Le dilemme de l'oxydation du cuivre : les fabricants de panneaux solaires peuvent-ils surmonter le défi de durabilité en abandonnant l'argent ?

L’industrie solaire mondiale fait face à une crise sans précédent en matière de matériaux. Les prix de l’argent ont explosé pour atteindre un sommet historique de 93,77 $ par once troy à la mi-janvier 2025, obligeant les fabricants à se tourner rapidement vers des matériaux alternatifs. Si le cuivre apparaît comme le substitut le plus prometteur, une question cruciale se pose : combien de temps faut-il au cuivre pour s’oxyder, et ce délai d’oxydation permet-il des installations solaires fiables à long terme ? La réponse à ces questions façonnera la trajectoire technologique de l’industrie pour les années à venir.

Selon le rapport de Bloomberg NEF de septembre 2025, l’argent représente désormais environ 14 pour cent du coût total de production des panneaux solaires — une hausse spectaculaire par rapport à seulement 5 pour cent en 2023. À cette époque, l’argent se négociait entre 42 et 46 dollars par once. L’explosion des prix, presque 200 pour cent de plus que l’année précédente, a créé une situation intenable pour les fabricants opérant avec des marges très faibles. En réponse, les principaux producteurs chinois de solaire accélèrent l’adoption de métaux de base et de technologies innovantes pour gérer les coûts d’entrée et maintenir leur compétitivité.

La crise de l’argent pousse les fabricants PV vers des solutions à base de cuivre

La Chine domine la fabrication photovoltaïque mondiale, contrôlant plus de 80 pour cent de la capacité de production mondiale dans toute la chaîne d’approvisionnement — de l’extraction du polysilicon aux modules finis. Cette concentration a permis aux entreprises chinoises de prendre la tête dans le développement d’alternatives au cuivre. En janvier 2025, Bloomberg a rapporté que LONGi Green Energy Technology (SHA:601012), l’un des leaders technologiques du secteur, lancerait la production de masse de cellules solaires sans argent au deuxième trimestre. Ce mouvement marque un changement structurel dans la stratégie de l’industrie plutôt qu’une décision d’entreprise isolée.

JinkoSolar Holding (NYSE:JKS), le fabricant chinois coté aux États-Unis, a annoncé des intentions similaires en décembre 2024, s’engageant à augmenter la production de panneaux solaires utilisant des métaux de base. Par ailleurs, Shanghai Aiko Solar Energy (SHA:600732) a déjà commencé à produire 6,5 gigawatts de cellules solaires sans contenu en argent. Antonio Di Giacomo, analyste principal du marché chez XS.com, note que cette convergence d’efforts parmi les leaders du secteur reflète une refonte fondamentale de la fabrication et de l’assemblage des panneaux solaires.

La transition représente bien plus qu’une réduction des coûts. Comme l’explique Di Giacomo, « La croissance exponentielle de l’énergie solaire a transformé ce secteur en l’un des plus grands consommateurs industriels d’argent, intensifiant la concurrence avec d’autres usages stratégiques tels que l’électronique et l’investissement. Ce déséquilibre entre l’offre et la demande a fait grimper les coûts et comprimé les marges des fabricants de modules solaires. »

Oxydation du cuivre : le calendrier et les barrières techniques à l’adoption solaire

Le cuivre apparaît comme le candidat naturel pour remplacer l’argent dans la métallisation des cellules solaires. Ce métal rouge coûte bien moins cher et bénéficie d’une chaîne d’approvisionnement diversifiée et robuste. Actuellement, une once troy de cuivre se négocie à environ 1/22 000e du prix de l’argent, créant d’énormes incitations économiques à la substitution. Cependant, cet avantage s’accompagne de responsabilités techniques importantes.

Contrairement à l’argent, le cuivre présente des tendances naturelles à s’oxyder, en particulier lorsqu’il est exposé à la chaleur, à l’humidité et à une UV prolongée. Le calendrier d’oxydation constitue un véritable défi d’ingénierie. L’oxyde de cuivre se forme relativement rapidement dans les conditions de fabrication — accélérant encore lors du traitement thermique à haute température requis pour les cellules TOPCon (Tunnel Oxide Passivated Contact), la technologie actuellement dominante dans l’industrie. Cette oxydation dégrade la conductivité électrique du cuivre et compromet la fiabilité à long terme, ce qui peut réduire la durée de vie et l’efficacité des modules solaires sur leur période opérationnelle de 25-30 ans.

