Longi accélère dans le solaire avec 21 gw de cellules à contact arrière sans argent

Une étape majeure pour la métallisation au cuivre

Le géant chinois du photovoltaïque Longi vient de franchir un cap décisif en lançant la production de cellules solaires à contact arrière (back-contact, BC) sur une ligne de 21 GW dans son usine de Xixian, province du Shaanxi. Ce projet constitue le premier déploiement à l’échelle du gigawatt de la technologie de métallisation Alloy Contact Matrix (ACM), qui remplace la pâte d’argent traditionnelle par un alliage à base de cuivre.

Longi indique que l’ACM élimine totalement l’argent des cellules BC grâce à une couche barrière nanométrique, un matériau d’alliage cuivre et une structure de contact ponctuel en forme de matrice. Cette innovation répond à deux enjeux clés : la réduction des coûts et la maîtrise des fluctuations du prix de l’argent, un métal dont la demande explose dans l’industrie solaire.

Comment fonctionne la technologie alliage-contact-matrice (ACM) ?

Dans les cellules BC classiques, les contacts électriques sont tous situés à l’arrière, ce qui libère la face avant pour capter un maximum de lumière. La métallisation au cuivre posait jusqu’ici des problèmes de fiabilité, car le cuivre a tendance à diffuser dans le silicium, provoquant des courts-circuits. Longi a résolu ce défi en concevant une couche barrière nanométrique qui empêche la migration du cuivre vers la plaquette de silicium.

La formulation de l’alliage améliore également la résistance à l’oxydation et permet une intégration avec les procédés standard de sérigraphie et de cuisson. Ainsi, les fabricants n’ont pas besoin d’investir dans des équipements de galvanoplastie de cuivre dédiés, ce qui réduit les coûts d’adaptation pour les lignes de production BC existantes.

La structure matricielle des contacts réduit la surface de contact métal-silicium, limitant les pertes par recombinaison et la consommation de métal. Selon Longi, cette architecture est particulièrement adaptée aux cellules BC, car elle offre plus de flexibilité que les cellules à contact frontal où les lignes de grille doivent être fines et très conductrices.

Des performances record certifiées

Longi annonce que ses cellules ACM ont atteint un rendement de conversion de 27,6 %, certifié par l’Institut allemand de recherche sur l’énergie solaire de Hamelin (ISFH). Les modules équipés de ces cellules ont obtenu une puissance de sortie de 672 W lors des tests de certification réalisés par TÜV Rheinland, l’un des organismes de test les plus reconnus au monde.

Par rapport à la génération précédente de cellules BC, l’introduction de l’ACM dans la production de masse a amélioré l’efficacité des cellules de 0,2 à 0,3 point de pourcentage, tout en augmentant la puissance du module de 3 à 5 W. Ces gains, bien que modestes en apparence, représentent des avancées significatives à l’échelle du gigawatt.

Un levier économique décisif face à la flambée des prix de l’argent

Le principal moteur commercial de l’ACM est la réduction des coûts. La pâte d’argent constitue l’un des composants non-silicium les plus onéreux des cellules BC à haut rendement. En remplaçant l’argent par un alliage cuivre, Longi vise à diminuer sa dépendance aux fluctuations du marché de l’argent, dont le prix a fortement augmenté ces dernières années. Selon pv magazine, cette tendance pourrait s’accentuer avec la demande croissante des panneaux solaires.

L’entreprise estime que cette technologie améliorera la compétitivité des modules BC par rapport aux produits de type n couramment utilisés dans les centrales au sol. De plus, la compatibilité avec les lignes de production existantes réduit les barrières à l’adoption industrielle.

Fiabilité à long terme : des données encore attendues

Longi n’a pas encore divulgué les données de rendement de production, les résultats détaillés de fiabilité ni les performances à long terme en extérieur de sa ligne de 21 GW. L’entreprise reconnaît que des facteurs tels que la résistance à l’oxydation, la diffusion du cuivre et l’électromigration sur une durée de vie typique de 25 à 30 ans doivent être suivis de près.

Des experts soulignent que la métallisation au cuivre dans le photovoltaïque a longtemps été freinée par des problèmes de dégradation accélérée sous l’effet de l’humidité et des variations thermiques. Longi assure que sa couche barrière nanométrique et son alliage spécifique répondent à ces préoccupations, mais les retours d’exploitation à grande échelle seront cruciaux pour valider la technologie.

Impact sur l’industrie solaire et perspectives

Ce lancement s’inscrit dans une tendance plus large de réduction de l’utilisation de l’argent dans les cellules solaires. De nombreux fabricants, comme JinkoSolar ou Trina Solar, explorent des alternatives au cuivre ou à l’argent. Cependant, Longi est le premier à déployer une solution sans argent à l’échelle du gigawatt pour les cellules BC.

La technologie ACM pourrait également accélérer l’adoption des cellules à contact arrière, qui offrent un meilleur rendement et un design plus esthétique (face avant uniforme sans grille). Selon Fraunhofer ISE, les cellules BC pourraient devenir dominantes d’ici la fin de la décennie, à condition que leur coût de production devienne compétitif. La métallisation au cuivre est un levier clé pour y parvenir.

Conclusion : un pas de géant vers des panneaux solaires plus abordables

En lançant une production de 21 GW de cellules à contact arrière métallisées au cuivre, Longi démontre qu’une alternative sans argent est viable à l’échelle industrielle. Les gains de rendement et la réduction des coûts promettent de rendre les modules BC plus accessibles pour les grandes centrales photovoltaïques. Reste à confirmer la fiabilité sur toute la durée de vie des panneaux, mais les premières certifications sont encourageantes.

Cette innovation pourrait redistribuer les cartes dans l’industrie solaire, où la maîtrise des matières premières devient un avantage concurrentiel décisif. Les prochains mois nous diront si l’ACM de Longi tiendra ses promesses sur le terrain.

Aurélien CHAPUIS

Aurélien Chapuis est diplômé du Master Management et Gestion de l’Énergie de l’ESCP Business School. Expert en stratégie photovoltaïque et business developer pour PV Solaire Énergie depuis 2019, il accompagne les professionnels du secteur dans leur croissance et vulgarise les enjeux de la transition énergétique pour le grand public.

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