Table des Matières
- Résumé Exécutif : Facteurs de Marché et Tendances Émergentes en 2025
- Vue d’ensemble de la Technologie : Comment les Systèmes de Laser à Gaz Excimère Permettent une Texturisation Avancée
- Acteurs Clés et Innovateurs : Fabricants de Premier Plan et Partenariats Industriels
- Taille Actuelle du Marché et Prévision pour 2025 : Base Installée et Points Chauds de Croissance
- Paysage Concurrentiel : Gaz Excimère vs. Technologies Laser Alternatives
- Analyse Coût-Bénéfice : ROI de la Texturisation au Laser Excimère pour les Fabricants Solaires
- Études de Cas d’Applications : Gains d’Efficacité et Déploiements Réels
- Paysage Réglementaire et Normes de l’Industrie
- Pipeline R&D : Innovations Laser de Prochaine Génération et Feuille de Route vers 2030
- Perspectives d’Avenir : Opportunités Stratégiques et Projections du Marché jusqu’en 2029
- Sources & Références
Résumé Exécutif : Facteurs de Marché et Tendances Émergentes en 2025
Le marché des systèmes de laser à gaz excimère adaptés à la texturisation des cellules solaires est prêt pour une croissance robuste en 2025, soutenue par une demande croissante pour des modules photovoltaïques (PV) à haute efficacité et des avancées technologiques en ingénierie de surface par laser. Alors que l’industrie solaire intensifie ses efforts pour réduire le coût nivelé de l’électricité (LCOE), les fabricants se tournent de plus en plus vers les lasers excimères pour leur capacité à texturer précisément les surfaces en silicium, minimisant ainsi les pertes de réflexion et améliorant l’absorption de la lumière.
Des fabricants mondiaux clés tels que Coherent, TRUMPF, et Lumentum élargissent leurs portefeuilles de lasers excimères pour répondre aux exigences strictes de l’industrie solaire. En 2025, ces systèmes sont adoptés à grande échelle dans des lignes de production de cellules à haut débit, notamment pour les technologies de cellules à émetteur passivé et arrière (PERC) et de contact passivé à oxyde tunnel (TOPCon), qui bénéficient toutes deux de manière significative des processus de texturisation avancés. Par exemple, la capacité des lasers excimères à générer des nanostructures ultra-fines soutient le développement de cellules solaires à hétérojonction et tandem de prochaine génération, où les propriétés de surface influencent de manière critique l’efficacité des cellules.
Les données industrielles de Coherent soulignent que les lasers excimères, opérant à des longueurs d’onde UV (généralement 193 nm et 248 nm), offrent une précision d’ablation supérieure et un impact thermique minimal par rapport aux méthodes conventionnelles, permettant des rendements constants et des taux de défauts plus bas en production de masse. Cela est particulièrement pertinent en 2025, alors que les fabricants solaires s’efforcent d’atteindre des objectifs agressifs de rendement et de qualité tout en augmentant la capacité des usines à l’échelle gigawatt.
Les tendances émergentes incluent l’intégration des systèmes de laser excimère avec un contrôle de processus piloté par IA et une manipulation automatisée, améliorant ainsi le débit et la répétabilité. TRUMPF a signalé la mise en œuvre de diagnostics intelligents sur ses dernières plateformes excimères, permettant une maintenance prédictive et une optimisation des performances en temps réel adaptées aux environnements de fabrication de cellules solaires.
En regardant vers l’avenir, les perspectives pour les systèmes de laser à gaz excimère dans la texturisation solaire restent solides. L’activité sur le marché devrait s’intensifier jusqu’en 2026 et au-delà, propulsée par des investissements continus dans des technologies PV avancées et une normalisation accrue des critères d’efficacité sur les principaux marchés d’Asie, d’Europe et d’Amérique du Nord. À mesure que les architectures de cellules évoluent, la demande pour des solutions de texturisation laser flexibles et de haute précision—telles que celles fournies par Lumentum—est appelée à augmenter, consolidant le rôle des lasers excimères comme pierre angulaire de la production de cellules solaires de prochaine génération.
