Что такое солнечные элементы TOPCon?

Производители фотоэлектрических (PV) модулей постоянно работают над поиском новых, более совершенных альтернатив для повышения эффективности солнечных панелей. Эффективность можно повысить за счет инновационных технологий производства элементов, и сейчас на рынке солнечных фотоэлектрических систем есть несколько претендентов.

Последние тенденции в области модулей предполагают, что рост рынка будет сосредоточен на HJT и Солнечные элементы TOPCon.

В отчете Международной технологической дорожной карты фотоэлектрической энергетики (ITRPV) за 2022 год показаны некоторые ожидаемые тенденции на ближайшие 10 лет:

❖ Технология солнечных батарей PERC (пассивированный задний контакт эмиттера) в настоящее время лидирует на рынке с долей рынка около 75%. Однако ожидается, что доля p-типа монокристаллический PERC клеток упадет примерно до 10% в ближайшие 10 лет.

❖ Доля рынка N-тип Технология TOPCon (туннельный оксидно-пассивированный контакт) увеличится примерно с 10% в 2022 году до 60% в 2033 году, став основным типом кремниевых пластин. Ожидается, что наибольший рост начнется в 2024 году.

❖ Ожидается, что в следующем десятилетии доля HJT N-типа (солнечные элементы с гетеропереходом) увеличится примерно с 9% (2023 г.) до более чем 25%. Внедрение технологии гетеропереходных элементов по-прежнему сталкивается с трудностями из-за высокой стоимости производства солнечных элементов и несовместимости производственных линий с существующими технологиями.

PERC P-типа и TopCon N-типа

Технология PERC представляет собой экономически выгодный компромисс между эффективностью и крупномасштабным производством. Но повышение эффективности солнечных панелей с использованием этого подхода происходит медленно. Текущая эффективность основных модулей P-типа составляет около 21,4% и увеличится до 22,75% в ближайшие 10 лет.

Солнечные элементы TOPCon N-типа, установленные в фотоэлектрических модулях, внешне идентичны элементам PERC. Солнечные элементы как P-типа, так и N-типа изготавливаются из кремниевых пластин. Разница между ними заключается в способе легирования пластин химическими веществами для увеличения количества вырабатываемой электроэнергии.

Проще говоря, ячейки P-типа легированы бором, а ячейки N-типа — фосфором. Напротив, фосфор разлагается меньше, чем бор, под воздействием кислорода. Кроме того, легирование фосфором может добавлять к пластине свободные электроны, тем самым повышая эффективность.

Следовательно, модули на основе N-типа могут достичь более высокой эффективности. Предполагается, что эффективность, которая в настоящее время составляет около 22,5%, увеличится примерно до 24% в течение следующих 10 лет.

Проблема производственного процесса N-типа заключается в том, что он все еще относительно дорог.

В чем преимущества технологии TOPCon?

1. Процесс производства

Модули TOPCon могут быть изготовлены практически на тех же станках, что и модули P-типа, а это означает, что использование ячеек TOPCon не требует от производителей больших инвестиций.

2. Более высокая эффективность

По данным института Fraunhofer ISE, эффективность может превышать 25%. Максимальная теоретическая эффективность ячеек PERC составляет примерно 24%.

3. Снизить скорость деградации

По сравнению с панелями PERC, модули TOPCon имеют меньшее снижение мощности в течение первого года и 30 лет срока службы фотоэлектрических панелей.

4. Более низкий температурный коэффициент

Аккумуляторы TOPCon обладают большей устойчивостью к экстремальным погодным условиям.

5. Двусторонний тариф

Двусторонний коэффициент фотоэлектрических модулей PERC составляет в среднем около 70%, тогда как двусторонний коэффициент двусторонних панелей TOPCon достигает 85%. Они улавливают больше энергии сзади, чем двусторонние модули PERC, что полезно для наземных коммунальных проектов. Они также более привлекательны с эстетической точки зрения, чем солнечные панели PERC.

6. Работа при слабом освещении

Модули TOPcon более эффективны в условиях низкой освещенности, увеличивая выработку электроэнергии в течение дня и улучшая производительность установки с течением времени.