Što su TOPCon solarne ćelije?
Proizvođači fotonaponskih (PV) modula uvijek pokušavaju pronaći nove, naprednije alternative za povećanje učinkovitosti solarnih panela. Poboljšanja učinkovitosti mogu se postići inovativnim tehnologijama proizvodnje ćelija, a sada ih se nekoliko natječe na solarnom PV tržištu.
Najnoviji trend modula očekuje da će rast tržišta biti usmjeren na solarne ćelije HJT i TOPCon.
Izvješće za 2022. iz Međunarodnog tehnološkog plana za fotonapon (ITRPV) pokazuje neke očekivane trendove za sljedećih 10 godina:
♦ PERC(Passivated Emitter Rear Contact) tehnologija solarnih ćelija trenutno je vodeća na tržištu s tržišnim udjelom od oko 75%. Ali predviđa se da će se udio p-tipa mono-Si PERC ćelija smanjiti na oko 10% u sljedećih 10 godina.
♦ N-tip TOPCon(Tunnel Oxide Passivated Contact) tehnologija će dobiti tržišni udio od oko 10% u 2022. do 60% u 2033., postajući glavni tip silicijskih ploča. Predviđa se da će se najveći porast dogoditi od 2024.
♦ N-tip HJTOčekuje se da će se udio (heterospojnih solarnih ćelija) povećati s oko 9% (2023.) na preko 25% udjela u sljedećih deset godina. Implementacija tehnologije HJT ćelija još uvijek ima poteškoća zbog viših troškova proizvodnje solarnih ćelija i nekompatibilne proizvodne linije s trenutnim tehnologijama. Ovaj proces neće biti pokriven u ovom članku.
P-tip PERC naspram N-tip TopCon
PERC tehnologija je isplativ kompromis između učinkovitosti i masovne proizvodnje. Ali povećanje učinkovitosti solarnih panela pomoću ove metode događa se sporo. Današnji glavni moduli P-tipa postižu učinkovitost od oko 21,4% koja će se povećati na 22,75% u sljedećih 10 godina.
Solarna ćelija tipa N TOPCon ugrađena u PV modul izgleda identično PERC ćeliji. P-tip i N-tip solarne ćelije izrađene su od silikonske pločice. Razlika između njih leži u načinu na koji su pločice dopirane kemikalijama kako bi se poboljšala proizvodnja električne energije.
Ukratko, stanice tipa P dopirane su borom, dok su ćelije tipa N dopirane fosforom. Usporedno, fosfor se manje razgrađuje od bora kada je izložen kisiku. Osim toga, dopiranje fosforom dodaje slobodne elektrone pločici, što povećava učinkovitost.
Dakle, moduli temeljeni na N-tipu mogu postići veću učinkovitost. Prema procjenama, današnja učinkovitost od blizu 22,5% povećat će se do 24% u sljedećih 10 godina.
Problem s procesom proizvodnje N-tipa je taj što je još uvijek skuplji.
Prednosti TOPCon tehnologije?
1- Proces proizvodnje
Moduli TOPCon mogu se proizvoditi praktički istim strojevima kao i moduli P-tipa, što znači da korištenje TOPCon ćelija ne zahtijeva velika kapitalna ulaganja od proizvođača.
2- Veća učinkovitost
Prema institutu Fraunhofer ISE, učinkovitost može ići i preko 25%. Maksimalna teoretska učinkovitost PERC ćelije je oko 24%.
3- Niža degradacija
TOPCon moduli imaju manju snagu degradacije snage tijekom 1. godine i tijekom 30 godina korištenja PV panela, u usporedbi s PERC panelima.
4- Niži temperaturni koeficijent
TOPCon ćelije imaju bolju otpornost na ekstremne vremenske uvjete.
5- Stopa bifacialnosti
Utvrđeno je da bifacijalni faktor za PERC PV module u prosjeku iznosi oko 70% u usporedbi s do 85% za TOPCon panele. Oni skupljaju više energije sa stražnje strane u usporedbi s PERC bifacijalnim modulima, što je povoljno za projekte ugradnje na zemlju. Estetski, također mogu biti privlačniji od PERC solarnih panela.
6- Izvedba pri slabom osvjetljenju
TOPcon moduli imaju veću učinkovitost u uvjetima slabog osvjetljenja, što produljuje period proizvodnje električne energije tijekom dana i poboljšava performanse instalacije tijekom vremena.
Nedostaci TOPCon tehnologije?
Jedan od glavnih problema TOPCon ćelija u usporedbi s PERC ćelijama je da zahtijevaju veću količinu srebra (Ag) za proizvodnju.
I TOPCon i PERC koriste srebrnu pastu tijekom proizvodnje. Međutim, TOPCon koristi srebrnu pastu na obje strane ćelija. To znači da troškovi nikada neće biti niži od PERC-a.
Novi proizvodni procesi mogli bi biti učinkoviti u smanjenju potrebne količine srebra, a da i dalje pružaju sličnu ili veću učinkovitost. Niži troškovi, zauzvrat, omogućit će ovoj tehnologiji izlazak na tržište po razumnim cijenama.
Postoje i drugi tehnički problemi spomenuti drugdje: taloženje bora, različiti zahtjevi za uvjete čiste sobe koji moraju biti ispunjeni i nemogućnost trenutnog selektivnog emitera da se primijeni na TOPCon prednji emiter. Ta su pitanja izvan opsega ovog članka.
