À l'ère des plaquettes grand format de 210 mm, pourquoi la configuration « trois coupes » est-elle la solution idéale ?

D’ici 2026, les plaquettes de silicium grand format de 210 mm et les modules ultra-puissants (dépassant 640 W) deviendront la norme dominante du marché. Cependant, la course à une puissance toujours plus élevée a exacerbé un problème technique sous-jacent : les courants élevés associés aux cellules grand format entraînent des surcharges et une forte augmentation des pertes par résistance interne, ce qui complexifie les techniques de découpe des cellules. L’industrie a un besoin urgent d’une solution optimale, permettant de maintenir une puissance et un rendement élevés tout en minimisant les pertes.

I. Le dilemme actuel : la technologie de découpe à mi-échelle atteint ses limites de performance à l’ère des grandes plaquettes

La logique fondamentale derrièremodule photovoltaïque (PV)L'évolution a toujours été axée sur la réduction du courant, la minimisation des pertes et l'atténuation des risques. À l'époque des plaquettes de petite taille (182 mm et moins), la technique traditionnelle de découpe en deux parties était la norme. En coupant les cellules en deux, les fabricants pouvaient réduire efficacement les courants de fonctionnement et limiter les pertes thermiques dues à la résistance interne. Cependant, le passage aux plaquettes grand format de 210 mm a engendré de nouveaux défis. Les cellules grand format peuvent présenter des courants de court-circuit atteignant 20 A ; même après découpe, le courant résiduel demeure élevé, ce qui entraîne une augmentation significative des pertes par résistance interne. Ces courants de fonctionnement élevés et persistants réduisent non seulement les gains de puissance des modules, mais provoquent également des risques tels que la surcharge du MPPT de l'onduleur, la surchauffe de la boîte de jonction et l'emballement thermique des diodes. En bref, les capacités de réduction du courant de la découpe en deux parties ne suffisent plus à l'ère des plaquettes grand format, ce qui impose une évolution de la logique de découpe des cellules.

II. Plus de coupes ne signifient pas de meilleures performances : une demi-coupe est insuffisante, une coupe au quart est excessive et une coupe au tiers est juste ce qu’il faut.

Une idée reçue courante dans l'industrie est qu'augmenter le nombre de découpes réduit automatiquement la résistance interne et améliore les performances. Or, la production de masse et les conditions réelles d'utilisation démontrent l'existence d'un seuil optimal pour la découpe des cellules. Un nombre insuffisant de découpes est inadéquat, tandis qu'un nombre excessif est excessif. Si la méthode de découpe à mi-hauteur ne répond pas aux exigences des plaquettes grand format, la méthode de découpe au quart présente des défis d'ingénierie importants à ce stade. L'approche à découpe en trois parties offre un équilibre parfait, constituant la solution optimale qui optimise simultanément les pertes par résistance interne, les pertes de découpe et les rendements de production. Comparée à la technologie de découpe à mi-hauteur, elle réduit le courant à un tiers de celui de la cellule entière et les pertes par effet Joule à un neuvième ; ceci résout fondamentalement les problèmes d'emballement thermique et de pertes élevées liés aux courants importants, tout en améliorant considérablement la tolérance aux défauts dus à l'ombrage. Comparée à la technologie de découpe au quart, elle élimine une étape de découpe, ce qui réduit les pertes de découpe, simplifie la fabrication et assure des rendements de production de masse plus stables. En bref, l'approche « troisième coupe » (tri-coupe) trouve l'équilibre parfait entre performance technique, production de masse et mise en œuvre commerciale.

