Source: eqmagpro
Ces dernières années, les technologies photovoltaïques se sont rapidement développées. En ce qui concerne la cellule, les technologies à haute efficacité PERC, cellule bifaciale et silicium noir ont commencé progressivement la production en série, tandis que les technologies de type N et hétérojonction ont pris pied sur le marché; en ce qui concerne les modules, les technologies à double vitrage, à demi-cellule, à barres multiples et à cellules à bardeaux se sont industrialisées à grande échelle. En ce qui concerne la plaquette de silicium monocristallin, de nombreuses percées technologiques ont été réalisées et, plus remarquable encore, la plaquette devient de plus en plus grande.
Avant 2010, les plaquettes de silicium monocristallin sont de petite taille avec une largeur de 125 mm (diamètre du lingot de silicium de 16 mm) et quelques plaquettes de 156 mm (200 mm). Après 2010, les plaquettes de 156 mm ont occupé une part de plus en plus importante et sont devenues la norme. Les plaquettes de type P de 125 mm ont presque été éliminées vers 2014, seules certaines cellules IBC ou HIT. À la fin de 2013, LONGi, Zhonghuan, Jinglong, Solargiga et Comtec ont publié conjointement les normes relatives aux plaquettes M1 (156,75-f205mm) et M2 (156,75-f210mm). Sans changer la taille du module, M2 pourrait augmenter la puissance du module de plus de 5Wp, devenant rapidement le courant principal et conservant son statut pendant plusieurs années. Au cours de cette période, il y avait également quelques plaquettes M4 (161,7-f211mm) sur le marché, dont la surface était 5,7% plus grande que M2, et ces plaquettes étaient principalement appliquées à des modules bifaciaux de type N.
Au cours du second semestre de 2018, en raison de la concurrence accrue sur le marché, de nombreuses entreprises ont à nouveau tourné leur attention vers les tranches de silicium, dans l’espoir d’augmenter la puissance des modules en augmentant la taille des tranches de silicium pour assurer la compétitivité des produits. Une des méthodes consiste à copier la version M2, à continuer d'augmenter la largeur de la tranche, par exemple à 157 mm, 157,25 mm ou 157,4 mm, sans augmenter la taille du module, mais l'augmentation de la puissance obtenue est limitée, La précision de la production est améliorée et la compatibilité de la certification peut être affectée (par exemple, le non-respect de la ligne de fuite imposée par UL). Une autre méthode consiste à augmenter la largeur de la plaquette de 125 mm à 156 mm et à augmenter la taille du module, par exemple une plaquette pseudo-carrée de 158,75 mm ou une plaquette carrée (f223 mm), cette dernière augmentant la surface de la plaquette d'environ 3%, ce qui augmente la puissance d'un module de 60 cellules de près de 10Wp; Pendant ce temps, certains fabricants de modules de type N choisissent des tranches de 161,7 mm M4; certaines entreprises prévoient de lancer des plaquettes de 166 mm.
Voyons maintenant pourquoi la taille de la tranche devient de plus en plus grande.
Du point de vue de la production, les taux de production de cellules et de modules (plaquettes / heure, modules / heure) sont essentiellement fixes, et l’augmentation de la taille de la plaquette peut augmenter la puissance des cellules ou des modules produits par unité de temps, ce qui peut réduire l'équipement, la main-d'œuvre et même d'autres coûts par Wp de la société, réduisant ainsi les coûts de fabrication des cellules et des modules, en particulier lorsque les plaquettes de 125 mm sont remplacées par des plaquettes de 156 mm.
Du point de vue du coût du système de centrale électrique, prenant pour exemple une centrale terrestre, avec la même efficacité, le module obtient une puissance plus élevée en raison de la taille plus grande de la tranche, tandis que le nombre de modules dans une chaîne reste inchangé. l'efficacité du module sur un support unique augmente en conséquence, et les coûts de la fondation support et pieu par Wp sont réduits; lorsque les grands modules ont peu d’effet sur la vitesse de transport et d’installation, l’efficacité d’installation des modules et des supports par Wp est améliorée; comme la capacité par matrice est déterminée par l’onduleur et peut être considérée comme fixe, les modules haute puissance peuvent réduire l’utilisation des combiner ou des inverseurs de chaîne, et la réduction de l’utilisation des supports permet de réduire l’empreinte au sol (en considérant et l’espacement arrière et les espacements gauche et droit des supports), ainsi que la réduction du nombre de supports et de leur empreinte au sol, peuvent réduire l’utilisation des câbles d’alimentation. On estime qu'un module de 425Wp utilisant des plaquettes de 166 mm peut réduire les coûts de BOS d'au moins 0,05 RMB / Wp par rapport au module de 380Wp utilisant des plaquettes M2 (de type 72 cellules). Si un traqueur est utilisé ou dans une zone d'outre-mer où le coût de la main-d'œuvre est élevé, davantage de coûts BOS seront économisés.
Les deux points ci-dessus montrent que, lorsque la production et le transport des équipements ne posent pas de problème, la taille de la tranche doit être aussi grande que possible pour économiser davantage de coûts de cellules et de modules et de coûts de BOS système. Pour cette raison, le fabricant de cellules à couche mince de tellurure de cadmium, First Solar, augmente directement la taille du module de 1200 * 600 mm de quatrième génération à 2009 * 1232 mm. La surface du module （ près de 2,5m2 et le poids 35kg devraient être les valeurs limites obtenues après analyse complète. Pour les modules de silicium cristallin, il est nécessaire de saisir l'occasion de ce changement d'industrie pour ajuster la taille à une taille plus stable et plus économique, tout comme l'ajustement de 125 mm à 156 mm. Selon un article de WeChat intitulé «Il est plus facile de réaliser de grandes tailles de plaquettes monocristallines», le principal facteur empêchant les plaquettes de grossir est le four à diffusion. Pour rendre les plaquettes plus grandes dans un four à diffusion de diamètre limité, la plaquette de silicium monocristallin pseudo-carré devrait présenter certains avantages par rapport à la plaquette de silicium monocristallin carrée.
En conclusion, les grandes plaquettes peuvent apporter une valeur évidente à l'industrie photovoltaïque. Les grandes entreprises devraient saisir cette occasion pour déterminer une taille pouvant être relativement stable pendant de nombreuses années afin de réduire les investissements répétés dans les coûts de transformation des chaînes de production et de certification des modules. La plaquette de silicium monocristallin de 166 mm, de taille maximale compatible avec toutes les lignes de production, semble être un bon choix au stade actuel.
