Les modules PV utilisent-ils des matériaux rares ?

Pour faire simple

La rareté des matériaux utilisés pour le photovoltaïque n’est pas un verrou pour la production à grande échelle, mais leur criticité doit être prise en compte (voir Fiche n°18). Attention à ne pas confondre terres rares et matériaux rares. Les modules PV ne contiennent pas de terres rares.

Pour aller plus loin

Les modules en silicium utilisent-ils des matériaux rares ?

Le silicium, principal élément constitutif des cellules solaires, est très abondant, mais seuls certains filons de quartz très pur sont actuellement exploités pour la production de silicium de grade solaire. La quantité utilisée dans les panneaux PV a néanmoins diminué de 16 à 2,5 g/W entre 2004 et 2022 [2]. Certains métaux entrant dans la composition des modules en silicium ne sont disponibles qu’en quantité́ limitée (argent, indium), ce qui obligera l’industrie à adapter ses technologies, par exemple en remplaçant l’argent par le cuivre.

Quelle est la situation des autres technologies sur le marché ?

Les technologies couches minces actuellement sur le marché (moins de 5 % en 2022) reposent sur l’utilisation de plusieurs métaux rares [3] : le tellure (Te) pour la filière CdTe, et l’indium (In) et le gallium (Ga) pour la filière CIGS. Dans les deux cas, le développement actuel n’est pas limité par la disponibilité des ressources à court et moyen terme. Par exemple, les ressources et les technologies actuelles permettent un déploiement à l’échelle de 100 GW par an pour les filières CdTe et CIGS  [4,5], voire à l’échelle du TW avec de nouvelles ruptures technologiques [5].

L’abondance des matériaux n’est cependant pas un critère suffisant. L’approvisionnement de certains matériaux, rares ou pas, est considéré comme critique (voir Fiche n°18).

Les modules PV utilisent-ils des terres rares ?

Attention à ne pas confondre terres rares et matériaux rares. Contrairement à ce que l’on peut parfois entendre, aucun des 17 éléments constituant la famille des « terres rares », sous-ensemble du tableau périodique, n’est utilisé dans les technologies photovoltaïques actuelles [1].

Sources

  1. Terres rares, énergies renouvelables et stockage d’énergie, fiche technique de l’ADEME, https://librairie.ademe.fr/energies-renouvelables-reseaux-et-stockage/492-terres-rares-energies-renouvelables-et-stockage-d-energies.html.
  2. Photovoltaics Report, Fraunhofer ISE, 21/02/2023, https://www.ise.fraunhofer.de/en/publications/studies/photovoltaics-report.html.
  3. The Role of Critical Minerals in Clean Energy Transitions, IEA, World Energy Outlook Special Report, mai 2021. https://www.iea.org/reports/the-role-of-critical-minerals-in-clean-energy-transitions.
  4. V. Fthenakis et al., Sustainabilityevaluation of CdTe PV: An update, Renewable and Sustainable Energy Reviews 123, 109776 (2020). https://doi.org/10.1016/j.rser.2020.109776.
  5. Indium Availability for CIGS thin-film solar cells (2021). https://cigs-pv.net/wortpresse/wp-content/uploads/2021/07/Indium_Availability_for_CIGS_thin-film_solar_cells_in_Europe.pdf.