Les entreprises solaires chinoises prospèrent grâce aux innovations de fabrication

Il y a cinq ans, un seul des 10 plus grands producteurs de cellules solaires était basé en Chine. Mais l'année dernière, quatre des cinq premiers étaient basés là-bas, et chacun se développe rapidement : tous les quatre ont doublé leur production l'année dernière. Il est largement admis que ce succès est dû aux faibles coûts de main-d'œuvre, mais Stuart Wenham, directeur technique du plus grand fabricant de cellules solaires en Chine, Suntech Power, affirme que les véritables causes sont les progrès de la technologie de fabrication qui ont amélioré les performances des cellules solaires et réduit les coûts. .

Visage du solaire: Le siège social de Suntech à Wuxi, en Chine, qui présente une façade solaire, est également sa principale usine de fabrication de cellules solaires.

La main-d'œuvre ne représente que 3 à 4 % du coût de fabrication des panneaux solaires. D'autres facteurs, tels que les matériaux et le coût de l'équipement, sont plus importants. Et en raison de l'automatisation accrue au cours des dernières années, les coûts de main-d'œuvre sont en baisse. Selon Wenham, en 2008, Suntech avait besoin de quatre travailleurs pour chaque mégawatt de capacité de production. L'année dernière, il n'a fallu que 1,49 travailleur pour faire le même montant. Pourquoi Suntech ferait-il cela si son principal avantage était de faibles coûts de main-d'œuvre ? demande Wenham. Le secrétaire américain à l'Énergie, Steven Chu, est venu partager le point de vue de Wenham l'année dernière, après avoir visité l'usine principale de Suntech. C'est une usine automatisée de haute technologie. Cela ne réussit pas à cause de la main-d'œuvre bon marché, a-t-il déclaré.

Wenham affirme que les meilleures entreprises chinoises ont été particulièrement douées pour identifier les technologies prometteuses - souvent des concepts et des prototypes qui traînent dans les laboratoires depuis des décennies - et pour trouver des moyens de les produire à grande échelle. Pendant la majeure partie des deux dernières décennies, les cellules solaires qui ont établi des records mondiaux d'efficacité ont été fabriquées par des chercheurs de l'Université de Nouvelle-Galles du Sud en Australie. Ils essayaient de commercialiser [cette technologie] tout le temps, dit-il. Il a fallu Suntech pour transformer ces processus de laboratoire en processus de production.

Wenham dit que les connaissances et l'expérience dans la fabrication ont été cruciales pour développer de telles avancées. À l'UNSW, explique-t-il, les chercheurs utiliseraient ce processus horriblement sophistiqué, y compris la photolithographie, le dépôt sous vide de métaux assez exotiques et toutes sortes de processus chimiques, pour déposer les contacts métalliques étroits nécessaires à l'obtention de rendements élevés. Les chercheurs de Suntech, qui connaissaient de près les besoins de la fabrication, ont trouvé un moyen simple et peu coûteux de remplacer tout cela tout en obtenant les mêmes résultats, dit-il.

Les autres principaux fabricants d'énergie solaire en Chine identifient également une technologie prometteuse et l'étendent. Récemment, plusieurs producteurs d'énergie solaire du pays, dont Suntech, ont adopté une idée de fabrication de plaquettes de silicium qui avait été brevetée des décennies plus tôt ; l'industrie n'avait pas trouvé le moyen de l'utiliser à grande échelle. Maintenant que le brevet a expiré, au moins quatre sociétés chinoises ont mis au point des moyens efficaces d'étendre cette façon de produire les plaquettes, qui forment le cœur d'une cellule solaire. Ces procédés de fabrication innovants pourraient réduire les coûts des cellules solaires de 10 à 20 %.

À leur tour, les entreprises chinoises ont utilisé leur succès de fabrication pour essayer de semer une nouvelle génération de technologie. Cette année, Suntech a mis en service des équipements de production de nouvelles cellules solaires à haut rendement. À pleine capacité, l'équipement sera capable de produire environ 2,5 millions de panneaux de cellules chaque année, suffisamment pour générer 500 mégawatts d'électricité. Lors de la mise en service de l'équipement, les chercheurs de l'entreprise ont profité de l'occasion pour en savoir plus sur la technologie et sur l'interaction subtile entre des facteurs tels que le niveau de dopage des plaquettes de silicium et la technologie utilisée pour appliquer des films minces de matériau sur leurs surfaces.

C'est très intéressant de faire des expériences sur une installation d'un demi-gigawatt, dit Wenham. Une fois que vous avez quelque chose dans la fabrication, cela crée un bon environnement où vous avez un très bon contrôle des choses, et vous faites des choses en grand nombre de sorte que statistiquement, c'est très puissant. Vous pouvez voir l'impact des changements que vous ne seriez pas en mesure de voir si vous faites des choses en laboratoire de manière ponctuelle. À la suite de ces expériences, Suntech a pu rendre une conception déjà efficace considérablement plus efficace.

Tous les changements de fabrication apportés par les entreprises chinoises n'ont pas amélioré le produit - dans certains cas, les réductions de coûts ont produit des produits qui durent moins longtemps ou ne fonctionnent pas aussi bien que les cellules solaires fabriquées ailleurs, explique Travis Bradford, analyste de l'industrie solaire. Mais les entreprises chinoises disposent également d'autres avantages non techniques qui leur ont permis de réussir. Le gouvernement assure un financement bon marché pour l'expansion de la production et a réduit les formalités administratives pour l'obtention des permis. Ses politiques sont également plus stables que celles de nombreux gouvernements occidentaux, ce qui aide les entreprises à planifier à l'avance. Et tandis que la main-d'œuvre peut représenter une petite fraction du coût de production des cellules solaires, une main-d'œuvre bon marché réduit considérablement le coût de construction de nouvelles centrales.

Certains des avantages de la Chine, tels que le prix de la monnaie, pourraient bientôt disparaître, déclare Bradford : si les entreprises occidentales peuvent survivre jusque-là, les entreprises chinoises la trouveront inconfortablement compétitive, une situation qu'elles ne connaissent pas. Mais ce n'est pas une situation qu'ils n'ont pas anticipée. Même si Suntech augmente la production de ses nouvelles cellules solaires à haute efficacité, il travaille déjà sur des processus de production qui pourraient aider à augmenter l'efficacité de 10 % supplémentaires. Wenham garde la plupart des détails secrets - la seule partie dont il peut parler est quelque chose qu'il compare à un pistolet à eau pour éliminer les impuretés de la plaquette de silicium.

C'est simple mais efficace, dit-il. Cette simplicité réduit les coûts de production, tandis que l'efficacité plus élevée permettra aux cellules de générer plus d'énergie, réduisant ainsi leur coût par watt. Si l'entreprise réussit, les progrès de la fabrication rendront à nouveau l'énergie solaire moins chère.

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