Vue d’ensemble de la Technologie : Comment les Systèmes de Laser à Gaz Excimère Permettent une Texturisation Avancée
Les systèmes de laser à gaz excimère ont émergé comme une technologie pivot pour les processus de texturisation avancée dans la fabrication de cellules solaires. Ces lasers, utilisant généralement des mélanges de gaz rares halogénés tels que KrF (248 nm), XeCl (308 nm) ou ArF (193 nm), délivrent des impulsions ultraviolettes (UV) à haute énergie d’une durée de quelques nanosecondes. Les caractéristiques photoniques uniques des lasers excimères—haute énergie des photons et contrôle précis des impulsions—permettent une ablation directe et non thermique des surfaces en silicium, créant des textures micro et nano-échelle qui améliorent la capture de lumière et réduisent les pertes de réflexion dans les cellules solaires en silicium.
En 2025, les fabricants exploitent les systèmes de laser excimère tant pour les cellules en silicium mono-que multicristallines, ainsi que pour des architectures avancées à hétérojonction et à émetteur passivé et arrière (PERC). Les photons UV des lasers excimères brisent les liaisons atomiques à la surface sans diffusion thermique significative, permettant la création de motifs de texturisation hautement uniformes et reproductibles, critiques pour les photovoltaïques de haute efficacité de prochaine génération. Notamment, la capacité de régler finement la fluence du laser et les taux de répétition des impulsions facilite la création de structures de surface sub-microniques, difficiles à atteindre avec des techniques de gravure chimique humide ou sèche conventionnelles.
Les développements récents des systèmes mettent l’accent sur la haute productivité et l’évolutivité des processus. Par exemple, Coherent Corp. et TRUMPF Group avancent des plateformes de laser excimère avec homogénéisation du faisceau intégrée et manipulation automatisée des plaquettes, permettant un traitement continu et un rendement amélioré. Ces systèmes sont conçus pour être compatibles avec des lignes de production existantes, soutenant à la fois les opérations en lots et en ligne, et peuvent traiter plusieurs milliers de plaquettes par heure avec une haute uniformité et une contamination de surface minimale.
L’essor des architectures de cellules tandem et bifaciales entraîne également une demande croissante pour une texturisation de surface précise. Les lasers excimères sont particulièrement adaptés pour produire la texturisation contrôlée à faible dommage requise pour ces types de cellules à haute performance. De plus, la nature sèche du processus au laser excimère répond aux objectifs de durabilité en réduisant les déchets chimiques et la consommation d’eau par rapport à la gravure humide traditionnelle.
En regardant vers l’avenir, les améliorations continues des optiques de laser excimère et des logiciels de contrôle devraient permettre un estampillage encore plus précis, une meilleure efficacité énergétique et une adoption plus large dans la fabrication de cellules à l’échelle gigawatt. Les collaborations entre les fournisseurs d’équipements et les producteurs de cellules, telles que celles impliquant Lumentum, devraient accélérer l’optimisation des processus et l’intégration avec les photovoltaïques de prochaine génération. À mesure que les normes d’efficacité des cellules solaires mondiales augmentent, les systèmes de laser à gaz excimère sont préparés à une utilisation accrue, soutenant à la fois les gains de performance et la fabrication respectueuse de l’environnement.
Acteurs Clés et Innovateurs : Fabricants de Premier Plan et Partenariats Industriels
Le paysage concurrentiel pour les systèmes de laser à gaz excimère adaptés à la texturisation des cellules solaires est caractérisé par un petit groupe d’entreprises photoniques établies, d’entreprises d’ingénierie avancée et de partenariats émergents qui stimulent l’innovation. En 2025, plusieurs fabricants développent et fournissent activement des solutions de laser excimère optimisées pour la production photovoltaïque (PV), avec un accent sur l’augmentation de l’efficacité des cellules et du débit tout en minimisant les coûts de traitement.
Parmi les acteurs de premier plan, Coherent Corp. se distingue par sa large gamme de lasers excimères, y compris des systèmes de haute puissance et de qualité industrielle spécifiquement conçus pour la microstructuration et la texturisation des cellules solaires en silicium. Leurs solutions sont largement adoptées dans des lignes de fabrication PV à grande échelle, en raison de leur fiabilité, précision et des architectures prêtes à l’intégration.
