Що таке сонячні батареї TOPCon?
Виробники фотоелектричних (PV) модулів завжди намагаються знайти нові, більш просунуті альтернативи для підвищення ефективності сонячних панелей. Підвищення ефективності можна досягти за допомогою інноваційних технологій виробництва елементів, і зараз на ринку сонячних фотоелектричних пристроїв конкурує декілька таких.
Остання тенденція модуля передбачає, що зростання ринку буде зосереджено на сонячних елементах HJT і TOPCon.
Звіт за 2022 рік від Міжнародної технологічної дорожньої карти для фотоелектричних (ITRPV) показує деякі очікувані тенденції на наступні 10 років:
♦ PERCТехнологія сонячних батарей (Пасивований задній контакт випромінювача) наразі є лідером ринку з часткою ринку близько 75%. Але прогноз полягає в тому, що частка моно-Si PERC-елементів p-типу знизиться приблизно до 10% протягом наступних 10 років.
♦ N-тип TOPConТехнологія (Tunnel Oxide Passivated Contact) збільшить частку ринку з приблизно 10% у 2022 році до 60% у 2033 році, ставши основним типом кремнієвих пластин. Прогнозується, що найбільше зростання відбудеться з 2024 року.
♦ HJT N-типуОчікується, що протягом наступних десяти років частка (гетероперехідних сонячних елементів) зросте з приблизно 9% (2023) до понад 25%. Впровадження технології осередків HJT все ще відчуває труднощі через вищі витрати на виробництво сонячних елементів і несумісність виробничої лінії з поточними технологіями. Цей процес не розглядатиметься в цій статті.
P-тип PERC проти N-типу TopCon
Технологія PERC є економічно ефективним компромісом між ефективністю та масовим виробництвом. Але підвищення ефективності сонячних панелей за допомогою цього методу відбувається повільно. Сьогодні основні модулі P-типу досягають ефективності близько 21,4%, яка зросте до 22,75% протягом наступних 10 років.
Сонячна батарея TOPCon типу N, встановлена в фотоелектричному модулі, виглядає ідентично елементу PERC. Сонячні елементи P-типу та N-типу виготовляються з кремнієвої пластини. Різниця між ними полягає в тому, як пластини леговані хімічними речовинами для покращення виробництва електроенергії.
У двох словах, клітини P-типу леговані бором, тоді як клітини N-типу леговані фосфором. Порівняно, фосфор розкладається менше, ніж бор під дією кисню. Крім того, допування фосфором додає пластині вільні електрони, що підвищує ефективність.
Отже, модулі на основі N-типу можуть досягти вищої ефективності. Згідно з оцінками, сьогоднішній ККД, що становить близько 22,5%, зросте приблизно до 24% протягом наступних 10 років.
Проблема процесу виробництва N-типу полягає в тому, що він все ще дорожчий.
Переваги технології TOPCon?
1- Виробничий процес
Модулі TOPCon можуть бути виготовлені практично на тих же машинах, що і модулі типу P, що означає, що використання комірок TOPCon не вимагає від виробників великих капіталовкладень.
2- Вища ефективність
За даними інституту Fraunhofer ISE, ефективність може перевищувати 25%. Максимальна теоретична ефективність комірки PERC становить близько 24%.
3- Нижче погіршення якості
Модулі TOPCon мають меншу потужність зниження потужності протягом 1-го року та протягом 30 років використання фотоелектричних панелей порівняно з панелями PERC.
4- Нижчий температурний коефіцієнт
Клітини TOPCon мають кращу стійкість до екстремальних погодних умов.
5- Коефіцієнт двосторонності
Встановлено, що двосторонній коефіцієнт для фотоелектричних модулів PERC становить у середньому близько 70% порівняно з 85% для панелей TOPCon. Вони збирають більше енергії із задньої сторони порівняно з двосторонніми модулями PERC, що є сприятливим для проектів наземного монтажу. Естетично вони також можуть бути привабливішими, ніж сонячні панелі PERC.
6- Ефективність при слабкому освітленні
Модулі TOPcon мають вищу ефективність в умовах слабкого освітлення, що подовжує період генерації електроенергії протягом дня та покращує продуктивність установки з часом.
Недоліки технології TOPCon?
Однією з головних проблем клітин TOPCon порівняно з клітинами PERC є те, що для їх виробництва потрібна більша кількість срібла (Ag).
І TOPCon, і PERC використовують срібну пасту під час виробництва. Однак TOPCon використовує срібну пасту з обох сторін комірок. Це означає, що витрати ніколи не будуть нижчими за PERC.
Нові виробничі процеси можуть бути ефективними для зменшення необхідної кількості срібла, забезпечуючи однакову або вищу ефективність. Натомість менші витрати дозволять цій технології вийти на ринок за розумними цінами.
Існують інші технічні проблеми, згадані в іншому місці: осадження бору, різні вимоги до умов чистого приміщення, які повинні бути виконані, і нездатність поточного селективного випромінювача застосовуватися до переднього випромінювача TOPCon. Ці питання виходять за рамки цієї статті.
