Šta su TOPCon solarne ćelije?
Proizvođači fotonaponskih (PV) modula uvijek pokušavaju pronaći nove, naprednije alternative za povećanje efikasnosti solarnih panela. Poboljšanja efikasnosti mogu se postići inovativnim tehnologijama proizvodnje ćelija, a sada se nekoliko takmiči na solarnom PV tržištu.
Najnoviji trend modula očekuje da će rast tržišta biti usredsređen na HJT i TOPCon solarne ćelije.
Izvještaj iz Međunarodnog tehnološkog plana puta za fotonaponsku električnu energiju (ITRPV) za 2022. pokazuje neke očekivane trendove za sljedećih 10 godina:
♦ PERC(Pasivirani emiter stražnji kontakt) tehnologija solarnih ćelija trenutno je lider na tržištu sa tržišnim udjelom od oko 75%. Ali predviđa se da će se udio p-tipa mono-Si PERC ćelija smanjiti na oko 10% u narednih 10 godina.
♦ N-tip TOPCon(Tunel Oxide Passivated Contact) tehnologija će dobiti tržišni udio od oko 10% u 2022. do 60% u 2033., postajući glavni tip silikonske pločice. Predviđa se da će se najveće povećanje dogoditi od 2024.
♦ N-tip HJT(Heterojuction solarne ćelije) se očekuje da će porasti sa oko 9% (2023.) na preko 25% udjela u narednih deset godina. Implementacija HJT ćelijske tehnologije i dalje trpi poteškoće zbog većih troškova proizvodnje solarnih ćelija i nekompatibilne proizvodne linije sa trenutnim tehnologijama. Ovaj proces neće biti pokriven u ovom članku.
P-tip PERC vs N-tip TopCon
PERC tehnologija je isplativ kompromis između efikasnosti i masovne proizvodnje. Ali povećanje efikasnosti solarnih panela korištenjem ove metode odvija se sporo. Današnji mainstream moduli tipa P dostižu efikasnost od oko 21,4% koja će se povećati na 22,75% u narednih 10 godina.
TopCon solarna ćelija N tipa instalirana u PV modulu izgleda identično PERC ćeliji. Solarne ćelije tipa P i N su napravljene od silikonske pločice. Razlika između njih leži u načinu na koji su oblatne dopirane hemikalijama kako bi se poboljšala proizvodnja električne energije.
Ukratko, ćelije P-tipa su dopirane borom, dok su ćelije N-tipa dopirane fosforom. Komparativno, fosfor se razgrađuje manje od bora kada je izložen kiseoniku. Osim toga, dopiranje fosforom dodaje slobodne elektrone pločici, što povećava efikasnost.
Dakle, moduli zasnovani na N-tipu mogu postići veću efikasnost. Današnja efikasnost od blizu 22,5% će se, prema procjenama, povećati do 24% u narednih 10 godina.
Problem sa proizvodnim procesom tipa N je taj što je još uvijek skuplji.
Prednosti TOPCon tehnologije?
1- Proces proizvodnje
TOPCon moduli se mogu proizvoditi sa praktično istim mašinama kao i moduli tipa P, što znači da upotreba TOPCon ćelija ne zahteva velika kapitalna ulaganja za proizvođače.
2- Veća efikasnost
Prema Fraunhofer ISE institutu, efikasnost može ići preko 25%. Maksimalna teorijska efikasnost PERC ćelija je oko 24%.
3- Niža degradacija
TOPCon moduli imaju manju snagu degradacije snage tokom prve godine i tokom 30 godina upotrebe PV panela u poređenju sa PERC panelima.
4- Niži temperaturni koeficijent
TOPCon ćelije imaju bolju otpornost na ekstremne vremenske prilike.
5- Stopa bifacijalnosti
Bifacijalni faktor za PERC PV module je u prosjeku utvrđen na oko 70% u poređenju sa do 85% za TOPCon panele. Oni prikupljaju više energije sa stražnje strane u poređenju sa PERC bifacijalnim modulima, što je povoljno za komunalne projekte koji se postavljaju na zemlju. Estetski, oni također mogu biti privlačniji od PERC solarnih panela.
6- Performanse pri slabom osvjetljenju
TOPcon moduli imaju veću efikasnost u uslovima slabog osvetljenja, što produžava period proizvodnje električne energije tokom dana i poboljšava performanse instalacije tokom vremena.
Nedostaci TOPCon tehnologije?
Jedan od glavnih problema TOPCon ćelija u poređenju sa PERC ćelijama je da im je potrebna veća količina srebra (Ag) za proizvodnju.
I TOPCon i PERC koriste srebrnu pastu tokom 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 efikasni u smanjenju potrebne količine srebra, a da pritom daju sličnu ili veću efikasnost. Niži troškovi će zauzvrat omogućiti da ova tehnologija dođe na tržište po razumnim cijenama.
Postoje i drugi tehnički problemi pomenuti na drugom mestu: taloženje bora, različiti zahtevi za uslove čiste sobe koji moraju biti ispunjeni i nemogućnost trenutnog selektivnog emitera da se primeni na TOPCon prednji emiter. Ova pitanja su izvan okvira ovog članka.