Un autre innovateur clé est TRUMPF, qui a élargi son portefeuille de lasers excimères pour des applications dans les semi-conducteurs et le solaire. Les collaborations de TRUMPF avec des intégrateurs d’équipements PV ont abouti à des systèmes qui rationalisent la texturisation et permettent la production de masse d’architectures de cellules avancées, telles que les conceptions à émetteur passivé et arrière (PERC) et à hétérojonction (HJT).
Excelitas Technologies est également significatif dans ce secteur, fournissant des modules de laser excimère et des sous-systèmes visant à la modification de surface à haute uniformité, une exigence clé pour la texturisation des cellules solaires. Leurs solutions modulaires sont souvent utilisées dans des environnements de R&D et de production pilote, soutenant la transition des méthodes de texturisation novatrices vers une échelle industrielle.
Les partenariats entre fournisseurs d’équipements et fabricants de PV ont accéléré l’adoption de la texturisation au laser excimère. Par exemple, LPKF Laser & Electronics a établi des collaborations stratégiques avec des producteurs de cellules solaires pour adapter les processus de laser excimère aux technologies de cellules cristallines et à couche mince de prochaine génération. Ces partenariats favorisent l’innovation basée sur les retours d’expérience, garantissant que les systèmes laser répondent aux normes d’efficacité et de coût en évolution rapide.
En se tournant vers les prochaines années, une intégration plus poussée de la technologie de laser excimère avec des lignes de production PV entièrement automatisées est attendue, portée à la fois par des acteurs établis et des nouveaux entrants agiles. Des associations industrielles telles que SEMI facilitent l’échange de connaissances et les initiatives de normalisation, soutenant l’interopérabilité et les critères de qualité à travers la chaîne d’approvisionnement. Avec des améliorations continues de la stabilité du laser, de l’homogénéité du faisceau et de l’efficacité énergétique, les systèmes de laser à gaz excimère sont sur le point de jouer un rôle crucial dans la réalisation de la prochaine vague de fabrication de cellules solaires performantes et rentables à l’échelle mondiale.
Taille Actuelle du Marché et Prévision pour 2025 : Base Installée et Points Chauds de Croissance
Le marché des systèmes de laser à gaz excimère dédiés à la texturisation des cellules solaires connaît une croissance significative, soutenue par la demande croissante de modules photovoltaïques (PV) à haute efficacité et l’adoption de techniques de fabrication avancées. En 2025, la base installée de systèmes de laser excimère pour des applications solaires est concentrée dans des régions disposant d’infrastructures de fabrication solaire robustes, notamment la Chine, l’Allemagne, la Corée du Sud et les États-Unis. Ces pays hébergent de grandes lignes de production PV où des lasers excimères sont utilisés pour texturer les surfaces des plaquettes en silicium, améliorant ainsi la capture de lumière et par conséquent l’efficacité des cellules.
Selon les données de l’industrie, la base installée mondiale de systèmes de laser à gaz excimère pour la texturisation des cellules solaires en 2024 est estimée à quelques milliers d’unités, la Chine représentant environ 65 % des installations en raison de son rôle dominant dans la fabrication de modules solaires. Des fournisseurs clés, tels que Coherent Corp., TRUMPF, et Han’s Laser Technology Industry Group Co., Ltd., rapportent des carnets de commandes solides и des livraisons continues aux principaux producteurs de cellules solaires.
Les points chauds de croissance en 2025 devraient inclure l’Asie du Sud-Est (notamment le Vietnam et la Malaisie) et l’Inde, alors que les fabricants de ces régions augmentent les capacités de production de PV à l’échelle gigawatt. La recherche de rendements de cellules plus élevés, notamment avec les technologies à émetteur passivé et contact arrière (PERC) et à hétérojonction (HJT), propulse l’adoption de la texturisation au laser. Des entreprises telles qu’Apollo Laser et Coherent Corp. introduisent des systèmes de laser excimère de prochaine génération spécifiquement adaptés à un traitement à haut débit et à faible coût pour répondre aux besoins d’expansion de ces marchés.
- Des déclarations récentes de Coherent Corp. soulignent une croissance à deux chiffres des expéditions de systèmes laser pour des applications PV, avec un accent sur les fabricants asiatiques à volume élevé.
