Что такое солнечные элементы TOPCon?
Производители фотоэлектрических (PV) модулей всегда пытаются найти новые, более совершенные альтернативы для повышения эффективности солнечных панелей. Повышение эффективности может быть достигнуто за счет инновационных технологий производства элементов, и сейчас на рынке солнечных фотоэлектрических систем есть несколько конкурентов.
Последняя тенденция в области модулей предполагает, что рост рынка будет сосредоточен на солнечных элементах HJT и TOPCon.
В отчете Международной технологической дорожной карты фотоэлектрической энергетики (ITRPV) за 2022 год показаны некоторые ожидаемые тенденции на следующие 10 лет:
♦ ВЕРСТехнология солнечных батарей (пассивированный задний контакт эмиттера) в настоящее время является лидером рынка с долей рынка около 75%. Но прогноз таков, что доля моно-Si PERC-ячеек p-типа снизится примерно до 10% в течение следующих 10 лет.
♦ TOPCon N-типаТехнология (туннельно-оксидный пассивированный контакт) увеличит долю рынка примерно с 10% в 2022 году до 60% в 2033 году, став основным типом кремниевых пластин. Прогнозируется, что наибольший рост произойдет с 2024 года.
♦ HJT N-типаОжидается, что в течение следующих десяти лет доля (солнечных элементов с гетеропереходом) увеличится примерно с 9% (2023 г.) до более чем 25%. Внедрение технологии элементов HJT по-прежнему сталкивается с трудностями из-за более высоких затрат на производство солнечных элементов и несовместимости производственной линии с современными технологиями. Этот процесс не будет рассмотрен в этой статье.
PERC P-типа и TopCon N-типа
Технология PERC представляет собой экономически выгодный компромисс между эффективностью и массовым производством. Но повышение эффективности солнечных панелей с использованием этого метода происходит медленными темпами. Сегодняшние основные модули P-типа достигают эффективности около 21,4%, которая увеличится до 22,75% в течение следующих 10 лет.
Солнечный элемент TOPCon N-типа, установленный в фотоэлектрическом модуле, выглядит идентично элементу PERC. Солнечные элементы P-типа и N-типа изготовлены из кремниевой пластины. Разница между ними заключается в способе легирования пластин химическими веществами для улучшения выработки электроэнергии.
Короче говоря, ячейки P-типа легированы бором, а ячейки N-типа — фосфором. Для сравнения, фосфор разлагается меньше, чем бор, под воздействием кислорода. Кроме того, легирование фосфором добавляет к пластине свободные электроны, что повышает эффективность.
Таким образом, модули на основе N-типа могут достичь более высокой эффективности. По оценкам, сегодняшняя эффективность, составляющая около 22,5%, увеличится примерно до 24% в течение следующих 10 лет.
Проблема с процессом производства N-типа в том, что он все еще дороже.
Преимущества технологии TOPCon?
1- Производственный процесс
Модули TOPCon могут быть изготовлены практически на тех же машинах, что и модули P-типа, а это означает, что использование элементов TOPCon не требует от производителей больших капиталовложений.
2- Более высокая эффективность
По данным института Fraunhofer ISE, эффективность может превышать 25%. Максимальная теоретическая эффективность ячейки PERC составляет около 24%.
3- Снижение деградации
Модули TOPCon имеют меньшую мощность снижения мощности в течение 1-го года и в течение 30 лет использования фотоэлектрических панелей по сравнению с панелями PERC.
4- Нижний температурный коэффициент
Элементы TOPCon обладают большей устойчивостью к экстремальным погодным условиям.
5- Коэффициент двусторонности
Двусторонний коэффициент для фотоэлектрических модулей PERC в среднем составляет около 70% по сравнению с 85% для панелей TOPCon. Они собирают больше энергии с задней стороны по сравнению с двусторонними модулями PERC, что благоприятно для проектов наземного монтажа. Эстетически они также могут быть более привлекательными, чем солнечные панели PERC.
6- Производительность при слабом освещении
Модули TOPcon обладают более высокой эффективностью в условиях низкой освещенности, что продлевает период выработки электроэнергии в течение дня и со временем улучшает производительность установки.
Недостатки технологии TOPCon?
Одна из основных проблем ячеек TOPCon по сравнению с ячейками PERC заключается в том, что для их производства требуется большее количество серебра (Ag).
И TOPCon, и PERC при производстве используют серебряную пасту. Однако TOPCon использует серебряную пасту на обеих сторонах элементов. Это означает, что затраты никогда не будут ниже, чем у PERC.
Новые производственные процессы могут быть эффективными в снижении требуемого количества серебра, сохраняя при этом аналогичную или более высокую эффективность. Более низкие затраты, в свою очередь, позволят этой технологии выйти на рынок по разумным ценам.
В другом месте упоминаются и другие технические проблемы: осаждение бора, различные требования к условиям чистого помещения, которые необходимо соблюдать, и неспособность селективного излучателя тока применяться к переднему излучателю TOPCon. Эти вопросы выходят за рамки данной статьи.