« Bien que sa conductivité soit légèrement inférieure, le cuivre est beaucoup plus abondant, moins cher et soutenu par une chaîne d’approvisionnement plus diversifiée », déclare Di Giacomo. « Ces caractéristiques en font une option attrayante pour une industrie cherchant à augmenter la production sans être confrontée à des goulets d’étranglement dans les matières premières critiques. Cependant, la question de la durabilité reste non résolue. »

Le défi de l’oxydation est moins problématique pour la technologie des cellules à contact arrière (BC), qui fonctionne à des températures de traitement plus basses comparé à l’architecture TOPCon. Cette distinction technique est cruciale : LONGi et d’autres fabricants poursuivant la fabrication de cellules BC rencontrent moins de difficultés liées au calendrier d’oxydation du cuivre. Des recherches menées par la société de conseil en énergie renouvelable Rinnovabili indiquent que les modules BC peuvent générer jusqu’à 11 pour cent de puissance supplémentaire sur leur durée de vie opérationnelle par rapport aux cellules TOPCon, tout en simplifiant l’intégration du cuivre.

Combien de temps le cuivre dure-t-il ? La question de la performance

Les avancées récentes dans la métallisation au cuivre offrent un optimisme croissant. De nouvelles générations de cellules métallisées au cuivre approchent des niveaux d’efficacité des conceptions traditionnelles à base d’argent. Dans certains cas, les fabricants rapportent des améliorations en résistance mécanique et en durabilité des modules — des facteurs cruciaux pour la performance à long terme dans des conditions environnementales exigeantes.

Les tests sur le terrain suggèrent que les ingénieurs parviennent à prolonger la durée de fonctionnement du cuivre grâce à des techniques avancées de passivation, des revêtements protecteurs et des paramètres de traitement modifiés. Ces innovations réduisent progressivement le risque d’oxydation qui, au départ, rendait le cuivre peu pratique. La convergence de ces améliorations laisse penser que le cuivre peut assurer une durée de vie de 25 ans ou plus, comme attendu pour les installations solaires commerciales, à condition que les fabricants mettent en œuvre des stratégies d’atténuation appropriées.

Implications du marché : Quand le cuivre remplacera-t-il l’argent dans toute l’industrie solaire ?

L’Institut de l’argent a rapporté en novembre 2025 que la demande industrielle en argent devrait diminuer de 2 pour cent en 2025, pour atteindre 665 millions d’onces. Notamment, la demande de l’industrie solaire en argent devrait chuter d’environ 5 pour cent, même si les installations PV mondiales atteignent des volumes record. Cette baisse reflète « une forte diminution de la quantité d’argent utilisée dans chaque module », selon l’analyse de l’institut.

« Une réduction soutenue de la demande en argent dans le secteur solaire pourrait fondamentalement modifier la dynamique du marché », avertit Di Giacomo. Cependant, la transition ne se fera pas du jour au lendemain. Molly Morgan, analyste principale chez CRU Group, indique que la technologie TOPCon devrait capter environ 70 pour cent du marché d’ici 2026. Les coûts de fabrication des cellules BC — la technologie la mieux adaptée à l’intégration du cuivre — n’atteindront pas la parité avec la production TOPCon avant la fin de la décennie.

Ce calendrier crée une fenêtre pour la coexistence des technologies. « Nous pourrions voir les deux technologies fonctionner en parallèle jusqu’en 2028-2030 », explique Morgan. Pendant cette période de transition, l’argent restera essentiel pour les lignes de production établies, tandis que les systèmes à base de cuivre prouveront progressivement leur fiabilité à long terme et leurs avantages en termes de coûts.

La question de l’oxydation reste en cours d’étude active, mais les premiers résultats indiquent que le cuivre peut offrir une durabilité acceptable lorsqu’il est correctement conçu. À mesure que les fabricants accumuleront des données sur la durée de performance des composants en cuivre dans des conditions réelles, la confiance dans la viabilité de ce matériau devrait se renforcer. Dans les 2 à 3 prochaines années, le défi du calendrier d’oxydation du cuivre devrait passer d’un obstacle fondamental à un problème d’ingénierie gérable, accélérant la transition de l’industrie loin de l’argent vers des matériaux plus durables et plus rentables.

Le pivot de l’industrie solaire vers le cuivre reflète à la fois une nécessité économique et une confiance technologique. La durée réelle de vie du cuivre dans les installations sur le terrain déterminera en fin de compte si cette transition réussira ou nécessitera une autre révolution matérielle.