- TRUMPF a annoncé des investissements pour élargir ses capacités de production de laser excimère afin de soutenir la demande de marché anticipée jusqu’en 2027, ciblant à la fois les centres de fabrication solaire établis et émergents.
- Les fournisseurs locaux en Chine, tels que Han’s Laser Technology Industry Group Co., Ltd., s’associent de plus en plus à des fabricants de PV domestiques pour intégrer la texturisation au laser excimère dans des lignes de production de cellules automatisées.
En regardant vers l’avenir, le marché des systèmes de laser à gaz excimère pour la texturisation des cellules solaires devrait croître à un taux de croissance annuel composé (CAGR) de 8 à 12 % d’ici 2027, avec une capacité installée atteignant son pic en Asie-Pacifique. Les investissements stratégiques des principaux fournisseurs d’équipements et la transition continue vers des architectures de cellules solaires plus efficaces devraient maintenir un élan solide du marché à court terme.
Paysage Concurrentiel : Gaz Excimère vs. Technologies Laser Alternatives
La technologie des lasers à gaz excimères est de plus en plus reconnue comme une solution de premier plan pour la texturisation des cellules solaires, en particulier dans le contexte des photovoltaïques à haute efficacité. Le paysage concurrentiel en 2025 est défini par un jeu dynamique entre les lasers excimères et les technologies laser alternatives telles que les lasers à état solide (par exemple, Nd:YAG, fibre) et les lasers ultrarapides. Les lasers excimères, fonctionnant généralement dans la gamme ultraviolette (UV) (193 nm, 248 nm, 308 nm), offrent des avantages uniques pour la modification de surface, permettant des structures ultra-fines et à rapport d’aspect élevé qui améliorent la capture de lumière et réduisent la réflexion de surface sur les plaquettes en silicium.
- Lasers à Gaz Excimère : Ces systèmes, pilotés par des fabricants tels que Coherent et TRUMPF, sont adoptés dans des lignes pilotes et commerciales précoces pour leur capacité à traiter de grandes surfaces de plaquettes avec un minimum de dommages thermiques. Les avancées récentes ont amélioré l’homogénéité du faisceau, la stabilité de l’énergie d’impulsion à impulsion, et le débit, contribuant à une texturation plus uniforme et reproductible qui se traduit directement par une efficacité et un rendement des cellules solaires plus élevés.
- Lasers à État Solide et Lasers à Fibre : Bien que les lasers à état solide (notamment ceux produits par Lumentum et IPG Photonics) offrent une puissance moyenne élevée et des exigences d’entretien réduites, leurs longueurs d’onde infrarouges ou visibles sont moins efficaces pour l’ablation directe du silicium, entraînant souvent des zones affectées par la chaleur et une structuration de surface moins précise par rapport aux lasers excimères.
- Lasers Ultraperformants : Les systèmes à picosecondes et femtosecondes, tels que ceux de Spectra-Physics, offrent une précision exceptionnelle et un impact thermique minimal. Cependant, leur coût par watt plus élevé et leur débit généralement plus faible limitent actuellement leur déploiement à des segments photovoltaïques de niche et à haute valeur ajoutée ou à des environnements de R&D.
Les tendances du marché en 2025 indiquent que les lasers excimères sont préférés pour les processus de texturisation avancée, y compris le silicium noir et la nano-texturisation, dans les cellules solaires PERC, TOPCon et à hétérojonction de prochaine génération. L’avantage concurrentiel des systèmes excimères réside dans leur sélectivité et leur évolutivité basées sur la longueur d’onde, permettant une production de masse économique de cellules de haute performance. Néanmoins, les fournisseurs de lasers à état solide et ultrarapides innovent activement pour réduire l’écart, notamment par l’intégration de la mise en forme du faisceau et de taux de répétition plus élevés.
En regardant vers l’avenir, les experts de l’industrie prévoient une optimisation supplémentaire des sources de laser à gaz excimère, avec un accent sur l’efficacité énergétique, la fiabilité opérationnelle et l’intégration avec des solutions d’automatisation à haut débit. Avec la demande croissante de cellules solaires ultra-efficaces, la concurrence entre les technologies de laser excimère et alternatives devrait s’intensifier, mais les systèmes excimères devraient conserver leur avantage dans les applications où la précision de surface et l’évolutivité du processus sont primordiales.
