des performances de transmission lumineuse élevées, ce qui les rend adaptés à la fabrication de plaques de guide d'ondes optiques. Les plaques de guide d'ondes optiques sont utilisées pour guider la lumière des bords du panneau photovoltaïque vers la zone de la cellule solaire, améliorant ainsi l'efficacité de l'utilisation de la lumière.

 

Principaux fournisseurs

Bayer AG, LG Chem, Sumitomo Chemical Co., Ltd., Mitsubishi Chemical Corporation, Sumitomo Chemical Co., Ltd., Japan Electrical Chemicals (NEC), Shanghai Organic Glass Factory Co., Ltd.

Avantages du polycarbonate

(1) Résistance aux chocs : le polycarbonate présente une excellente résistance aux chocs, empêchant efficacement la rupture ou l'endommagement du panneau.

(2) Haute transparence : le polycarbonate a une excellente transparence, transmettant efficacement la lumière du soleil à la couche de cellules solaires.

(3) Léger : Comparé aux matériaux en verre traditionnels, le polycarbonate est plus léger, contribuant à la réduction du poids des panneaux photovoltaïques, facilitant l'installation et le transport.

(4) Résistance aux intempéries : le polycarbonate a une bonne résistance aux intempéries, résistant à l'impact des rayons UV, de l'humidité et des changements de température, maintenant la stabilité et la durabilité du panneau.

En résumé, le polycarbonate est largement utilisé dans les panneaux photovoltaïques, assurant des fonctions critiques telles que la protection, le support, l’étanchéité et la transmission optique, contribuant à l’amélioration des performances et de la fiabilité des panneaux photovoltaïques.

02 Polyméthacrylate de méthyle (PMMA)

Le polyméthacrylate de méthyle, également connu sous le nom d'acrylique ou de verre acrylique, est un plastique optique caractérisé par une excellente transparence et une excellente qualité optique. Il présente une résistance élevée aux rayons ultraviolets (UV) et une résistance exceptionnelle aux intempéries.

Application du polyméthacrylate de méthyle dans les panneaux photovoltaïques

(1) Lentilles optiques : Le PMMA, avec sa bonne transparence et sa bonne qualité optique, est couramment utilisé dans la fabrication de lentilles optiques pour panneaux photovoltaïques. Les lentilles optiques concentrent la lumière sur la surface des cellules solaires, améliorant ainsi l'efficacité d'absorption de la lumière. Les lentilles en PMMA ont une transmittance élevée, ce qui permet une conversion plus efficace de la lumière solaire en électricité.

(2) Plaques de guide d'ondes optiques : Les plaques de guide d'ondes optiques guident la lumière depuis les bords des panneaux photovoltaïques vers la zone des cellules solaires, améliorant ainsi l'efficacité d'utilisation de la lumière. Le PMMA, avec ses performances de transmission lumineuse élevées, peut être utilisé pour fabriquer des plaques de guide d'ondes optiques, optimisant la distribution et la transmission de la lumière pour améliorer l'efficacité du panneau.

(3) Housses et boîtiers de protection : Le PMMA peut également servir de revêtement de protection et de matériau d'enceinte pour les panneaux photovoltaïques. Il possède une excellente transparence et une excellente résistance aux chocs, protégeant efficacement les cellules solaires et d'autres composants essentiels des dommages environnementaux externes, tels que les impacts, les intempéries et les rayons UV.

 

Principaux fournisseurs

Français : Evonik Industries, Rohm Co., Ltd., Mitsubishi Chemical Corporation, Sumitomo Chemical Co., Ltd., Chimei Corporation, KOLON Industries, Inc., Kuraray Co., Ltd., Suzhou Double Elephant Microfibers Co., Ltd., Wanhua Chemical Group Co., Ltd., Huizhou Huifeng Chemical Co., Ltd.

Avantages du polyméthacrylate de méthyle

(1) Haute transparence : le PMMA présente une excellente transparence, transmettant efficacement la lumière du soleil à la couche de cellules solaires, améliorant ainsi l'efficacité d'absorption de la lumière.

(2) Léger : le PMMA a une faible densité, ce qui en fait un matériau capable de réduire le poids global des panneaux photovoltaïques, facilitant ainsi l'installation et le transport.