III. Obstacles systémiques : de l'optimum théorique à la solution reproductible à grande échelle

Bien que l'industrie reconnaisse les avantages théoriques des cellules à coupe partielle, leur mise en œuvre s'est avérée complexe pour la plupart des entreprises. Le principal défi réside dans l'équilibre entre les pertes de coupe et les gains de production d'énergie, ainsi que dans la conciliation des exigences de traitement de haute précision et des rendements de production de masse. Grâce à des avancées majeures dans la technologie, la fabrication et la conception des cellules, JA Solar a établi une barrière d'« équilibre triangulaire » unique, permettant une production de masse à grande échelle et de haute qualité de modules à coupe partielle. Au niveau des cellules, des fondations haute performance compensent les pertes de coupe. S'appuyant sur sa technologie exclusive à haut rendement Bycium+ 5.0, JA Solar garantit une efficacité optimale.Cellules TOPCon— qui atteignent une tension en circuit ouvert de 748,6 mV —, JA Solar exploite les performances intrinsèques supérieures des cellules pour compenser les pertes de puissance dues à la découpe laser. Côté fabrication, une précision micrométrique garantit la stabilité du rendement. Face à la complexité du traitement de précision des cellules de troisième génération, JA Solar met en œuvre un contrôle micrométrique sur l'ensemble du flux de production — optimisant les trajectoires de découpe, les processus de soudure et l'agencement des chaînes — tout en contrôlant rigoureusement les taux de casse et les risques de microfissures afin de maintenir des rendements élevés malgré la complexité du processus. Au niveau de la conception, l'intégration du système amplifie les avantages globaux. La technologie de troisième génération de JA Solar ne se limite pas à une simple mise à niveau du processus, mais est profondément intégrée à plusieurs technologies phares : l'interconnexion flexible sans espace GFI augmente la surface de génération de puissance effective de 1,82 % ; la conception « écran intégral sans couture » ​​maximise l'espace de captation de la lumière ; La structure composite CSE, associée à une disposition triangulaire des perforations, améliore considérablement la résistance du module aux contraintes mécaniques, à la chaleur humide et aux points chauds. De la théorie à la production de masse – avec des cellules compensant les pertes de coupe, une fabrication garantissant les rendements et une conception système optimisant la valeur –, JA Solar a transformé le concept de la troisième génération en une réalité concrète pour le déploiement dans les centrales électriques grâce à cette avancée majeure qu'est l'« équilibre triangulaire ».

IV. Preuves empiriques : L’architecture à trois circuits indépendants est en tête en matière de production d’énergie, de coût et de rentabilité.

La véritable valeur d'une technologie se mesure en définitive aux données empiriques et au retour sur investissement des utilisateurs finaux. L'architecture à trois circuits de JA Solar, utilisant des cellules coupées au tiers, garantit que l'ombrage n'affecte qu'un seul circuit, permettant aux deux tiers restants du module de continuer à produire de l'énergie normalement. Ceci élimine le problème rencontré avec les modules à cellules coupées à moitié, où un ombrage localisé entraîne une perte de puissance importante et généralisée. Concernant la production d'énergie, les données empiriques du laboratoire Fengxian de Shanghai valident pleinement la résistance à l'ombrage de la conception à cellules coupées au tiers. La rétention de puissance atteint 93,2 % en cas d'ombrage léger, ce qui signifie que les performances restent pratiquement inchangées ; le gain de production d'énergie par watt atteint 67,09 % lorsqu'un tiers du module est ombragé ; et dans des scénarios extrêmes impliquant un ombrage important sur le côté le plus long, l'avantage en matière de rétention de puissance surpasse celui du secteur de 22 points de pourcentage. Des calculs complets indiquent que, dans des conditions d'ombrage, la production d'énergie totale augmente d'environ 34 % par rapport aux modules à cellules coupées à moitié conventionnels. Le fondement théorique est tout aussi solide : le courant de fonctionnement est réduit à un tiers de celui d'une cellule entière et les pertes par effet Joule diminuent d'un neuvième, ce qui atténue fondamentalement le risque d'emballement thermique.

Côté coûts, le modèle DeepBlue 5.0, modèle standard, délivre une puissance de 670 W avec un rendement de conversion de 24,8 %. Pour une centrale électrique de 100 MW, cette puissance ultra-élevée permet de réduire directement les coûts d'équipements d'environ 0,05 RMB/W. La conception optimisée du circuit permet de centraliser naturellement les boîtes de jonction à une même hauteur, ce qui raccourcit considérablement la longueur des câbles et diminue simultanément les coûts de matériel et de main-d'œuvre.

En ce qui concerne les rendements, la combinaison des économies réalisées grâce au BOS et d'une augmentation de 34 % de la production d'énergie dans des conditions d'ombrage peut raccourcir la période de retour sur investissement du projet de 6 à 8 mois, accélérant considérablement la récupération du capital.