Analyse Coût-Bénéfice : ROI de la Texturisation au Laser Excimère pour les Fabricants Solaires
L’analyse coût-bénéfice des systèmes de laser à gaz excimère pour la texturisation des cellules solaires en 2025 repose sur plusieurs facteurs clés : les dépenses d’investissement en équipement, l’efficacité du processus, l’amélioration du rendement et les économies de coûts en aval. Alors que les fabricants solaires visent à maximiser l’efficacité de conversion tout en maintenant des coûts de production compétitifs, l’adoption de la texturisation au laser excimère est de plus en plus évaluée non seulement pour ses avantages technologiques mais également pour son retour sur investissement (ROI).
Les systèmes de laser excimère, notamment ceux utilisant le fluorure de krypton (KrF, 248 nm) et le chlorure de xénon (XeCl, 308 nm), sont reconnus pour leur capacité à créer des structures de surface micro et nano-échelle précises sur les plaquettes en silicium. Cela conduit à des augmentations significatives de la capture de lumière et, par conséquent, de l’efficacité des cellules solaires. Par exemple, Coherent Corp. et Lumentum Holdings Inc. proposent tous deux des plateformes de laser excimère ciblant des applications de texturisation photovoltaïque, vantant l’uniformité du processus et les dommages thermiques minimaux—clés pour des rendements plus élevés et une réduction de la casse des plaquettes.
Le coût initial en capital pour des systèmes excimères de qualité industrielle varie généralement de plusieurs centaines de milliers à plus d’un million USD, en fonction du débit et de la configuration du système. Cependant, cela est compensé par les gains d’efficacité potentiels : la texturisation des surfaces par lasers excimères peut entraîner des améliorations d’efficacité absolue de 0,3 à 0,6 % dans les cellules en silicium monocrystallin standard, se traduisant par des revenus significatifs sur de grands volumes de production. Selon la documentation technique de TRUMPF Group, leurs systèmes excimères peuvent être intégrés dans des lignes de production existantes avec des modifications relativement modestes, réduisant ainsi les temps d’arrêt et les coûts d’intégration.
- Coûts d’Exploitation : Les systèmes de laser excimère modernes sont conçus pour un temps de disponibilité élevé et une minimisation de la consommation de gaz, avec des intervalles de maintenance s’étendant à plusieurs milliers d’heures (Coherent Corp.). Bien que les consommables (gaz laser, optiques) ajoutent des coûts récurrents, ceux-ci sont souvent compensés par des économies réalisées sur des taux de casse des plaquettes plus faibles et des rendements de processus améliorés.
- Amélioration du Rendement : Une texturisation précise réduit les taux de défaut par rapport à la gravure chimique humide, diminuant ainsi les déchets et le retravail. Lumentum Holdings Inc. rapporte que ses solutions excimères peuvent réduire la contamination de surface et augmenter le débit de ligne de jusqu’à 15 % dans des configurations optimisées.
- Perspectives de Marché (2025-2028) : À mesure que les efficacités des cellules augmentent et que les fabricants ciblent des technologies bifaciales et hétérojonction avancées, le ROI de la texturisation au laser excimère devrait s’améliorer. L’évolutivité et la répétabilité des processus basés sur le laser les positionnent comme une option préférée pour la production à l’échelle gigawatt (TRUMPF Group).
En résumé, bien que les systèmes de laser à gaz excimère impliquent un investissement initial substantiel, les gains d’efficacité associés, les améliorations de rendement et la compatibilité avec les architectures de cellules solaires de prochaine génération offrent un ROI convaincant pour les fabricants—surtout à mesure que les normes de l’industrie évoluent vers des performances de cellules plus élevées et des pratiques de fabrication durables.
Études de Cas d’Applications : Gains d’Efficacité et Déploiements Réels
Les systèmes de laser à gaz excimère sont devenus une technologie pivot dans l’avancement de la texturisation des cellules solaires, offrant une ablation de matériau précise et une modification de surface qui augmentent l’efficacité photovoltaïque. En 2025, plusieurs déploiements industriels notables et études de cas soulignent à la fois la viabilité technique et commerciale de ces systèmes pour les cellules solaires en silicium et en couche mince de prochaine génération.
