Hva er TOPCon-solceller?
Produsenter av solcellemoduler (PV) prøver alltid å finne nye, mer avanserte alternativer for å øke effektiviteten av solcellepaneler. Effektivitetsforbedringer kan oppnås med innovative celleproduksjonsteknologier, og nå er det noen få som konkurrerer på solcellemarkedet.
Den siste modultrenden forventer at markedsveksten vil være sentrert om HJT og TOPCon solceller.
2022-rapporten fra International Technology Roadmap for Photovoltaic (ITRPV) viser noen forventede trender for de neste 10 årene:
♦ PERC(Passivated Emitter Rear Contact) solcelleteknologi er i dag markedsleder med en markedsandel på rundt 75 %. Men prognosen er at andelen av p-type mono-Si PERC-celler vil avta til omtrent 10 % i løpet av de neste 10 årene.
♦ N-type TOPCon(Tunnel Oxide Passivated Contact)-teknologi vil få markedsandeler fra omtrent 10 % i 2022 til 60 % i 2033, og bli den vanlige silisiumwafertypen. Det er spådd at den største økningen vil skje fra 2024.
♦ N-type HJT(Heterojunction solceller) forventes å øke fra ca. 9 % (2023) til over 25 % andel i løpet av de neste ti årene. Implementeringen av HJT-celleteknologi lider fortsatt av vanskeligheter på grunn av de høyere produksjonskostnadene for solceller og den inkompatible produksjonslinjen med dagens teknologier. Denne prosessen dekkes ikke i denne artikkelen.
P-type PERC vs N-type TopCon
PERC-teknologi er et kostnadseffektivt kompromiss mellom effektivitet og masseproduksjon. Men å øke effektiviteten av solcellepaneler ved å bruke denne metoden skjer sakte. Dagens ordinære P-type moduler når effektivitet på rundt 21,4 % som vil øke til 22,75 % i løpet av de neste 10 årene.
En N-type TOPCon solcelle installert i en PV-modul ser identisk ut som en PERC-celle. P-type og N-type solceller er begge laget av en silisiumplate. Forskjellen mellom dem ligger i måten oblatene er dopet med kjemikalier for å forbedre strømproduksjonen.
I et nøtteskall er P-type celler dopet med bor, mens N-type celler er dopet med fosfor. Til sammenligning brytes fosfor ned mindre enn bor når det utsettes for oksygen. I tillegg tilfører fosfordoping frie elektroner til waferen, noe som øker effektiviteten.
Så N-type baserte moduler kan oppnå høyere effektivitet. Dagens effektivitet på nær 22,5 % vil øke opp til 24 % eller så innen de neste 10 årene ifølge estimater.
Problemet med N-type produksjonsprosessen er at den fortsatt er dyrere.
Fordeler med TOPCon-teknologi?
1- Produksjonsprosess
TOPCon-moduler kan produseres med praktisk talt de samme maskinene som P-type-moduler, noe som betyr at bruk av TOPCon-celler ikke krever høye kapitalinvesteringer for produsenter.
2- Høyere effektivitet
Ifølge Fraunhofer ISE-instituttet kan effektiviteten gå utover 25 %. PERC-celle maksimal teoretisk effektivitet er rundt 24%.
3- Lavere degradering
TOPCon-moduler har en lavere effektnedbrytningseffekt i løpet av det første året og i løpet av de 30 årene med bruk av PV-paneler, sammenlignet med PERC-paneler.
4- Lavere temperaturkoeffisient
TOPCon-celler har bedre motstand mot ekstreme værscenarier.
5- Bifaciality rate
Bifacial-faktoren for PERC PV-moduler er i gjennomsnitt bestemt til å være rundt 70 % sammenlignet med opptil 85 % for TOPCon-paneler. De samler mer energi fra baksiden sammenlignet med PERC bifacial-moduler, som er gunstig for bakkemonterte hjelpeprosjekter. Estetisk sett kan de også være mer attraktive enn PERC solcellepaneler.
6- Ytelse for lite lys
TOPcon-moduler har en høyere effektivitet i dårlige lysforhold, noe som forlenger strømproduksjonsperioden i løpet av dagen og forbedrer ytelsen til installasjonen over tid.
Ulemper med TOPCon-teknologi?
Et av hovedproblemene med TOPCon-celler sammenlignet med PERC-celler er at de krever en større mengde sølv (Ag) for produksjon.
Både TOPCon og PERC bruker sølvpasta under produksjonen. TOPCon bruker imidlertid sølvpasta på begge sider av cellene. Dette betyr at kostnadene aldri blir lavere enn for PERC.
Nye produksjonsprosesser kan være effektive for å redusere den nødvendige mengden sølv, samtidig som de leverer tilsvarende eller høyere effektivitet. Lavere kostnader vil til gjengjeld gjøre at denne teknologien kommer ut på markedet til rimelige priser.
Det er andre tekniske problemer nevnt andre steder: boravsetning, ulike krav til rene romforhold som må oppfylles, og den aktuelle selektive emitterens manglende evne til å gjelde TOPCon frontemitter. Disse problemene er utenfor rammen av denne artikkelen.
