La course de l'industrie solaire à la batterie photovoltaïque de nouvelle génération

Introduction:

L’industrie solaire en Chine a été témoin d’une série de courses technologiques compétitives qui ont façonné son évolution. Des matériaux en silicium aux plaquettes de silicium, le relais passe désormais au segment crucial des batteries. La question est de savoir qui sortira vainqueur de ce dernier concours ?

Une décennie d’innovation transformatrice :

Au cours des deux dernières décennies, le coût de fabrication des panneaux solaires a chuté de plus de 90 %, grâce à l’amélioration des processus de production et aux économies d’échelle. Simultanément, le rendement des cellules photovoltaïques grand public est passé de 12 % à environ 23 %. La poursuite de cette hausse d’efficacité dépend désormais de l’innovation technologique.

Le point de bascule pour la technologie solaire :

Le paysage technologique des cellules solaires se trouve à un tournant critique, avec l’entrée en production de masse de cellules plus efficaces. Toutes les entreprises solaires doivent s’adapter et sélectionner de nouvelles voies technologiques plus efficaces ; sinon, ils risquent d’être obsolètes.

L’afflux de capitaux accélère l’innovation :

Un afflux important de capitaux est un moteur clé de l’évolution rapide de la technologie solaire. En 2022, les entreprises solaires chinoises ont levé un financement colossal de 136.2 milliards de yens, soit près de quatre fois le montant de 2019. Cette poussée a porté la capacité de divers segments industriels à plus de trois fois celle de 2019. Ces nouvelles capacités de production adoptent de nouvelles voies technologiques, la production de nouveaux produits technologiques devant dépasser celle des cellules grand public actuelles d'ici un à deux ans. Un remplacement massif des anciennes capacités est donc imminent.

La domination des cellules PERC :

Actuellement, les cellules PERC (Passivated Emitter Rear Cell) dominent le marché solaire. Cependant, une nouvelle génération de cellules photovoltaïques à haut rendement émerge, représentée principalement par deux types : TOPCon et HJT (Hétérojonction).

• Cellules TOPCon : Début de la production de masse en 2022, offrant des coûts inférieurs.
• Cellules HJT : La production de masse devrait démarrer en 2023, avec une efficacité plus élevée.

D'un point de vue industriel, les lignes de production TOPCon présentent une certaine compatibilité avec les lignes plus anciennes, bénéficiant d'un processus mature. En revanche, HJT est une technologie nouvelle avec un processus plus court et des barrières techniques plus élevées.

Les entreprises émergentes en tête :

Plusieurs nouveaux venus à forte croissance ont émergé grâce à ces nouvelles technologies. Yidao New Energy et Huasun Energy sont des acteurs de premier plan dans les catégories TOPCon et HJT, avec des valorisations d'environ 10 milliards de yens chacune. De plus, de nombreuses entreprises solaires liées aux nouvelles technologies sont déjà entrées en bourse ou se préparent à des introductions en bourse, comme Laplace, qui a débuté avec les lignes de production TOPCon.

Paris de couverture des géants établis :

Les principaux leaders de l’industrie solaire se sont diversifiés dans les technologies TOPCon et HJT. Jinko Solar parie sur TOPCon, tandis que Risen Energy privilégie HJT. La plupart des autres entreprises de premier plan se sont spécialisées dans une technologie tout en expérimentant des lignes supplémentaires pour d’autres technologies.

La bataille pour la suprématie solaire :

Les nouveaux entrants dotés de technologies innovantes peuvent-ils supplanter les leaders établis dans ce cycle d’évolution technologique ? La compétition pour le leadership en matière de technologie solaire atteint désormais son apogée.

Les quatre étapes de la fabrication photovoltaïque : matériaux en silicium, plaquettes de silicium, cellules et modules :

• Matériaux en silicium : GCL-Poly est sorti vainqueur du premier tour de compétition.
• Plaquettes de silicium : Longi Green Energy Technology a assuré la deuxième étape.
• Cellules : Le troisième tour se déroule actuellement.

La plupart des entreprises ont identifié leurs technologies clés mais n’ont que partiellement construit ou entièrement mis en service leurs lignes de production. Les entreprises qui adoptent une approche attentiste ont encore la possibilité de faire de nouveaux choix. Les gagnants de ce concours sortiront parmi les pionniers.

La transition des cellules de type P aux cellules de type N :

La transition des tranches de silicium de type P vers les tranches de type N a déjà commencé. Les cellules BSF (Back Surface Field) de type P ont été la technologie dominante pendant plus d’une décennie. Actuellement, les cellules de type N progressent, TOPCon et HJT représentant la catégorie de type N.

Le jeu de l’efficacité :

En 2022, les cellules PERC avaient un rendement de conversion photovoltaïque moyen de 23.2 %. Les cellules TOPCon ont atteint une efficacité de conversion moyenne de 24.5 % et les cellules HJT de 24.6 %. Chaque augmentation de 1 % de l'efficacité des cellules se traduit par 12.5 kWh supplémentaires d'électricité générée par mètre carré de panneau solaire par an, sur la base des moyennes de l'industrie.

La route à suivre :

Le consensus de l'industrie est qu'en raison d'une importante injection de capitaux, les cellules TOPCon et HJT deviendront courantes d'ici deux à trois ans. Il s’agit cependant tous deux de produits de transition. L'objectif ultime est de développer des cellules solaires tandem en superposant des cellules TOPCon ou HJT sur des cellules solaires à pérovskite, atteignant ainsi des rendements supérieurs à 30 %.

Remplacement de l'ancienne capacité :

Le remplacement massif des anciennes capacités se déroulera au cours des deux prochaines années. En 2022, la Chine disposait d’une capacité totale de production de cellules solaires de 505.5 GW, avec une production de 330.6 GW. Les cellules PERC représentaient 88 % du marché, tandis que TOPCon détenait une part de 8.3 %, équivalant à 27.4 GW. Les cellules HJT détenaient une part de marché de 0.6 %, totalisant 2 GW. Il est prévu que les expéditions de cellules TOPCon en 2023 atteindront environ 100 GW, soit environ quatre fois celles de 2022.

La construction d’une usine et l’atteinte de sa pleine capacité de production prennent généralement environ un an. En conséquence, 2024 verra une expansion significative de la capacité de production de cellules TOPCon. Selon CITIC Securities, la capacité de TOPCon atteindra environ 372 GW d'ici 2023, passant à 635 GW d'ici fin 2024, dépassant la capacité des cellules PERC.

En revanche, la capacité de production de cellules HJT augmente à un rythme relativement plus lent que TOPCon. En juillet 2023, les entreprises solaires nationales disposaient de capacités de cellules HJT existantes et prévues dépassant 214.6 GW. HJT est confronté à des défis en matière d'approvisionnement en équipements et en matières premières par rapport à TOPCon, nécessitant un niveau d'expertise technique plus élevé dans la technologie des semi-conducteurs et des cellules à couches minces. Par conséquent, HJT convient mieux aux nouvelles entreprises compétentes et aux leaders de l’industrie établis possédant une expérience accumulée.

Selon la China Photovoltaic Association, les cellules TOPCon et HJT représenteront ensemble plus de 50 % du marché d'ici 2025, HJT se rapprochant de la parité avec TOPCon d'ici 2030. La compétition pour le leadership dans le nouveau paysage technologique de l'industrie solaire a atteint son apogée.