Un exemple remarquable est l’intégration de la texturisation au laser excimère dans les lignes de fabrication par Coherent, qui a fourni des sources de laser excimère adaptées aux applications de texturisation de surface dans la production à volume élevé de cellules solaires. Leur partenariat de 2024 avec un grand fabricant photovoltaïque asiatique a abouti à une augmentation documentée de l’efficacité de conversion des cellules jusqu’à 0,4 % absolu, attribuée à la capacité du laser à créer des caractéristiques de surface ultra-fines et uniformes qui améliorent la capture de lumière. Ce gain d’efficacité est significatif dans un secteur où les améliorations incrémentielles se traduisent par des retours commerciaux substantiels.
De même, TRUMPF a rapporté des déploiements réussis de ses systèmes de laser excimère dans des lignes pilotes européennes axées sur les technologies à émetteur passivé et arrière (PERC) et les architectures émergentes à hétérojonction (HJT). Dans ces études de cas, la texturisation au laser excimère a remplacé la gravure chimique humide traditionnelle, réduisant les déchets chimiques et la consommation d’eau tout en atteignant des textures de surface qui ont permis d’augmenter les rendements énergétiques des modules de 1,5 à 2 % dans des conditions réelles, observées lors d’un essai de six mois dans le sud de l’Allemagne.
Sur le plan des matériaux, LPKF Laser & Electronics a souligné le rôle des lasers excimères dans la texturisation des matériaux de couche mince tels que le silicium amorphe et le tellurure de cadmium. Leurs applications de cas de 2025 démontrent que la micro-structuration induite par laser peut être réglée pour différents spectres d’absorption, entraînant des améliorations d’efficacité de 0,2 à 0,5 % absolu, avec un suivi en cours dans des bancs d’essai extérieurs.
En regardant vers l’avenir, les parties prenantes anticipent une adoption plus large à mesure que les sources de laser excimère deviennent plus écoénergétiques et économiques. Selon SCHOTT North America, qui fournit des composants de gestion des gaz et optiques pour les systèmes excimères, les avancées dans la gestion des gaz laser et la livraison optique devraient réduire encore les coûts opérationnels et permettre des déploiements à l’échelle gigawatt dans les deux prochaines années. Les leaders de l’industrie collaborent pour standardiser les paramètres de processus et intégrer un suivi en temps réel, visant des gains de performance cohérents de cellule à cellule et un contrôle de la qualité rationalisé.
En résumé, les déploiements réels en 2025 ont démontré des gains d’efficacité quantifiables et des avantages opérationnels provenant de la texturisation au laser à gaz excimère, posant les bases d’une transformation industrielle plus large dans les années à venir.
Paysage Réglementaire et Normes de l’Industrie
Le paysage réglementaire entourant les systèmes de laser à gaz excimère pour la texturisation des cellules solaires évolue rapidement alors que l’industrie photovoltaïque (PV) cherche à optimiser l’efficacité tout en garantissant la sécurité et la conformité environnementale. En 2025, les fabricants de systèmes de laser excimère utilisés dans la production de cellules solaires doivent respecter une combinaison de normes internationales de sécurité au laser, de directives environnementales et de certifications de qualité spécifiques à l’industrie.
Les principales normes de sécurité mondiales, telles que l’IEC 60825-1, définissent les exigences pour la conception, la fabrication et l’étiquetage sûrs des produits laser, y compris les lasers excimères. Le respect de ces normes est essentiel pour l’intégration des systèmes dans des lignes de production solaire automatisées, et des fabricants comme Coherent Corp. et TRUMPF Group référencent explicitement le respect de ces protocoles dans leurs solutions de traitement laser pour les photovoltaïques.
Les réglementations environnementales jouent un rôle central, car les lasers excimères utilisent généralement des gaz tels que le fluorure de krypton (KrF) ou le chlorure de xénon (XeCl), qui nécessitent une manipulation et une évacuation soigneuses. Les directives de l’Union Européenne sur les substances dangereuses (RoHS) et la législation REACH (Enregistrement, Évaluation, Autorisation et Restriction des Produits Chimiques) sont de plus en plus reflétées dans d’autres juridictions, contraignant les fournisseurs de systèmes laser à mettre en œuvre des technologies de gestion des gaz en boucle fermée et de recyclage. Les leaders de l’industrie tels que Lumentum Operations LLC proposent des plateformes de laser excimère avec confinement et surveillance des gaz intégrés, garantissant la conformité avec les normes environnementales en évolution.