(3) Résistance aux intempéries : le PMMA présente une bonne résistance aux intempéries, résistant à l'impact des rayons UV, de l'humidité et des changements de température, prolongeant ainsi la durée de vie du panneau.

(4) Résistance aux chocs : le PMMA a une bonne résistance aux chocs, protégeant efficacement les cellules solaires et autres composants clés des impacts externes.

En résumé, le PMMA, utilisé comme lentilles optiques, plaques de guide d'ondes optiques et matériaux de boîtier pour panneaux photovoltaïques, offre une excellente transparence, des propriétés de légèreté, une résistance aux intempéries et aux chocs. Il joue un rôle crucial dans l'amélioration de l'efficacité d'absorption de la lumière, de la distribution et de la transmission de la lumière et dans la protection des cellules solaires des panneaux photovoltaïques.

03 Polystyrène (PS)

Le polystyrène est un plastique optique à haute transparence et à indice de réfraction élevé. Il présente une bonne uniformité optique et une bonne qualité de surface, couramment utilisé dans la fabrication de lentilles optiques, de substrats et de guides d'ondes optiques.

 

Application du polystyrène dans les panneaux photovoltaïques

(1) Couche diélectrique : La couche diélectrique des panneaux photovoltaïques est positionnée entre les cellules solaires et la feuille arrière, servant à isoler le courant entre les cellules et les autres composants, évitant ainsi les courts-circuits et les dommages. Le film de polystyrène peut être utilisé comme matériau de couche diélectrique, offrant des propriétés isolantes qui isolent efficacement le courant.

(2) Plaque de guide d'ondes optique : Les plaques de guide d'ondes optiques des panneaux photovoltaïques guident la lumière depuis les bords du panneau jusqu'à la zone de la cellule solaire, améliorant ainsi l'efficacité d'utilisation de la lumière. Le polystyrène, avec ses performances de transmission lumineuse élevées, peut être utilisé comme matériau pour les plaques de guide d'ondes optiques, contribuant ainsi à optimiser la distribution et la transmission de la lumière.

(3) Composants auxiliaires : Le polystyrène peut également être utilisé pour les composants auxiliaires des panneaux photovoltaïques, tels que les structures de support et les connecteurs. Grâce à sa faible densité et à ses bonnes caractéristiques de mise en œuvre, le polystyrène peut offrir des solutions de support et de connexion légères.

Principaux fournisseurs

Français DOW (Dow Chemical), BASF, FINA, CHEVRON (Chevron Phillips Chemical Company), INEOS Styrolution, TotalEnergies, Styron (Trinseo), Sinopec, JSP (Jiangsu Sunplas Co., Ltd.).

Avantages du polystyrène

(1) Faible coût : Le polystyrène est un plastique courant dont les coûts de fabrication sont inférieurs, contribuant ainsi à la réduction des coûts de production des panneaux photovoltaïques.

(2) Léger : Le polystyrène a une faible densité, ce qui le rend relativement léger, facilitant la réduction du poids global des panneaux photovoltaïques pour une installation et un transport plus faciles.

(3) Performances d'isolation : le polystyrène présente de bonnes propriétés d'isolation, isolant efficacement le courant et améliorant la sécurité et la fiabilité des panneaux photovoltaïques.

(4) Performances de transmission de la lumière : le polystyrène présente une transparence et des performances de transmission de la lumière élevées, contribuant à une transmission plus efficace de la lumière à la couche de cellules solaires, améliorant ainsi l'efficacité d'absorption de la lumière des panneaux photovoltaïques.

04 Polyéthylène (PE)

Le polyéthylène est un matériau plastique courant connu pour sa grande transparence et son excellente résistance à la corrosion chimique. Il est généralement utilisé dans la fabrication de films, de matériaux d'emballage, de revêtements optiques, etc.

 

Application du polyéthylène dans les panneaux photovoltaïques 

(1) Matériau de la feuille arrière : Le polyéthylène peut être utilisé comme matériau de feuille arrière pour les panneaux photovoltaïques. La feuille arrière est située à l'arrière des cellules solaires, fournissant un support structurel et une protection aux composants de la batterie. Les feuilles arrière en polyéthylène présentent une bonne résistance, une bonne résistance aux intempéries et une bonne résistance à la corrosion chimique, protégeant efficacement les cellules solaires et prolongeant leur durée de vie.

