Combien coûte une cellule solaire ? Les facteurs de prix du wafer à la cellule

Une cellule solaire unique n'a pas de prix comme une matière première. Elle a un prix à un rendement déclaré, un bin déclaré, un format déclaré et une quantité déclarée, et un chiffre cité sans ces quatre éléments n'est comparable à rien. La raison est qu'une cellule est achetée pour la puissance qu'elle produira, non pour l'objet lui-même, et deux cellules de dimensions identiques peuvent différer sensiblement en production. Cet article explique ce qui construit réellement le prix d'une cellule, pourquoi l'industrie commerce les cellules au watt plutôt qu'à la pièce, et comment comparer les devis afin de comparer la même chose.

Pourquoi un chiffre unique induit en erreur

Demandez combien coûte une cellule et vous obtiendrez des réponses qui diffèrent d'un facteur deux ou plus, et toutes peuvent être correctes. La variation n'est pas du bruit. Elle provient de quatre variables qui sont généralement laissées non précisées :

• Rendement et bin. Les cellules sont triées après production et regroupées en bins selon la production mesurée. Un bin plus élevé est un objet plus précieux. Un prix à la pièce sans bin ne dit rien sur la valeur par watt.
• Format. Les cellules entières, les cellules demi-coupées et les cellules coupées en trois ont des surfaces différentes et des exigences de manipulation différentes. Une cellule demi-coupée contient environ la moitié du silicium mais ne coûte pas la moitié du prix, car la découpe ajoute une étape de process et une perte de rendement.
• Voie technologique. Les cellules PERC, TOPCon, HJT et à contact arrière ont des nombres d'étapes de process et des consommations de matériaux différents. L'écart de prix entre les voies est principalement un écart de coût de fabrication, non une différence de marge.
• Quantité et conditions. Un conteneur complet et une palette sont des achats différents avec une logistique par unité différente.

C'est pourquoi les équipes d'approvisionnement de l'industrie discutent rarement d'un prix à la pièce. L'unité de travail est la devise par watt.

La structure de coûts derrière une cellule

Le prix d'une cellule est construit à partir d'un petit nombre d'intrants, et leur poids relatif explique la majeure partie de l'évolution des prix dans l'industrie.

Deux observations en découlent. Premièrement, le wafer domine, ce qui explique pourquoi les prix des cellules suivent le polysilicium de plus près que tout ce que fait un fabricant de cellules. Deuxièmement, le seul poste qu'un fabricant de cellules contrôle pleinement à court terme est le dernier : le rendement. C'est pourquoi le contrôle du process compte plus que la spécification de l'équipement dans une activité de cellules.

Au watt, pas à la pièce

Parce que les cellules sont achetées pour leur production, l'industrie cote au watt. L'arithmétique est simple : divisez le prix à la pièce par la puissance nominale de la cellule en watts. Cela expose immédiatement une comparaison que la tarification à la pièce masque.

Considérez deux offres. La cellule A est moins chère à la pièce mais se situe dans un bin de rendement inférieur ; la cellule B coûte plus cher à la pièce mais se situe dans un bin supérieur. Au watt, B peut être l'achat le moins cher. L'acheteur doit alors décider si les watts supplémentaires valent la peine, ce qui dépend du format du module, de la classe de puissance cible et du marché de destination des modules. Une cellule à haut rendement qui pousse un module dans un bin de puissance premium peut valoir considérablement plus que ne le suggère l'arithmétique du watt seule.

Il y a une seconde raison pour laquelle la tarification au watt domine : c'est la seule base sur laquelle les cellules et les modules finis peuvent être comparés. Si un module est coté au watt et une cellule est cotée au watt, la marge d'assemblage devient visible. Cette comparaison est le point de départ de quiconque évalue s'il faut acheter des modules ou acheter des cellules et construire une ligne de modules.

La tarification au watt dépend de la production mesurée, donc les tests et le binning se situent directement entre le coût de production et le prix du marché.

Ce qui fait évoluer les prix des cellules dans le temps

Les prix des cellules dans cette industrie baissent presque continuellement, ce qui est inhabituel pour un bien manufacturé et mérite d'être compris avant de budgéter quoi que ce soit.

• Cycles du polysilicium. Le facteur le plus important. Lorsque l'offre de polysilicium se resserre, le coût du wafer augmente et chaque prix de cellule suit en quelques semaines.
• Argent. La métallisation est le deuxième coût de matériau le plus important et le plus volatil. C'est la raison directe pour laquelle l'industrie ne cesse de pousser les voies de métallisation à faible teneur en argent et à base de cuivre, et pourquoi le comportement de la pâte d'argent à l'arrière d'une cellule TOPCon est devenu une préoccupation de process plutôt qu'une note de bas de page sur les matériaux.
• Wafers plus fins. Moins de silicium par cellule signifie un coût de matériau plus faible, mais des wafers plus fins augmentent le risque de casse tout au long du traitement des cellules puis à travers le stringer. Les économies et les pertes sont sur des bilans différents, ce qui explique pourquoi les deux parties en débattent.
• Échelle. Des usines plus grandes répartissent les coûts fixes sur une production plus importante. C'est la principale raison pour laquelle la fabrication de cellules s'est consolidée en un petit nombre de très grands producteurs.
• Transitions technologiques. Chaque nouvelle ligne commence par être coûteuse et diminue à mesure qu'elle monte en échelle et que son rendement mûrit.

