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On a solar panel, the glass is the heaviest part of the module: up to 80 percent of its total weight. For years, the obvious fix has been to make it thinner, and for years the same problem has stopped the idea: thin glass breaks more easily, and the usual heat treatment, called thermal tempering, becomes difficult once glass drops to two millimeters or less. A team from the German company EXXERGY and its subsidiary EXXOSQEL, working with the Fraunhofer Institute for Silicate Research ISC in Würzburg, has developed a coating that goes after the cracks themselves.
Sur un panneau solaire, le verre est la partie la plus lourde du module : jusqu'à 80 % de son poids total. Depuis des années, la solution évidente consiste à le rendre plus fin, mais le même problème freine l'idée depuis tout aussi longtemps : le verre fin se brise plus facilement, et le traitement thermique habituel, appelé trempe thermique, devient difficile à appliquer dès que le verre atteint deux millimètres ou moins. Une équipe de l'entreprise allemande EXXERGY et de sa filiale EXXOSQEL, travaillant avec l'Institut Fraunhofer de recherche sur les silicates ISC, à Wurtzbourg, a mis au point un revêtement qui s'attaque aux fissures elles-mêmes.
The mechanism is simple to describe. The coating fills microscopic cracks with a three-dimensional composite that forms covalent bridges, which are chemical bonds between molecules, and these bridges make the glass harder to break. In lab tests, glass samples of two millimeters became up to four times stronger, and samples of one millimeter became up to seven times stronger, compared with untreated, non-tempered glass. EXXOSQEL estimates that cutting the glass mass by 40 percent could lower the overall weight of certain solar panels by 30 percent. These are the companies' own laboratory figures, and no independent test has been published yet.
Le mécanisme est simple à décrire. Le revêtement comble les microfissures avec un composite tridimensionnel qui forme des ponts covalents, c'est-à-dire des liaisons chimiques entre molécules, et ces ponts rendent le verre plus difficile à briser. Lors de tests en laboratoire, des échantillons de verre de deux millimètres sont devenus jusqu'à quatre fois plus solides, et ceux d'un millimètre jusqu'à sept fois plus solides, par rapport à du verre non traité et non trempé. EXXOSQEL estime qu'une réduction de 40 % de la masse de verre pourrait diminuer de 30 % le poids global de certains panneaux solaires. Il s'agit des chiffres de laboratoire des entreprises elles-mêmes, et aucun test indépendant n'a encore été publié.
The work now is about scale. Fraunhofer ISC is producing the coating in batches of up to 100 liters and automating its application so manufacturers can add it to existing production lines. EXXERGY is testing it on larger glass sheets and solar modules with the Fraunhofer Center for Silicon Photovoltaics CSP. The development is nearing Technology Readiness Level 6 (TRL 6), the stage at which a prototype has been demonstrated in a relevant environment. Thomas Sauer, managing director of EXXOSQEL, said the team has already produced initial prototypes in standard dimensions under conditions close to real use, and that stress tests are under way. He warned that moving from a laboratory sample to a large module requires considerable expertise in scaling up material synthesis, application technology and module manufacturing.
Le travail porte désormais sur la production à grande échelle. Le Fraunhofer ISC fabrique le revêtement par lots pouvant atteindre 100 litres et automatise son application afin que les fabricants puissent l'intégrer à leurs lignes de production existantes. EXXERGY le teste sur de plus grandes plaques de verre et modules solaires avec le Centre Fraunhofer pour le photovoltaïque au silicium CSP. Le développement approche du niveau de maturité technologique 6 (TRL 6), l'étape à laquelle un prototype a été démontré dans un environnement pertinent. Thomas Sauer, directeur général d'EXXOSQEL, a déclaré que l'équipe a déjà réalisé des prototypes initiaux aux dimensions standard, dans des conditions proches de l'usage réel, et que des tests de contrainte sont en cours. Il a toutefois averti que le passage de l'échantillon de laboratoire au grand module exige une expertise considérable dans la montée en échelle de la synthèse des matériaux, de la technologie d'application et de la fabrication des modules.
For panel makers, the gain is weight, and it comes with a second benefit: if the coating succeeds, it could reduce the raw materials and energy used to manufacture panels. Conventional panels typically weigh 11 and 13 kilograms per square meter, and heavier designs reach 16. A lighter module is easier to transport and to mount, which matters most on roofs that were never built for heavy glass. No production date has been announced. The next goal is TRL 7, which means demonstrating the technology in an actual operating environment. The companies will show a demonstration at Glasstec 2026 in Düsseldorf, described as the world's leading international trade fair for the glass industry, from 20 to 23 October.
Pour les fabricants de panneaux, le gain est d'abord celui du poids, auquel s'ajoute un second avantage : si le revêtement tient ses promesses, il pourrait réduire les matières premières et l'énergie nécessaires à la fabrication des panneaux. Les panneaux conventionnels pèsent généralement entre 11 et 13 kilogrammes par mètre carré, et les modèles plus lourds atteignent 16. Un module plus léger est plus facile à transporter et à installer, un atout particulièrement précieux sur les toits qui n'ont jamais été conçus pour supporter du verre lourd. Aucune date de production n'a été annoncée. L'objectif suivant est le TRL 7, qui consiste à démontrer la technologie dans un environnement d'exploitation réel. Les entreprises présenteront une démonstration au salon Glasstec 2026 à Düsseldorf, présenté comme le premier salon international de référence pour l'industrie du verre, du 20 au 23 octobre.