Kaj so sončne celice TOPCon?
Proizvajalci fotovoltaičnih (PV) modulov vedno poskušajo najti nove, naprednejše alternative za povečanje učinkovitosti solarnih panelov. Izboljšanje učinkovitosti je mogoče doseči z inovativnimi tehnologijami izdelave celic in zdaj jih je nekaj tekmovalcev na trgu solarnih PV.
Najnovejši modulski trend pričakuje, da bo rast trga osredotočena na sončne celice HJT in TOPCon.
Poročilo Mednarodnega tehnološkega načrta za fotovoltaiko (ITRPV) za leto 2022 prikazuje nekaj pričakovanih trendov za naslednjih 10 let:
♦ PERCTehnologija sončnih celic (Pasivated Emitter Rear Contact) je trenutno vodilna na trgu s približno 75-odstotnim tržnim deležem. Toda napoved je, da se bo delež p-tipa mono-Si PERC celic zmanjšal na približno 10% v naslednjih 10 letih.
♦ N-tip TOPConTehnologija (Tunnel Oxide Passivated Contact) bo pridobila tržni delež s približno 10 % leta 2022 na 60 % leta 2033 in bo postala običajna vrsta silicijevih rezin. Predvideva se, da se bo največje povečanje zgodilo od leta 2024.
♦ HJT tipa N(Heterojunction sončne celice) naj bi se v naslednjih desetih letih povečal s približno 9 % (2023) na več kot 25 % delež. Implementacija celične tehnologije HJT ima še vedno težave zaradi višjih proizvodnih stroškov za sončne celice in nezdružljivosti proizvodne linije s trenutnimi tehnologijami. Ta postopek ne bo obravnavan v tem članku.
PERC tipa P proti TopCon tipa N
PERC tehnologija je stroškovno učinkovit kompromis med učinkovitostjo in množično proizvodnjo. Toda povečanje učinkovitosti solarnih panelov s to metodo poteka počasi. Današnji glavni moduli tipa P dosegajo učinkovitost okoli 21,4 %, ki se bo v naslednjih 10 letih povečala na 22,75 %.
Sončna celica TOPCon tipa N, nameščena v fotonapetostnem modulu, izgleda enako kot celica PERC. Sončne celice tipa P in N so izdelane iz silicijeve rezine. Razlika med njima je v načinu, kako so rezine dopirane s kemikalijami za izboljšanje proizvodnje električne energije.
Na kratko, celice tipa P so dopirane z borom, medtem ko so celice tipa N dopirane s fosforjem. V primerjavi s tem se fosfor razgradi manj kot bor, če je izpostavljen kisiku. Poleg tega dodajanje fosforja rezini doda proste elektrone, kar poveča učinkovitost.
Torej lahko moduli, ki temeljijo na N-tipu, dosežejo večjo učinkovitost. Današnja učinkovitost blizu 22,5 % se bo po ocenah v naslednjih 10 letih povečala na približno 24 %.
Težava pri proizvodnem procesu tipa N je, da je še vedno dražji.
Prednosti TOPCon tehnologije?
1- Proizvodni proces
Module TOPCon je mogoče izdelati s praktično enakimi stroji kot module tipa P, kar pomeni, da uporaba celic TOPCon proizvajalcem ne zahteva velikih kapitalskih vložkov.
2- Večja učinkovitost
Po podatkih inštituta Fraunhofer ISE lahko izkoristki presežejo 25 %. Največja teoretična učinkovitost celice PERC je okoli 24 %.
3- Nižja razgradnja
Moduli TOPCon imajo nižjo moč degradacije moči v prvem letu in v 30 letih uporabe PV panelov v primerjavi s PERC paneli.
4- Nižji temperaturni koeficient
Celice TOPCon imajo boljšo odpornost na ekstremne vremenske razmere.
5- Stopnja bifacialnosti
Bifacialni faktor za fotonapetostne module PERC je bil ugotovljen v povprečju okoli 70 % v primerjavi z do 85 % za panele TOPCon. Zberejo več energije na zadnji strani v primerjavi z bifacialnimi moduli PERC, kar je ugodno za zemeljske komunalne projekte. Estetsko so lahko tudi privlačnejši od solarnih panelov PERC.
6- Zmogljivost pri šibki svetlobi
Moduli TOPcon imajo višjo učinkovitost v slabih svetlobnih pogojih, kar podaljša obdobje proizvodnje električne energije čez dan in izboljša delovanje napeljave skozi čas.
Slabosti TOPCon tehnologije?
Ena od glavnih težav celic TOPCon v primerjavi s celicami PERC je, da potrebujejo večjo količino srebra (Ag) za proizvodnjo.
Tako TOPCon kot PERC med proizvodnjo uporabljata srebrno pasto. Vendar TOPCon uporablja srebrno pasto na obeh straneh celic. To pomeni, da stroški nikoli ne bodo nižji od stroškov PERC.
Novi proizvodni procesi so lahko učinkoviti pri zmanjševanju zahtevane količine srebra, hkrati pa zagotavljajo podobno ali večjo učinkovitost. Nižji stroški bodo v zameno omogočili, da bo ta tehnologija prišla na trg po razumnih cenah.
Obstajajo še druga tehnična vprašanja, omenjena drugje: usedanje bora, različne zahteve glede pogojev čistih prostorov, ki morajo biti izpolnjeni, in nezmožnost trenutnega selektivnega oddajnika, da se uporabi za sprednji oddajnik TOPCon. Ta vprašanja presegajo obseg tega članka.
