Čo sú to solárne články TOPCon?

Výrobcovia fotovoltaických (PV) modulov sa vždy snažia nájsť nové, pokročilejšie alternatívy na zvýšenie účinnosti solárnych panelov. Zlepšenie efektívnosti možno dosiahnuť inovatívnymi technológiami výroby článkov a teraz je na trhu solárnych PV niekoľko súťažiacich.

Najnovší trend modulov predpokladá, že rast trhu sa bude sústreďovať na solárne články HJT a TOPCon.

Správa z roku 2022 z International Technology Roadmap for Photovoltaic (ITRPV) ukazuje niektoré očakávané trendy na nasledujúcich 10 rokov:

♦ PERCTechnológia solárnych článkov (Pasivated Emitter Rear Contact) je v súčasnosti lídrom na trhu s podielom na trhu približne 75 %. Prognóza je však taká, že podiel mono-Si PERC buniek typu p sa v priebehu nasledujúcich 10 rokov zníži na približne 10 %.

♦ TOPCon typu NTechnológia (Tunnel Oxide Passivated Contact) získa podiel na trhu z približne 10 % v roku 2022 až na 60 % v roku 2033, čím sa stane bežným typom kremíkových plátkov. Predpokladá sa, že najväčší nárast nastane od roku 2024.

♦ HJT typu NOčakáva sa, že podiel (Heterojunction solar cells) vzrastie z približne 9 % (2023) na viac ako 25 % v priebehu nasledujúcich desiatich rokov. Implementácia technológie článkov HJT stále trpí problémami z dôvodu vyšších výrobných nákladov na solárne články a nekompatibilnej výrobnej linky so súčasnými technológiami. Tento proces nebude uvedený v tomto článku.

PERC typu P vs. TopCon typu N

Technológia PERC je cenovo výhodným kompromisom medzi efektívnosťou a hromadnou výrobou. Ale zvyšovanie účinnosti solárnych panelov pomocou tejto metódy sa deje pomalým tempom. Dnešné bežné moduly typu P dosahujú účinnosť okolo 21,4 %, ktorá sa v priebehu nasledujúcich 10 rokov zvýši na 22,75 %.

Solárny článok TOPCon typu N inštalovaný vo FV module vyzerá rovnako ako článok PERC. Solárne články typu P a typu N sú vyrobené z kremíkového plátku. Rozdiel medzi nimi spočíva v spôsobe, akým sú oblátky dopované chemikáliami na zlepšenie výroby elektriny.

Stručne povedané, bunky typu P sú dopované bórom, zatiaľ čo bunky typu N sú dopované fosforom. V porovnaní s tým sa fosfor pri vystavení kyslíku degraduje menej ako bór. Navyše dopovanie fosforom pridáva voľné elektróny do plátku, čo zvyšuje účinnosť.

Moduly typu N teda môžu dosiahnuť vyššiu efektivitu. Dnešná efektívnosť takmer 22,5 % sa podľa odhadov v priebehu nasledujúcich 10 rokov zvýši až na približne 24 %.

Problémom výrobného procesu typu N je, že je stále drahší.

Výhody technológie TOPCon?

1- Výrobný proces

Moduly TOPCon je možné vyrábať prakticky na rovnakých strojoch ako moduly typu P, čo znamená, že použitie článkov TOPCon nevyžaduje pre výrobcov vysoké kapitálové investície.

2- Vyššia efektivita

Podľa inštitútu Fraunhofer ISE môže účinnosť prekročiť 25 %. Maximálna teoretická účinnosť článku PERC je okolo 24 %.

3- Nižšia degradácia

Moduly TOPCon majú nižší výkon pri degradácii výkonu počas 1. roku a počas 30 rokov používania FV panelov v porovnaní s panelmi PERC.

4- Nižší teplotný koeficient

Články TOPCon majú lepšiu odolnosť voči extrémnym poveternostným scenárom.

5- Miera obojstrannosti

Bifaciálny faktor pre PERC PV moduly bol stanovený v priemere na približne 70 % v porovnaní s až 85 % pre panely TOPCon. Zhromažďujú viac energie zo zadnej strany v porovnaní s bifaciálnymi modulmi PERC, čo je výhodné pre pozemné projekty. Esteticky môžu byť aj atraktívnejšie ako solárne panely PERC.

6- Výkon pri slabom osvetlení

Moduly TOPcon majú vyššiu účinnosť pri slabom osvetlení, čo predlžuje dobu výroby elektriny počas dňa a zlepšuje výkon inštalácie v priebehu času.

Nevýhody technológie TOPCon?

Jedným z hlavných problémov článkov TOPCon v porovnaní s článkami PERC je, že na výrobu vyžadujú väčšie množstvo striebra (Ag).

TOPCon aj PERC používajú pri výrobe striebornú pastu. TOPCon však používa striebornú pastu na oboch stranách článkov. To znamená, že náklady nikdy neklesnú nižšie ako náklady na PERC.

Nové výrobné procesy môžu byť účinné pri znižovaní požadovaného množstva striebra, pričom stále poskytujú podobnú alebo vyššiu účinnosť. Nižšie náklady na oplátku umožnia tejto technológii dostať sa na trh za rozumné ceny.

Na inom mieste sú uvedené ďalšie technické problémy: usadzovanie bóru, rôzne požiadavky na podmienky čistých priestorov, ktoré musia byť splnené, a nemožnosť súčasného selektívneho žiariča aplikovať na predný žiarič TOPCon. Tieto problémy presahujú rámec tohto článku.