 

(2) Matériau d'étanchéité : Les panneaux photovoltaïques nécessitent une étanchéité efficace pour empêcher l'humidité, la poussière et d'autres contaminants de pénétrer à l'intérieur du panneau. Le polyéthylène peut être utilisé comme matériau d'étanchéité pour encapsuler et sécuriser les cellules solaires et d'autres composants, garantissant ainsi le fonctionnement stable à long terme des panneaux photovoltaïques.

 

(3) Composants auxiliaires : Le polyéthylène peut également être utilisé pour les composants auxiliaires des panneaux photovoltaïques, tels que les structures de support et les connecteurs. En raison de sa faible densité et de ses bonnes caractéristiques de traitement, le polyéthylène peut fournir des solutions de support et de connexion légères.

 

Principaux fournisseurs 

Toray Industries, Inc., LG Chem, Sumitomo Chemical Co., Ltd., Mitsubishi Chemical Corporation, Japan Electrical Chemicals (NEC), Shanghai Organic Glass Factory Co., Ltd.

 

Avantages du polyéthylène comme matériau pour les panneaux photovoltaïques

(1) Faible coût : Le polyéthylène est un plastique courant dont les coûts de fabrication sont inférieurs, contribuant ainsi à la réduction des coûts de production des panneaux photovoltaïques.

(2) Léger : Le polyéthylène a une faible densité, ce qui le rend relativement léger, facilitant la réduction du poids global des panneaux photovoltaïques pour une installation et un transport plus faciles.

(3) Résistance aux intempéries : le polyéthylène présente une bonne résistance aux intempéries, résistant à l'impact des rayons UV, de l'humidité et des changements de température, prolongeant ainsi la durée de vie du panneau.

(4) Résistance à la corrosion chimique : le polyéthylène a une bonne résistance à la corrosion chimique, avec la capacité de résister à certains produits chimiques, améliorant ainsi la durabilité des panneaux photovoltaïques.

05 Polytétrafluoroéthylène (PTFE)

Le polytétrafluoroéthylène est un plastique optique connu pour sa nature inerte et sa résistance aux températures élevées. Il présente une excellente résistance chimique, une résistance à la chaleur et un faible coefficient de frottement, couramment utilisé dans la fabrication de revêtements optiques, de matériaux d'étanchéité et de dispositifs optiques dans des environnements à haute température.

 

Application du polytétrafluoroéthylène dans les panneaux photovoltaïques

(1) Couche diélectrique : Le polytétrafluoroéthylène peut être utilisé comme l'un des matériaux de la couche diélectrique dans les panneaux photovoltaïques. La couche diélectrique est positionnée entre les cellules solaires et la feuille arrière, isolant le courant entre les cellules et les autres composants pour éviter les courts-circuits et les dommages. Le PTFE a d'excellentes propriétés d'isolation et une excellente résistance à la corrosion chimique, isolant efficacement le courant.

(2) Matériau d'étanchéité : Les panneaux photovoltaïques nécessitent une étanchéité efficace pour empêcher l'humidité, la poussière et d'autres contaminants de pénétrer à l'intérieur du panneau. Le PTFE, doté d'une résistance exceptionnelle à la corrosion chimique, d'une résistance aux températures élevées et d'un faible coefficient de frottement, peut servir d'excellent matériau d'étanchéité, garantissant le fonctionnement stable à long terme des panneaux photovoltaïques.

(3) Matériau de revêtement : Le PTFE peut être utilisé comme matériau de revêtement pour les panneaux photovoltaïques, offrant des fonctions telles que la résistance aux salissures, aux rayures, aux UV et aux intempéries. Il possède une bonne résistance chimique et une faible adhérence de surface, ce qui permet au revêtement de protéger la surface du panneau contre la contamination et les dommages.

Principaux fournisseurs

DuPont, LG Chem, Toray Industries, Inc., Sumitomo Chemical Co., Ltd., Mitsubishi Chemical Corporation, Japan Electrical Chemicals (NEC), Shanghai Organic Glass Factory Co., Ltd.