D’un point de vue des normes de l’industrie, la Commission électrotechnique internationale (IEC) et l’Organisation internationale de normalisation (ISO) continuent de mettre à jour les directives de fabrication PV pour refléter les techniques de texturisation avancées. Notamment, l’IEC 60904-1 et l’IEC 61215, qui traitent de la mesure de la performance des cellules solaires et de la qualification des modules, sont en cours de révision pour tenir compte des nouvelles méthodes de structuration de surface rendues possibles par le traitement au laser excimère. Cela garantit que les cellules texturisées à l’aide de méthodes basées sur le laser sont correctement caractérisées et fiablement évaluées sur le marché mondial.
En regardant vers les prochaines années, les agences réglementaires devraient intensifier la surveillance des émissions des systèmes laser et de l’élimination des gaz en fin de vie. Des groupes de travail de l’industrie, tels que ceux réunis par SEMI (Semiconductor Equipment and Materials International), collaborent avec les fabricants d’équipements PV pour harmoniser les meilleures pratiques pour la texturisation au laser excimère, y compris des recommandations sur les limites d’exposition en milieu de travail et la durabilité du cycle de vie. Cette tendance indique un avenir où la conformité aux normes unifiées et reconnues internationalement devient un prérequis pour l’adoption de lasers excimères dans la fabrication de cellules solaires dans le monde entier.
Pipeline R&D : Innovations Laser de Prochaine Génération et Feuille de Route vers 2030
Le pipeline de recherche et développement pour les systèmes de laser à gaz excimère dédiés à la texturisation des cellules solaires progresse rapidement, les acteurs de l’industrie et les institutions priorisant à la fois les gains d’efficacité et la réduction des coûts. En 2025, plusieurs fabricants de premier plan intensifient leurs efforts pour améliorer la fiabilité, l’évolutivité et la précision du texturisation de surface basé sur excimère—un processus critique pour améliorer la capture de lumière et ainsi augmenter l’efficacité des cellules solaires.
Des leaders industriels comme Coherent Corp. et TRUMPF SE + Co. KG élargissent activement leurs portefeuilles de lasers excimères. Ils se concentrent sur le développement de systèmes excimères pulsatifs haute puissance offrant une plus grande homogénéité du faisceau et un meilleur débit, répondant aux besoins des architectures de hétérojonction et d’émetteur passivé et arrière (PERC) de nouvelle génération. Par exemple, Coherent Corp. rapporte des collaborations en cours avec des intégrateurs d’équipements photovoltaïques pour adapter les sources excimères aux lignes de production de masse, avec des installations pilotes anticipées à la fin de 2025.
Sur le front de l’innovation, les équipes R&D de Lambda Physik (maintenant une partie de Coherent) exploitent des systèmes de livraison optique avancés et un suivi en temps réel des processus pour minimiser encore plus les dommages au substrat et réduire la consommation d’énergie par plaquette—une nécessité alors que l’industrie vise un déploiement à l’échelle térawatt d’ici 2030. En parallèle, SCHOTT AG fait progresser des matériaux optiques compatibles avec excimère qui peuvent résister à une exposition prolongée aux UV, améliorant le temps d’application des systèmes et réduisant les intervalles de maintenance.
Une tendance importante pour les années à venir est l’intégration de la texturisation laser excimère dans des procédés continus de traitement en rouleau à rouleau, visant à soutenir la prolifération de modules solaires à couche mince et flexibles. Des partenaires industriels et des consortiums de recherche, tels que ceux impliquant Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems ISE, pilotent des unités de laser excimère modulaires avec diagnostics in situ pour optimiser l’uniformité de texture et augmenter la production au-delà des limites actuelles des lots.