En termes de fiabilité, la disposition triangulaire et répartie des perforations dans la vitre arrière optimise la distribution des contraintes, passant d'une structure linéaire (« — ») à une structure triangulaire (« △ »). La technologie CSE a subi des tests de chaleur et d'humidité de 3 000 heures (DH3000h), démontrant un taux de dégradation de puissance inférieur de 2 % à celui des modules conventionnels. De plus, cette technologie offre une adaptabilité complète à tous les scénarios d'application, des installations flottantes aux environnements désertiques.

V. Validation du marché : Adoption généralisée menée par les leaders du secteur

La technologie d'encapsulation photovoltaïque évolue à un rythme marqué par des changements générationnels tous les trois à quatre ans. La part de marché des modules à cellules complètes a chuté de 60-70 % à 20-30 % en 2019, tandis que les modules à demi-cellules ont conquis le marché avec une part de 86,5 % en 2021. Aujourd'hui, la technologie des cellules multi-découpées suit une trajectoire similaire : sa pénétration, qui n'était que de 3-6 % en 2025, a rapidement dépassé les 15 % au premier semestre 2026, marquant ainsi l'entrée de cette technologie dans une phase d'application commerciale à grande échelle. Au sein même du secteur des cellules multi-découpées, les approches technologiques ont toutefois divergé fortement. Les conceptions impliquant quatre découpes ou plus sont restées majoritairement au stade d'échantillons ou de petits lots pilotes en raison de contraintes de rendement et de coûts. À l'inverse, la conception à trois découpes s'est imposée comme la voie dominante, affichant la plus grande part de marché et la plus large adoption parmi les catégories de cellules multi-découpées, grâce à son rapport coût-performance global supérieur. C'est également la technologie de prédilection des entreprises leaders visant à produire des modules ultra-puissants de plus de 640 W. La faisabilité théorique ne garantit pas la viabilité de la production de masse. Si une conception à trois découpes peut sembler ne nécessiter qu'une seule étape de découpe supplémentaire par rapport à une conception à demi-découpe, elle représente en réalité un défi de taille concernant le substrat de la cellule, les processus de la chaîne de production et la conception du système ; rares sont les entreprises qui ont réussi à assurer une production stable à grande échelle. JA Solar est l'un des leaders du secteur à avoir pleinement intégré la chaîne technologique des modules à trois découpes et à avoir atteint la production de masse, contribuant ainsi largement au dynamisme du marché actuel de ces modules. Sa cellule TOPCon commerciale Bycium+ 5.0, une technologie propriétaire, atteint une tension en circuit ouvert (Voc) de 748,6 mV, la plaçant parmi les meilleurs produits TOPCon commerciaux. Cette Voc élevée offre une marge de puissance suffisante pour compenser efficacement les pertes par recombinaison en bordure dues à la découpe laser, résolvant ainsi le problème majeur du secteur : les pertes de puissance généralement constatées dans les conceptions à trois découpes. Tirant parti des avantages inhérents à la cellule, JA Solar a optimisé l'ensemble du processus de fabrication – de la découpe à l'encapsulation, en passant par l'assemblage – pour ouvrir la voie à la production en série de modules à trois découpes. Ses produits sont fournis en grande quantité à de grandes centrales solaires au sol en Chine, à des projets photovoltaïques agroforestiers en zone montagneuse et à des installations clés à l'étranger. Comparée à ses concurrents, JA Solar a réussi à harmoniser les performances des prototypes, le rendement de la production de masse et les performances réelles sur le terrain, propulsant ainsi la technologie à trois découpes du stade de concept à sa commercialisation à grande échelle et menant l'industrie vers cette approche de segmentation avancée. L'évolution de la technologie photovoltaïque ne se résume jamais à une simple question de spécifications d'empilement. Grâce à des choix techniques précis, des avancées significatives en matière d'intégration système et une valeur commerciale tangible, JA Solar a fait de la conception de cellules « à trois découpes » une solution fiable pour l'ère des grands formats (210 mm).modules ultra-puissants.

FAQ

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