Développement et intégration de composites à matrice vitrimère en face avant de modules photovoltaïques

Development and integration of vitrimer-based composites as photovoltaic modules front sheets

• Auteur / Autrice : Ianis Retailleau
• Direction : François Tournilhac
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Physique et chimie des matériaux
• Date : Inscription en doctorat le 01/09/2023
• Etablissement(s) : Université Paris sciences et lettres
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Physique et chimie des matériaux (Paris ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Chimie moléculaire, macromoléculaire, et matériaux
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Ecole supérieure de physique et de chimie industrielles de la Ville de Paris (1882-....)

Mots clés

Mots clés libres

Composite

Vitrimère

Photovoltaïque

Solaire

Époxy

Composite

Vitrimer

Photovoltaic

Solar

Epoxy

Résumé

Les vitrimères sont des réseaux polymères à liaisons échangeables, caractéristique qui permet à leur topologie de se modifier tout en préservant leur intégrité à tout moment. Il en résulte des propriétés remarquables : les vitrimères sont à la fois insolubles et mécaniquement résistants comme les thermodurcissables, mais peuvent être remis en forme comme les thermoplastiques. Ce projet vise à explorer un nouveau concept de face avant de cellules photovoltaïques basé sur la technologie composite vitrimère. L'objectif est de gagner en légèreté et de faciliter la revalorisation des matériaux en fin de vie. Actuellement, une cellule photovoltaïque intègre un encapsulant en EVA, un élastomère thermodurcissable adhésif, et une face avant en verre. Cet assemblage assure l'adhésion aux cellules solaires, l'imperméabilité à l'oxygène, aux liquides de nettoyage et à l'abrasion tout en restant transparent et résistant aux UV. L'idée est de remplacer ces deux couches barrières par une seule couche composite à matrice vitrimère.

Vitrimers are polymeric networks with exchangeable bonds, a characteristic that allows their topology to be modified while preserving their integrity at all times. This results in remarkable properties: vitrimers are both insoluble and mechanically resistant like thermosets, but reprocessable like thermoplastics. This project aims at exploring a new concept of front sheet of photovoltaic cells based on composite vitrimer technology. The objective is to gain in lightness and ease of recovery of materials at the end of life. Currently, a photovoltaic cell has an encapsulant made of EVA, an adhesive thermoset elastomer, and a glass front panel. This assembly ensures adhesion to the solar cells, impermeability to oxygen, cleaning fluids and abrasion while remaining transparent and UV resistant. The idea is to replace these two barrier layers with a single composite layer, based on a vitrimer matrix.