Comment comparer les devis de cellules

Si vous achetez des cellules, que ce soit pour les revendre ou pour les assembler en modules, la comparaison ne fonctionne que si les devis sont normalisés. Demandez tous les éléments suivants pour chaque offre avant de comparer quoi que ce soit :

1. Efficacité et définition des bins. Pas seulement un rendement nominal, mais comment les bins sont définis et à quoi ressemble la distribution entre les bins dans le lot livré.
2. Conditions de mesure de la puissance. Les cellules sont mesurées dans des conditions de test standard ; confirmez l'étalonnage et si le fournisseur rapporte des données vérifiées indépendamment.
3. Format et découpe. Pleine, demi ou tiers de coupe, avec la tolérance de découpe indiquée. La perte de trait de scie et la qualité des bords affectent le rendement en aval.
4. Voie technologique et structure arrière. Pour les cellules TOPCon et BC en particulier, renseignez-vous sur la structure côté arrière, car elle détermine la brasabilité et la fenêtre de process du stringer. Notre aperçu du processus de tabber et stringer couvre où ces différences se situent sur la ligne.
5. Livraison, emballage et conditions de casse. La casse de cellules en transit est un coût réel et l'Incoterm décide qui le supporte.
6. Cohérence et traçabilité des lots. Un bon premier lot suivi de lots dérivants coûtera plus en rendement que n'importe quelle différence de prix.

Le conseil pratique est sans détour : ne comparez jamais un prix à la pièce d'un fournisseur avec un prix au watt d'un autre, et n'acceptez jamais un devis qui n'indique pas le bin. Si un fournisseur ne veut pas indiquer le bin, c'est en soi une information.

Ce que cela signifie si vous prévoyez de fabriquer des modules

Pour quiconque construit une ligne de modules, le coût des cellules est le poste le plus important de l'économie unitaire et celui sur lequel vous avez le moins de contrôle. Cela a trois conséquences à anticiper.

Premièrement, l'approvisionnement en cellules est une décision stratégique, pas une transaction d'achat. Un approvisionnement en cellules à source unique est un risque commercial, quelle que soit la qualité du prix. Deuxièmement, le format des cellules détermine votre équipement : une ligne spécifiée pour des cellules pleines ne peut pas simplement être basculée vers des cellules demi-coupées ou shingled sans modifications au stringer et souvent au layup. C'est pourquoi nous posons des questions sur le format des cellules et le marché cible avant de chiffrer les stations — la question du choix du stringer est en aval d'une décision sur les cellules que vous devez prendre d'abord.

Troisièmement, l'arithmétique au watt est la raison pour laquelle l'assemblage de modules peut être une activité viable. L'écart entre le prix des cellules au watt et le prix des modules au watt est la marge brute disponible pour couvrir l'assemblage, les matériaux, la main-d'œuvre et les pertes de rendement. Si vous connaissez les deux chiffres, vous pouvez dimensionner l'activité honnêtement avant de dépenser quoi que ce soit en équipement. Notre décomposition de ce que coûte une ligne à différentes capacités est l'autre moitié de ce calcul.

Questions fréquentes

Quel est le coût d'une cellule solaire ?

Il n'y a pas de chiffre fixe. Le prix d'une cellule dépend de son bin d'efficacité, de son format, de la voie technologique et de la quantité achetée, et il évolue avec les prix du polysilicium et de l'argent. L'unité de travail dans l'industrie est la devise par watt plutôt que la devise par pièce, car une cellule est achetée pour la puissance qu'elle produit. Tout devis qui omet le bin n'est pas comparable à un autre devis.

Pourquoi les cellules coûtent-elles des montants différents si elles semblent identiques ?

Parce qu'elles sont triées en bins selon la puissance mesurée après production. Deux cellules de mêmes dimensions peuvent se retrouver dans des bins différents, et le bin supérieur vaut plus. La différence n'est pas cosmétique ; c'est une performance électrique mesurée, et elle se propage dans la classe de puissance du module.

Est-il moins cher d'acheter des cellules ou des modules finis ?

Ils résolvent des problèmes différents. Acheter des modules est une décision d'achat sans engagement de capital. Acheter des cellules et fabriquer des modules nécessite une ligne, un bâtiment, du fonds de roulement et une capacité de process, et cela n'a de sens que lorsque l'écart au watt entre la cellule et le module couvre ces coûts plus un retour. Ce calcul mérite d'être fait correctement avant de s'engager sur l'équipement.

Quelle part du prix d'une cellule est constituée d'argent ?

La métallisation est le deuxième intrant matériel le plus important après la plaquette et le plus volatil, car elle suit le cours au comptant de l'argent. Sa part varie selon la voie technologique et selon l'agressivité avec laquelle le fabricant de cellules a réduit la consommation de pâte. C'est la raison pour laquelle les voies à faible teneur en argent et de placage au cuivre attirent tant d'efforts de développement.

Des plaquettes plus fines rendent-elles les cellules moins chères ?

Elles réduisent le coût du silicium par cellule, ce qui est l'objectif. Le compromis est mécanique : les plaquettes plus fines cassent plus facilement lors du traitement des cellules et de nouveau au stringer, et le coût de casse retombe sur une autre partie de l'activité que l'économie de matériau. L'économie ne fonctionne que si toute la chaîne gère la plaquette plus fine.

Dois-je demander à un fournisseur un prix à la pièce ou au watt ?

Demandez les deux, plus la définition du bin. Le prix au watt est l'unité comparable et celle qui révèle le coût réel de la production, mais le prix à la pièce compte pour la logistique, l'emballage et les calculs de manutention. Un fournisseur qui peut vous donner clairement les trois est un fournisseur qui connaît son propre produit.