Was ist die TOPCon-Solarmodultechnologie?

Während die PERC-Technologie (Passivated Emitter Rear Contact) in der Herstellung von Solarmodulen allgegenwärtig geworden ist, wird erwartet, dass sich ein anderer Prozess als Top-Anwärter herausstellt. TOPCon, oder Tunneloxid-passivierter Kontakt, wurde 2013 vom Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme in Deutschland in der Branche eingeführt und wird seit mindestens 2019 von etablierten chinesischen Herstellern verwendet. Es verbindet eine Tunneloxidschicht mit einer PERC-Solarzelle Rekombinationsverluste reduzieren und die Zelleffizienz steigern.

In wenigen zusätzlichen Schritten macht TOPCon eine PERC-Zelle leistungsfähiger und effizienter.

Die reine PERC-Technologie hat eine theoretische Effizienzgrenze von etwa 24 %, die angibt, wie viel Sonnenenergie das Panel in nutzbaren Strom umwandeln kann. Um die Weiterentwicklung voranzutreiben, verwenden Hersteller daher eine fortschrittlichere „passivierte Kontakttechnologie“. LONGi gab im Jahr 2021 bekannt, dass es einen Wirkungsgrad von 25,21 % für bifaziale TOPCon-Zellen vom N-Typ erreicht habe, und einige Monate später erreichte JinkoSolar einen Wirkungsgrad von 25,4 %.

Die schrittweisen Effizienzsteigerungen von TOPCon wurden im Jahr 2022 fortgesetzt: Trina Solar erreichte im März mit der größten 210-mm-Zellengröße einen Wirkungsgrad von 25,5 %. Das Unternehmen hat noch kein TOPCon-Produkt auf den nordamerikanischen Markt gebracht, aber die Innovation könnte aufgrund der leichten Zuwächse von TOPCon bei der Zelleffizienz und -zuverlässigkeit bald die westlichen Küsten erreichen, sagte Zixuan (Rocky) Li, Produktmanager bei Trina Solar.

„Eine höhere Effizienz ermöglicht es dem Panel, mehr Energie pro Flächeneinheit zu gewinnen“, sagte er. TOPCon hat eine „Bifazialität“-Rate von 80 % im Vergleich zu 70 % bei PERC, wodurch TOPCon-Module „im Vergleich zu bifazialen PERC-Modulen mehr Energie von der Rückseite gewinnen können, was für bodenmontierte Versorgungsprojekte günstig ist“, sagte Li.

Diese Zellfortschritte sind bei PERC-Zellen im Vergleich zu brandneuen Herstellungsprozessen relativ einfach zu erreichen. PERC fügt auf der Rückseite gewöhnlicher Solarzellen einen passivierten Film hinzu, um mehr Licht zu absorbieren, das möglicherweise die ursprüngliche Zelloberfläche passiert hat. TOPCon nimmt denselben PERC-Film und fügt darüber eine ultradünne Oxidschicht als weitere Barriere zur Eindämmung nicht absorbierten Lichts hinzu.

Im Vergleich zur Heterojunction-Technologie (HJT), die kristallines Silizium und eine amorphe Silizium-Dünnschicht in einer Hochleistungs-Hybridsolarzelle kombiniert und einen völlig anderen Herstellungsprozess erfordert, ist das Hinzufügen einer Oxidschicht zu einer PERC-Zelle eine einfachere Fertigungsverbesserung.

„TOPCon fügt der Zelle eine zusätzliche Tunneloxid-Passivierungsschicht hinzu, kann aber zu einem relativ geringen Teil der Gesamtkosten zu bestehenden PERC-Linien hinzugefügt werden“, sagte Adam Detrick, Direktor für Produktmanagement und technische Dienste der US-Abteilung von JinkoSolar. „Die zusätzlichen Effizienz- und Energieertragsvorteile von TOPCon machen es zu den niedrigsten Nettokapitalkosten im Vollausbau.“

Detrick sagte, JinkoSolar konzentriere sich auf den Ausbau der n-Typ-TOPCon-Kapazität als Primärzellenangebot, da TOPCon in den nächsten fünf Jahren die führende passivierte Zelltechnologie auf dem Markt sei.

„TOPCon bietet die beste Kombination aus Effizienz und Zuverlässigkeit im Verhältnis zu den Investitionskosten und passt problemlos in bestehende Moduldesignparameter“, sagte er. „Es gibt andere n-Typ-Technologien wie HJT und IBC, aber ihre exotischere Zellarchitektur bedeutet, dass sie einzigartige Zelllinien mit viel höheren Kapitalkosten erfordern.“

Die Branche kann damit rechnen, dass TOPCon schnell ebenso allgegenwärtig sein wird wie PERC auf dem Markt für kristalline Silizium-Solarsysteme, sobald die Hersteller bereit sind, ihre Produktionslinien zu aktualisieren.

Um mehr über Informationen zur Solarenergiebranche zu erfahren, folgen Sie bitteXiamen Egret Solar New Energy Technology Co., Ltd.