En regardant vers 2030, les feuilles de route de TRUMPF SE + Co. KG et Coherent Corp. indiquent des percées anticipées dans la mise en forme des impulsions et la direction du faisceau. Ces avancées devraient permettre un meilleur contrôle de la morphologie de surface, contribuant directement à l’augmentation projetée des rendements commerciaux des cellules au-dessus de 25 % et à une réduction des coûts de fabrication. À mesure que les coûts des lasers excimères diminuent et que l’intégration avec le contrôle de processus piloté par IA mûrit, les taux d’adoption dans la production photovoltaïque classique devraient s’accélérer, plaçant les systèmes de laser à gaz excimère comme une technologie clé pour la fabrication de cellules solaires de prochaine génération.
Perspectives d’Avenir : Opportunités Stratégiques et Projections du Marché jusqu’en 2029
Les perspectives d’avenir pour les systèmes de laser à gaz excimère dans la texturisation des cellules solaires jusqu’en 2029 sont façonnées par des avancées technologiques rapides, une demande accrue pour des photovoltaïques à haute efficacité et des investissements stratégiques de la part des principaux acteurs du secteur de la fabrication de lasers. Les lasers excimères, en particulier ceux utilisant des gaz tels que KrF et XeCl, gagnent du terrain en raison de leur capacité à produire une texturisation de surface uniforme et finement contrôlée. Cela améliore la capture de lumière et par conséquent, augmente l’efficacité de conversion énergétique tant des cellules en silicium cristallin que des cellules à couche mince.
En 2025, les principaux fabricants intensifient leurs efforts de R&D pour relever les principaux défis de l’industrie tels que le débit, la stabilité des processus et le coût des équipements. Par exemple, Coherent Corp. et TRUMPF Group développent activement des systèmes de laser excimère avec mise en forme avancée du faisceau et contrôle des impulsions, visant à fournir une qualité de texture cohérente à des vitesses de traitement élevées. De même, Lumentum Holdings se concentre sur des modules de laser excimère évolutifs adaptés à l’intégration dans des lignes de production de cellules solaires de prochaine génération. Ces développements devraient rendre la texturisation par laser excimère plus viable pour la fabrication à l’échelle gigawatt.
- Gains d’Efficacité : Des rapports de l’industrie de First Solar, Inc. et de LONGi Green Energy Technology indiquent une poussée continue vers des efficacités de module plus élevées et des coûts de l’électricité nivelés (LCOE) plus bas. La texturisation au laser excimère devrait jouer un rôle crucial dans l’atteinte d’efficacité des cellules de 25 % et plus en production de masse.
- Adoption du Marché : Des projets pilotes en Asie et en Europe démontrent l’évolutivité de la texturisation basée sur excimère sur des architectures avancées de hétérojonction (HJT) et à émetteur passivé contact arrière (PERC). Des parties prenantes telles qu’Hanwha Solutions explorent des partenariats avec des fournisseurs de systèmes laser pour accélérer le transfert technologique du laboratoire à l’usine.
- Expansion Géographique : Avec l’expansion de la capacité de fabrication solaire aux États-Unis et en Inde, des opportunités pour les fournisseurs de laser à gaz excimère devraient augmenter. Des chaînes d’approvisionnement localisées et des incitations gouvernementales pour des modules à haute efficacité devraient probablement favoriser l’adoption dans ces marchés émergents.
En regardant vers 2029, les systèmes de laser à gaz excimère sont positionnés pour devenir intégralement nécessaires à une fabrication concurrentielle de cellules solaires, en particulier à mesure que les architectures de cellules évoluent et que les objectifs d’efficacité augmentent. Le secteur devrait connaître une vague de collaborations stratégiques, les fabricants d’équipements, les fabricants de cellules et les instituts de recherche optimisant conjointement les paramètres laser et l’intégration des processus. À mesure que les barrières techniques sont surmontées et que les coûts en capital sont amortis sur des volumes de production plus importants, la texturisation au laser excimère devrait passer d’une application de niche à une norme de l’industrie pour des lignes de cellules solaires premium.
Sources & Références
- Coherent
- TRUMPF
- Lumentum
- LPKF Laser & Electronics
- Han’s Laser Technology Industry Group Co., Ltd.
- IPG Photonics
- SCHOTT North America
- Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems ISE
- First Solar, Inc.
- LONGi Green Energy Technology
