La cellule solaire en silicium cristallin présente une faible résistance mécanique et est sujette à la rupture. L'humidité et les gaz corrosifs présents dans l'air oxydent et corrodent progressivement l'électrode, la rendant incapable de résister aux conditions de fonctionnement difficiles en extérieur. C'est pourquoi les cellules solaires sont généralement encapsulées dans du verre photovoltaïque, protégé par une membrane EVA et un panneau arrière. Ce verre photovoltaïque protège la cellule de l'érosion par l'eau et les gaz, bloque l'oxygène pour prévenir l'oxydation, offre une résistance aux hautes et basses températures, une bonne isolation et une bonne résistance au vieillissement. Le verre photovoltaïque est un type de verre silicaté à faible teneur en fer, également connu sous le nom de verre extra-blanc gaufré.
Le verre photovoltaïque utilisé dans les cellules en silicium cristallin est différent du verre flotté. Sa surface supérieure est mate, ce qui empêche la lumière de produire une réflexion spéculaire directe. Sa surface inférieure est gaufrée, ce qui améliore l'adhérence du film EVA.
Les principaux composants du verre photovoltaïque
Les principales matières premières du verre photovoltaïque comprennent le sable de quartz, le carbonate de sodium, le calcaire, la dolomite, le nitrate de sodium, le sulfate de sodium, le pyroantimonate de sodium, l'hydroxyde d'aluminium, etc. Le sable de quartz joue principalement le rôle de liant, son dosage représentant généralement la majeure partie de la composition du verre. Le carbonate de sodium est principalement utilisé pour fournir de l'oxyde de sodium et abaisser la température de fusion du verre. Le calcaire a pour rôle principal d'ajuster la viscosité du verre à une valeur appropriée, afin que le temps de moulage soit conforme aux exigences. Le sulfate de sodium est principalement utilisé comme agent de clarification, éliminant les bulles d'air dans le verre et améliorant sa transmittance.
Rapport de consommation de matières premières pour le verre photovoltaïque
Le verre photovoltaïque est généralement fabriqué par calandrage. Le processus de production se divise en deux étapes : la production de feuilles et la transformation. La production initiale comprend principalement le dosage, la fusion, le calandrage, le recuit et la découpe. Lors du laminage, à environ 1 100 °C, le verre en fusion est laminé entre des rouleaux de calandrage et refroidi à une vitesse donnée, atteignant ainsi une épaisseur, une largeur et un motif précis. Le taux de réussite est de 91,5 %. Après recuit, le verre présente une courbe de contrainte relativement stable, ce qui lui confère une certaine résistance et facilite sa découpe et sa transformation. Il est important de noter la différence entre la ligne de production du verre photovoltaïque gaufré et celle du verre flotté.
Le processus de traitement en profondeur consiste généralement en un revêtement et un durcissement du verre d'origine. Le revêtement vise à améliorer la transmittance du verre photovoltaïque, tandis que le durcissement vise à augmenter les propriétés mécaniques du verre. La résistance à la flexion du verre trempé est 3 à 5 fois supérieure à celle du verre ordinaire, et sa résistance aux chocs est 5 à 10 fois supérieure, ce qui améliore non seulement la résistance, mais aussi la sécurité.
Processus de fabrication du verre photovoltaïque
Pour être performant, le verre photovoltaïque O2 doit présenter une bonne transmittance lumineuse. Généralement, la transmittance d'une tôle d'acier non revêtue (longueurs d'onde de 380 nm à 1100 nm) est supérieure à 91 %, tandis que celle d'un verre revêtu après traitement poussé peut atteindre 93,5 %. De plus, le verre photovoltaïque doit répondre à certaines exigences en matière de résistance aux intempéries et de propriétés mécaniques. Conformément à la norme GB T 30984.1-2015 « Verre pour énergie solaire – Partie 1 – Verre gaufré ultra-blanc », les performances minimales du verre photovoltaïque utilisé pour les modules photovoltaïques doivent satisfaire aux exigences suivantes.
L'industrie du verre photovoltaïque en Chine
L'industrie du verre photovoltaïque présente des barrières à l'entrée plus élevées, une concentration plus forte, et exige une longue expérience et un processus de production intégré. Elle nécessite également un investissement initial plus important : un four à verre photovoltaïque d'une capacité de 900 tonnes/jour requiert un investissement initial de 9 millions de yuans, tandis qu'un four de 550 tonnes nécessite un investissement d'environ 300 à 400 millions de yuans. De plus, les grands fours ont un coût de fabrication inférieur à celui des fours ordinaires (consommation d'énergie réduite de 20 %). Par conséquent, l'industrie du verre photovoltaïque bénéficie d'un effet d'échelle marqué, et la technologie des noyaux en fusion à grande échelle est principalement détenue par les entreprises leaders. Les petites et moyennes entreprises (PME) manquent relativement de capacités techniques et financières pour investir dans la construction de fours d'une capacité de 1 000 tonnes.
Depuis que la Chine a franchi le cap technologique de la production de verre photovoltaïque en 2006, son industrie photovoltaïque nationale s'est développée rapidement en moins de dix ans. Après avoir longtemps dépendu entièrement des importations, la Chine est devenue le premier producteur mondial de verre photovoltaïque. Plus de 90 % des modules en silicium cristallin utilisés dans le monde sont fabriqués à partir de verre photovoltaïque chinois. Comparé aux produits étrangers, le verre photovoltaïque chinois présente des avantages considérables en termes de qualité et de coût. En décembre 2017, la Chine disposait de 24 unités de production de verre calciné ultra-blanc, de 40 fours et de 135 lignes de production, pour une capacité totale de 21 290 tonnes par jour. Calculée sur la base d'un rendement moyen de 78 %, la production nationale de matières premières pour le verre calciné ultra-blanc s'élevait à environ 14 773,20 tonnes par jour.
attentes du marché
2018 marquera le lancement des composants double face, dont la part de marché augmentera rapidement, stimulant ainsi la demande de verre photovoltaïque. Les prévisions de cette demande sont présentées dans le tableau ci-dessous. Toutefois, compte tenu des réparations à froid nécessaires sur certains fours à verre photovoltaïque anciens en 2018, la capacité de production réelle sera inférieure à la capacité nominale, ce qui maintiendra un équilibre délicat entre l'offre et la demande.
D'après les résultats, depuis le quatrième trimestre 2017, l'offre et la demande de verre photovoltaïque sont tendues. Début 2018, compte tenu du contexte de faible activité du secteur photovoltaïque au premier trimestre, malgré la hausse des prix du verre photovoltaïque (le prix de la feuille de revêtement atteignait 31 yuans par mètre carré, voire plus, tandis que celui du verre se situait autour de 21 yuans par mètre carré), le rebond des prix devrait permettre d'améliorer significativement la marge brute des entreprises du secteur.
Date de publication : 14 avril 2020