L’industrie photovoltaïque se trouve à un tournant où les innovations technologiques déterminent non seulement l’efficacité mais aussi la viabilité économique et environnementale de la production d’énergie solaire. NexWafe GmbH, une entreprise allemande, a récemment dévoilé des avancées significatives dans la fabrication de leurs wafers solaires, promettant de redéfinir les standards du secteur. Voici comment leurs développements pourraient influencer le futur du photovoltaïque.
NexWafe GmbH a annoncé que ses wafers solaires EpiNex ont atteint une efficacité de 24,4% sur une ligne de cellules hétérojonction (HJT) commerciale de type M6, égalant ainsi les performances des wafers Czochralski (CZ) traditionnels. Les modules fabriqués à partir de cellules solaires TopCon et HJT correspondent ou surpassent les performances de ceux utilisant des wafers CZ. Ces résultats confirment la capacité de la technologie EpiNex à remplacer sans heurt les wafers CZ dans les processus de production, tout en offrant des économies potentielles grâce à une réduction des déchets matériels, une baisse de la consommation énergétique de 40% et l’élimination de l’étape de gravure des dommages causés par la scie dans la production des cellules.
La technologie EpiNex permet également de répondre aux exigences des cellules solaires de prochaine génération pour les applications spatiales et les cellules tandem-jonction. Ces applications nécessitent des wafers plus fins avec une stabilité thermique accrue, une planéité précise et une qualité de matériau supérieure – des qualités que le procédé EpiNex est conçu pour fournir. Notamment, le contenu en oxygène des wafers EpiNex est 20 fois inférieur à celui des wafers CZ conventionnels, favorisant ainsi une stabilité thermique et améliorant la performance des cellules sous des conditions de haute température.
NexWafe a utilisé ses wafers EpiNex pour développer des cellules ultra-minces de 70μm, répondant à la demande croissante pour alimenter les satellites en orbite basse. Ces cellules montrent une performance contre le rayonnement comparable à celle des wafers CZ PERC conventionnels et offrent un rapport puissance-poids significatif, ce qui les rend idéales pour les applications spatiales.
Cellules tandem-jonction
En collaboration avec Le Centre Suisse d’Electronique et de Microtechnique S.A. (CSEM), NexWafe a fait des progrès notables dans les applications de cellules de prochaine génération. Les cellules tandem perovskite à 2 jonctions utilisant leurs wafers EpiNex ont atteint une efficacité de 28,9%, soulignant leur potentiel pour les technologies solaires avancées. Avec une douceur supérieure à l’échelle nanométrique, les wafers EpiNex fournissent une plateforme idéale pour la prochaine génération de cellules tandem perovskite à faible coût et traitées en solution.
Aujourd’hui, la Chine contrôle 99% de la capacité mondiale de wafers CZ et de découpe, créant ainsi des vulnérabilités importantes dans la chaîne d’approvisionnement. Pour rivaliser, le rapatriement de la fabrication nécessite des gains continus à la fois en termes de coûts et d’efficacité des cellules. La technologie brevetée de NexWafe rend ces objectifs réalisables. En réduisant les déchets matériels et la consommation d’énergie, NexWafe repositionne la fabrication de wafers sur une nouvelle courbe de coûts, associée à une performance supérieure.
« Ces résultats récents transforment la fabrication de wafers photovoltaïques. EpiNex a le potentiel de bouleverser l’industrie solaire de manière similaire au passage historique des lingots polycristallins au silicium monocristallin. De même que cette transition a conduit toute l’industrie à réévaluer ses processus, débloquant des gains d’efficacité significatifs et préparant le terrain pour la technologie solaire de haute performance d’aujourd’hui, EpiNex conduira une transformation comparable », a déclaré Davor Sutija, CEO de NexWafe. « Leur technologie offre une opportunité aux fabricants régionaux de concurrencer la Chine, permettant un bond en termes de performance et de coût, tout en réduisant considérablement l’empreinte carbone. »
Prêt pour une production à l’échelle du gigawatt
Au-delà, NexWafe développe leur outil ProCon 2.5, dont la conception devrait être terminée d’ici juin 2025. Ce système innovant utilise des systèmes de chauffage avancés et une déposition chimique en phase vapeur à pression atmosphérique pour déposer du silicium monocristallin sur une surface de 1,3m x 50cm, équivalent à plus de quatorze wafers G12 en un seul passage, ce qui représente la plus grande surface jamais atteinte pour la déposition épitaxiale de silicium. Avec des taux de déposition démontrés de 5μm par minute et une uniformité de température atteignant une variation totale d’épaisseur (TTV) inférieure à 40%, la plateforme ProCon marque un bond significatif dans la scalabilité de la fabrication.
NexWafe a sécurisé des commandes d’achat conditionnelles pour une production à l’échelle du gigawatt, visant à la fois le marché traditionnel à grande échelle et les applications spatiales. Ces accords démontrent la préparation commerciale de NexWafe et leur potentiel pour rapatrier la fabrication en Inde, en Amérique du Nord et en Europe, avec des économies significatives en termes de CapEx et OpEx par gigawatt. À grande échelle, les wafers EpiNex réduisent également de 40% les émissions de CO2, s’alignant avec les objectifs de décarbonisation de l’industrie.
« Nous observons un intérêt immense de la part des fabricants de cellules solaires, surtout aux États-Unis et en Inde, cherchant un approvisionnement domestique en wafers. Nous avons sécurisé plus de 5GW en accords d’approvisionnement conditionnels pour les marchés solaires principaux et 250MW pour des cellules ultra-minces destinées à des applications spécialisées, y compris le spatial », a souligné Jonathan Pickering, Vice-président du développement commercial de NexWafe aux États-Unis.
Légende illustration : crédit NexWafe
Source : NexWafe – CP
