Greentech : NexWafe développe des plaquettes photovoltaïques ultra-fines pour une plus grande efficacité solaire et une plus grande évolutivité

L’entreprise greentech fribourgeoise NexWafe a réalisé des percées significatives dans sa technologie de fabrication de plaquettes solaires, NexWafe atteignant des rendements de cellules de 24,4 %, comparables à ceux des plaquettes Czochralski (CZ) conventionnelles en production, tout en réalisant d’importantes économies de coûts.

De plus, NexWafe présentera des développements dans le domaine des plaquettes ultra-minces pour les applications spatiales et des données prometteuses sur les cellules tandem de nouvelle génération.

NexWafe démontre ainsi la polyvalence et le potentiel de sa technologie de plaquettes photovoltaïques ultra fines EpiNex pour de nombreuses applications d’avenir dans l’industrie solaire.

La plaquette photovoltaïque ultra-mince EpiNex atteint les références CZ

Les tranches solaires EpiNex de NexWafe ont atteint un rendement de 24,4 % sur une lignée de cellules à hétérojonction (HJT) commerciale M6, ce qui les place pour la première fois à égalité avec les tranches CZ classiques. Les modules fabriqués à partir de cellules solaires TopCon et HJT avec des tranches EpiNex atteignent ou dépassent les performances des modules avec des tranches CZ.

La réalisation de ces jalons confirme que le processus de transfert direct du gaz vers la plaquette de NexWafe est un remplacement à part entière des plaques CZ traditionnelles tout en offrant un potentiel d’économies significatives en réduisant les pertes de matériaux, en réduisant la consommation d’énergie de 40 % et l’étape de processus de gravure des dommages causés par la scie. dans la production cellulaire est éliminée.

Cellules solaires pour applications spatiales et cellules tandem

Alors que la technologie CZ conventionnelle perd jusqu’à 50 % du silicium utilisé, la technologie EpiNex réduit cette perte à moins de 10 %, principalement en évitant les pertes de coupe à la scie.

La technologie EpiNex est parfaitement adaptée pour répondre aux besoins de la prochaine génération de cellules solaires pour les applications spatiales et de cellules tandem. Ces applications nécessitent des tranches plus fines présentant une stabilité thermique améliorée, une faible rugosité de surface et une excellente qualité de matériau – des capacités qu’EpiNex est seule à pouvoir offrir.

La teneur en oxygène des plaquettes EpiNex est également 20 fois inférieure à celle des plaquettes CZ classiques. Cela permet la stabilité thermique et contribue à améliorer les performances des cellules.

Applications spatiales

NexWafe a utilisé les plaquettes EpiNex pour développer des cellules solaires ultra-fines de 70 μm afin de répondre à la demande croissante de cellules solaires pour alimenter les satellites en orbite terrestre basse.

Ces cellules ont une efficacité comparable à celle d’une cellule solaire CZ PERC classique et offrent un avantage significatif en termes de puissance et de poids, ce qui les rend idéales pour les applications spatiales.

Greentech Solar : Cellules solaires tandem

NexWafe a également réalisé des progrès significatifs dans les applications cellulaires de nouvelle génération. En collaboration avec Le Centre Suisse d’Electronique et de Microtechnique SA (CSEM), des cellules tandem à pérovskite utilisant les tranches EpiNex de NexWafe ont atteint un rendement de 28,9 %, démontrant leur potentiel pour les technologies solaires avancées. Avec leur rugosité de surface supérieure à l’échelle nanométrique, les plaquettes EpiNex constituent la base idéale pour la prochaine génération de cellules pérovskites tandem rentables.

Chaîne d’approvisionnement en plaquettes

Aujourd’hui, la Chine contrôle 99 % de la capacité mondiale de plaquettes CZ conventionnelles d’un térawatt, ce qui crée d’importantes vulnérabilités dans la chaîne d’approvisionnement.

Pour être compétitive, la relocalisation de la production nécessite une amélioration continue des coûts et de l’efficacité des cellules. La technologie brevetée de NexWafe rend cela possible. En réduisant les déchets de matériaux et la consommation d’énergie, NexWaf oriente la fabrication de plaquettes vers une nouvelle courbe de coûts tout en augmentant les performances.

Prêt pour une production à l’échelle du gigawatt

Tourné vers l’avenir, NexWafe continue de développer la conception de son système d’épitaxie, qui devrait être achevé d’ici juin 2025. Ce système innovant utilise des systèmes de chauffage avancés et un dépôt chimique en phase vapeur à pression atmosphérique pour déposer du silicium monocristallin sur une superficie de 1,3 m x 50 cm, soit l’équivalent de plus de quatorze tranches G12 en un seul passage.

Il s’agit de la plus grande surface jamais réalisée pour le dépôt épitaxial de silicium. Avec des taux de dépôt éprouvés de 5 micromètres par minute et une uniformité de température qui permet d’obtenir une variation d’épaisseur totale (TTV) inférieure à 40 %, cette plate-forme représente un progrès significatif dans l’évolutivité de la fabrication.

Traction commerciale

NexWafe a obtenu des accords d’achat conditionnels pour une production à l’échelle du gigawatt ciblant à la fois les services publics conventionnels et le marché spatial. Ces accords démontrent la compétitivité commerciale de NexWafe et son potentiel à permettre une production avec d’importantes économies de CapEx et d’OpEx projetées par gigawatt en Inde, en Amérique du Nord et en Europe.

À grande échelle, les plaquettes EpiNex réduisent également les émissions de CO2 de 40 %, contribuant ainsi positivement aux objectifs de décarbonation de l’industrie.