NexWafe booste les wafers solaires et réduit les coûts
NexWafe, en Allemagne, a démontré un rendement de 24,4 % pour ses wafers solaires fabriqués sur une ligne de production commerciale.
Il s’agit d’une avancée significative dans sa technologie de fabrication de plaquettes solaires, avec des rendements de cellules équivalents aux plaquettes traditionnelles de Czochralski (CZ) dans un environnement de production. L’entreprise a également présenté des avancées dans le domaine des plaquettes ultra-minces pour les applications spatiales, ainsi que des données sur les cellules à jonction tandem de la prochaine génération pour sa technologie EpiNex.
Les plaquettes solaires NexWafe EpiNex ont atteint un rendement de 24,4 % sur une ligne de cellules commerciales à hétérojonction M6 (HJT), offrant pour la première fois des performances équivalentes à celles des plaquettes CZ conventionnelles. Les modules fabriqués à partir de cellules solaires TopCon et HJT atteignent ou dépassent les performances des plaquettes CZ.
Ces données valident le procédé de NexWafe qui permet de remplacer directement les plaquettes CZ conventionnelles, tout en offrant la possibilité de réaliser d’importantes économies en réduisant les déchets de matériaux, en diminuant la consommation d’énergie de 40 % et en éliminant l’étape de la gravure à la scie dans la production de cellules.
La technologie CZ classique entraîne une perte de matériau de 50 % en raison des pertes de polysilicium, mais EpiNex réduit cette perte à moins de 10 %, principalement en éliminant les pertes au niveau du trait de scie.
Les applications dans l’espace nécessitent des plaquettes plus fines avec une meilleure stabilité thermique, une planéité précise et une qualité de matériau supérieure. La teneur en oxygène des plaquettes EpiNex est 20 fois inférieure à celle des plaquettes CZ conventionnelles, ce qui favorise la stabilité thermique et contribue à améliorer les performances des cellules dans des conditions de haute température.
NexWafe a utilisé des plaquettes EpiNex pour développer des cellules ultra-minces de 70μm afin de répondre à la demande croissante de cellules solaires pour alimenter les satellites en orbite basse. Ces cellules présentent des performances de rayonnement comparables à celles des cellules CZ PERC conventionnelles et offrent un avantage significatif en termes de rapport puissance/poids, ce qui les rend idéales pour les applications spatiales.
NexWafe a également réalisé des avancées significatives dans les applications de cellules de nouvelle génération. En collaboration avec le groupe de recherche suisse CSEM, les cellules tandem perovskite à 2 jonctions utilisant les plaques EpiNex de NexWafe ont atteint un rendement de 28,9 %, démontrant leur potentiel pour les technologies solaires avancées. Grâce à leur finesse supérieure à l’échelle nanométrique, les plaquettes EpiNex constituent une plate-forme adaptée aux cellules tandem en pérovskite traitées en solution et à faible coût.
Selon NexWafe, il s’agit là d’un élément clé de la relocalisation de la fabrication. En réduisant les déchets matériels et la consommation d’énergie, NexWafe fait évoluer la fabrication des plaquettes vers une nouvelle courbe de coûts, tout en améliorant les performances.
« Ces derniers résultats transforment la fabrication des plaquettes photovoltaïques. EpiNex a le potentiel de bouleverser l’industrie solaire d’une manière similaire au passage historique des lingots polycristallins au silicium monocristallin. Tout comme cette transition a conduit l’ensemble de l’industrie à ré-outiller ses processus, débloquant des gains d’efficacité significatifs et ouvrant la voie à la technologie solaire haute performance d’aujourd’hui, EpiNex conduira à une transformation similaire », a déclaré Davor Sutija, PDG de NexWafe. « Notre technologie offre aux fabricants régionaux la possibilité de rivaliser avec la Chine, en leur permettant de faire un bond en avant en termes de performances et de coûts, tout en réduisant considérablement l’empreinte carbone. »
NexWafe prévoit de lancer son outil de nouvelle génération, le ProCon 2.5, d’ici à juin 2025. Cet outil utilise des systèmes de chauffage améliorés et un dépôt chimique en phase vapeur à pression atmosphérique pour déposer du silicium monocristallin sur une surface de 1,3 m x 50 cm, ce qui équivaut à plus de quatorze plaquettes G12 en un seul passage.
Il s’agit de la plus grande surface jamais réalisée pour le dépôt épitaxial de silicium avec des vitesses de dépôt de 5μm par minute et une uniformité de température permettant d’atteindre une variation totale d’épaisseur (TTV) inférieure à 40 %.
NexWafe a obtenu des commandes conditionnelles pour une production à l’échelle du gigawatt, ciblant à la fois les marchés conventionnels de l’énergie et de l’espace en Inde, en Amérique du Nord et en Europe.
« Nous constatons un intérêt considérable de la part des fabricants de cellules solaires, en particulier aux États-Unis et en Inde, qui cherchent à s’approvisionner en plaquettes à l’échelle nationale. Nous avons obtenu plus de 5 GW dans le cadre d’accords de fourniture conditionnelle pour les principaux marchés solaires et 250 MW pour des cellules ultra-minces destinées à des applications spécialisées, y compris l’espace », a déclaré Jonathan Pickering, vice-président du développement commercial de NexWafe aux États-Unis.
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