Avantages du polytétrafluoroéthylène comme matériau pour panneau photovoltaïque

(1) Résistance aux hautes températures : le PTFE présente une excellente résistance aux hautes températures, maintenant la stabilité dans les environnements à haute température adaptés aux conditions de fonctionnement des panneaux photovoltaïques.

(2) Résistance à la corrosion chimique : le PTFE présente une résistance exceptionnelle à la corrosion chimique, résistant à la corrosion des acides, des alcalis et d'autres produits chimiques, prolongeant ainsi la durée de vie du panneau.

(3) Faible coefficient de frottement : le PTFE a un coefficient de frottement extrêmement faible, réduisant le frottement et l'usure de surface, améliorant ainsi les performances et la durée de vie du panneau.

(4) Excellentes performances anti-salissures : les revêtements PTFE présentent d'excellentes performances anti-salissures, réduisant efficacement l'adhérence de la saleté et de la poussière, préservant la propreté et l'efficacité d'absorption de la lumière du panneau. Il est important de noter que la fabrication et l'application du PTFE nécessitent une manipulation et des exigences techniques particulières en raison de sa faible adhérence à d'autres matériaux. Par conséquent, lors de l'utilisation du PTFE dans les panneaux photovoltaïques, des méthodes de traitement et de collage appropriées sont nécessaires pour assurer une bonne adhérence et une bonne collaboration avec d'autres composants.

 

Perspectives de développement et défis des plastiques techniques

Perspectives

Léger et flexible

Les plastiques techniques présentent des caractéristiques de légèreté et de flexibilité, ce qui les rend adaptés aux applications dans la technologie photovoltaïque flexible et les batteries pliables. Cela facilite la réalisation de dispositifs photovoltaïques plus flexibles et plus légers dans divers scénarios.

Coûts de production réduits

L'utilisation de plastiques techniques pour les matériaux photovoltaïques entraîne généralement des coûts de fabrication inférieurs à ceux des matériaux à base de verre traditionnels. Cela permet de réduire les coûts de production des panneaux photovoltaïques, améliorant ainsi la compétitivité commerciale de la technologie photovoltaïque.

Résistance aux chocs et aux intempéries 

Les plastiques techniques offrent une bonne résistance aux chocs et aux intempéries, ce qui permet de protéger les cellules solaires et autres composants dans des conditions environnementales difficiles. Cela améliore la durabilité des panneaux photovoltaïques, leur permettant de fonctionner de manière stable à l'extérieur sur le long terme.

 

Enjeux et défis

Performances techniques

Les panneaux photovoltaïques nécessitent d'excellentes performances optiques, notamment en termes de transmittance, d'indice de réfraction et de dispersion. Lors du développement de matériaux plastiques techniques, il est essentiel de s'assurer qu'ils peuvent offrir une transmission lumineuse et une transparence suffisantes pour maintenir l'efficacité des panneaux photovoltaïques.

Stabilité thermique

Les panneaux photovoltaïques fonctionnent dans des environnements à haute température, ce qui nécessite des plastiques techniques dotés d'une bonne stabilité thermique pour éviter le ramollissement ou la dégradation des matériaux plastiques, ce qui pourrait avoir un impact sur les performances et la durée de vie du panneau.

Résistance aux rayons UV

Les panneaux photovoltaïques doivent résister aux effets des rayons UV pour éviter le vieillissement et le jaunissement des matières plastiques. Développer des plastiques techniques résistants aux intempéries et aux UV représente un défi majeur.

Durabilité

Dans le domaine du photovoltaïque, la durabilité et la conscience environnementale deviennent de plus en plus importantes. Le développement de plastiques techniques recyclables et réutilisables et l'adoption de méthodes de fabrication et d'élimination respectueuses de l'environnement sont des aspects cruciaux pour favoriser le développement durable dans le secteur photovoltaïque.

Actuellement, l'application des plastiques techniques dans le domaine du photovoltaïque est relativement nouvelle et se trouve encore au stade de la recherche et du développement. Malgré les défis existants, grâce aux avancées et aux innovations technologiques, les perspectives d'application des plastiques techniques dans le domaine du photovoltaïque restent prometteuses, offrant le potentiel d'apporter davantage d'avantages et d'innovations à la technologie photovoltaïque.