Équipements pour l’industrie photovoltaïque / cellules solaires

Les industries photovoltaïques se trouvent confrontées à de nombreuses contraintes ces dernières années. Outre l’accroissement de la demande en panneaux photovoltaïques provoquée par la crise énergétique mondiale, elles doivent également faire face à une concurrence plus rude.

Ainsi, elles doivent non seulement être productives, mais également compétitives. Pour faire face à ces grands défis, elles doivent se doter des équipements et solutions de manipulations des wafers 300mm et 200mm pour l’industrie photovoltaïque / cellules solaires.

Les différentes étapes de fabrication de panneaux photovoltaïques

La cellule solaire ou la cellule photovoltaïque désigne un composant électrique ayant la capacité de transformer une partie du rayonnement solaire en électricité. Le silicium est le principal matériau qui constitue les panneaux solaires photovoltaïques, à hauteur de 90 %.

La transformation du silicium en cellule solaire ou photovoltaïque suit de nombreuses étapes. Ce matériau, le deuxième élément le plus abondant sur terre, est présent dans divers minéraux, comme le quartz ou le sable. Dans l’industrie photovoltaïque, il subit un premier traitement, appelé « étape métallurgique ». Le procédé consiste à effectuer une « réduction » à partir d’un composé constitué de morceaux de silice et de bois. Le mélange est chauffé jusqu’à 3 000 ° puis purifié pour obtenir un silicium pur à 99,99 %.

De petits cailloux ou des cristaux de silicium sont obtenus après cette étape. Ils passent dans un four à 1 450 °C pour être transformés en lingots de silicium. Ces lingots, une fois qu’ils ont refroidi, sont découpés en fine lamelle d’une épaisseur n’excédant pas 200 microns, ce qui permet d’obtenir des wafers de silicium. Ces derniers bénéficient d’un traitement antireflet puis subissent d’autres traitements industriels pour être transformés en panneaux photovoltaïques.

Dans les industries photovoltaïques, produisant des panneaux et des cellules photovoltaïques de grande quantité, ces opérations se font d’une manière répétitive. L’automatisation de ces tâches est tout à fait possible avec des équipements pour l’industrie photovoltaïque/cellules solaires.

Les équipements nécessaires pour les applications à l’énergie solaire

De nombreux équipements pour l’industrie photovoltaïque/cellules solaires existent. Chaque équipement permet de réaliser une étape spécifique durant le processus de fabrication, allant de la fabrication des plaquettes solaires jusqu’à leur transformation en modules solaires.

Ainsi, selon le processus de fabrication, l’industrie photovoltaïque a besoin des solutions suivantes pour la production :

• Fabrication de plaquettes solaires : machines de coulée de lingots, de découpage de colonnes et de sciage de wafers ;
• Fabrication de cellules solaires : machine de texturation et de gravure KOH servant à augmenter la surface et l’absorption de la lumière, machine de gravure PSG avec de l’acide fluorhydrique HF pour l’enlèvement de l’oxyde de surface, machine de revêtement anti-reflet ARC pour l’optimisation de l’angle d’incidence de la lumière, machine de sérigraphie pour l’impression de pâte métallique, four de cuisson pour le durcissement du film métallique ;
• Fabrication de modules solaires : machine de tabulation et d’enchaînement, machine d’inspection électrique, machine de la feuille EVA et de la feuille arrière, machine de laminage, machine de pose de bande de bord et d’encadrement du module, machine de test et d’emballage.

Adaptation des équipements aux évolutions technologiques des cellules solaires

Ces dernières années, le secteur photovoltaïque connaît une évolution rapide des technologies de cellules solaires. Celle-ci est surtout portée par la recherche de rendements plus élevés, de coûts de production optimisés et d’une meilleure durabilité. Cette dynamique impose bien sûr une adaptation constante des équipements industriels afin de suivre les nouvelles architectures de cellules, les matériaux émergents et les procédés de fabrication innovants. Les lignes de production doivent alors être en mesure d’évoluer pour intégrer, par exemple, des cellules à hétérojonction, des technologies à contact arrière, des structures bifaciales, ou encore des couches minces de nouvelle génération.

L’adaptation des équipements passe avant tout par une conception modulaire et flexible. Plus concrètement, des machines à même d’ajuster leurs paramètres de manipulation, de dépôt ou de contrôle qualité aident à accompagner les changements de formats, d’épaisseurs ou de fragilité des wafers et des cellules. La précision des systèmes de transfert, le contrôle des contraintes mécaniques et la compatibilité avec des environnements propres sont également indispensables pour préserver l’intégrité des composants de plus en plus fins. L’automatisation avancée et l’intégration de systèmes de vision et de mesure en ligne facilitent d’ailleurs l’optimisation continue des procédés et la détection précoce des défauts.

L’évolution des technologies solaires implique enfin une montée en puissance de la traçabilité et de la connectivité des équipements. La collecte et l’analyse des données de production permettent en outre d’ajuster rapidement les paramètres, d’améliorer les rendements et de réduire les pertes. Quoi qu’il en soit, en s’adaptant aux innovations technologiques, les équipements industriels deviennent des leviers stratégiques pour soutenir la compétitivité des fabricants de cellules solaires, tout en accompagnant la transition énergétique vers des solutions plus performantes et durables.

ATG Technologies – Spécialiste de solutions d’automatisation pour l’industrie de l’énergie solaire

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