Cycle de vie de systèmes photovoltaïques organiques 3ème génération : élaboration d'un cadre pour étudier les avantages et les risques des technologies émergentes

Life-cycle assessment of 3rd-generation organic photovoltaic systems : developing a framework for studying the benefits and risks of emerging technologies

• Auteur / Autrice : Michael Tsang
• Direction : Guido W. Sonnemann, Dario Bassani
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie analytique et environnementale
• Date : Soutenance le 07/12/2016
• Etablissement(s) : Bordeaux
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences chimiques (Talence, Gironde ; 1991-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut des Sciences Moléculaires (Bordeaux)
• Jury : Président / Présidente : Philippe Garrigues
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Guido W. Sonnemann, Dario Bassani, Philippe Garrigues, Ralph Rosenbaum, Liselotte Schebek, Nicolas Amaroli
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Ralph Rosenbaum, Liselotte Schebek

Mots clés

Mots clés contrôlés

Écoconception

Évaluation du risque

Nanoparticules

Analyse du cycle de vie

Cellules solaires organiques

Mots clés libres

Analyse du cycle de vie

Photovoltaïques organiques

Nanomatériaux fabriqués

Evaluation des risques

Exposition

Énergie renouvelable

Production durable

Éco-conception

Life-cycle assessment

Organic photovoltaics

Engineered nanomaterials

Risk assessment

Characterization factor

Indoor Occupational exposure

Monte Carlo Analysis

Sustainable Production

Eco-Design

Renewable Energy

Life-Cycle Impact Assessment

Résumé

Les systèmes photovoltaïques organiques sont des technologies émergentes présentant de forts potentiels d’économie de ressources et de réduction des impacts sur l'environnement et la santé humaine par rapport aux dispositifs photovoltaïques conventionnels. La méthode de l’analyse du cycle de vie est appliquée afin d'évaluer la façon dont les différents procédés de fabrication, les caractéristiques des dispositifs, la phase d’utilisation et les scénarios de fin de vie des cellules photovoltaïques organiques influent sur ces avantages potentiels. Les impacts de cette technologie émergente sont comparés aux technologies conventionnelles à base de silicium pour établir un référentiel de performance des technologies photovoltaïques.En outre, les effets potentiels sur la santé humaine de l'utilisation de nanomatériaux dans les cellules photovoltaïques organiques ont été spécifiquement étudiés ; et la pertinence de l’analyse du cycle de vie pour évaluer cette catégorie d’impact a été examinée. Ainsi, un nouveau modèle d'évaluation de l'impact sur le cycle de vie est présenté afin de quantifier les dangers potentiels posés par les nanomatériaux. Enfin,ces impacts potentiels sont comparés aux avantages des cellules photovoltaïques organiques sur les cellules à base de silicium.

Organic photovoltaics present an emerging technology with significant potential for increasing the resource efficiencies and reducing the environmental and human health hazards of photovoltaic devices. The discipline of life-cycle assessment is applied to assess how various prospective manufacturing routes, device characteristics, uses and disposal options of organic photovoltaics influences these potential advantages. The results of this assessment are further compared to silicon based photovoltaics as a benchmark for performance. A deeper look is given to the potential human health impacts of the use of engineered nanomaterials in organic photovoltaics and the appropriateness of life-cycle assessment to evaluate this impact criteria. A newly developed life-cycle impact assessment model is presented to demonstrate whether the use of and potential hazards posed by engineered nanomaterials outweighs any of the resource efficiencies and advantages organic photovoltaics possess over silicon photovoltaics.