Què són les cèl·lules solars TOPCon?
Els fabricants de mòduls fotovoltaics (PV) sempre estan intentant trobar noves alternatives més avançades per augmentar l'eficiència dels panells solars. Es poden aconseguir millores d'eficiència mitjançant tecnologies innovadores de fabricació de cèl·lules, i ara hi ha uns quants que competeixen al mercat fotovoltaic solar.
L'última tendència del mòdul espera que el creixement del mercat se centrarà en les cèl·lules solars HJT i TOPCon.
L'informe 2022 de International Technology Roadmap for Photovoltaic (ITRPV) mostra algunes tendències esperades per als propers 10 anys:
♦ PERC(Contacte posterior de l'emissor passivat) la tecnologia de cèl·lules solars és actualment el líder del mercat amb una quota de mercat al voltant del 75%. Però la previsió és que la proporció de cèl·lules PERC mono-Si de tipus p disminuirà al voltant del 10% en els propers 10 anys.
♦ TOPCon tipus NLa tecnologia (Tunnel Oxide Passivated Contact) guanyarà quota de mercat des d'un 10% el 2022 fins al 60% el 2033, convertint-se en el tipus d'hòsties de silici convencional. Es preveu que l'augment més gran es produirà a partir del 2024.
♦ HJT tipus N(Cèl·lules solars d'heterounió) s'espera que augmenti d'aproximadament el 9% (2023) a més del 25% en els propers deu anys. La implementació de la tecnologia de cèl·lules HJT encara pateix dificultats a causa dels majors costos de producció de les cèl·lules solars i la línia de producció incompatible amb les tecnologies actuals. Aquest procés no es tractarà en aquest article.
PERC de tipus P vs TopCon de tipus N
La tecnologia PERC és un compromís rendible entre l'eficiència i la producció en massa. Però l'augment de l'eficiència dels panells solars amb aquest mètode es produeix a un ritme lent. Els mòduls principals de tipus P d'avui assoleixen una eficiència al voltant del 21,4% que augmentarà fins al 22,75% en els propers 10 anys.
Una cèl·lula solar TOPCon de tipus N instal·lada en un mòdul fotovoltaic sembla idèntica a una cèl·lula PERC. Les cèl·lules solars de tipus P i de tipus N estan fetes d'una hòstia de silici. La diferència entre ells rau en la manera com les hòsties es dopen amb productes químics per millorar la producció d'electricitat.
En poques paraules, les cèl·lules de tipus P es dopen amb bor, mentre que les cèl·lules de tipus N es dopen amb fòsfor. En comparació, el fòsfor es degrada menys que el bor quan s'exposa a l'oxigen. A més, el dopatge de fòsfor afegeix electrons lliures a l'hòstia, la qual cosa augmenta l'eficiència.
Per tant, els mòduls basats en el tipus N poden assolir una major eficiència. Segons les estimacions, les eficiències actuals properes al 22,5% augmentaran fins a un 24% més o menys en els propers 10 anys.
El problema amb el procés de fabricació de tipus N és que encara és més car.
Avantatges de la tecnologia TOPCon?
1- Procés de fabricació
Els mòduls TOPCon es poden fabricar pràcticament amb les mateixes màquines que els mòduls de tipus P, la qual cosa significa que l'ocupació de cèl·lules TOPCon no requereix una gran inversió de capital per als fabricants.
2- Més eficiència
Segons l'institut Fraunhofer ISE, l'eficiència pot anar més enllà del 25%. L'eficiència teòrica màxima de la cèl·lula PERC és d'un 24%.
3- Menor degradació
Els mòduls TOPCon tenen una potència de degradació de potència menor durant el primer any i durant els 30 anys d'ús dels panells fotovoltaics, en comparació amb els panells PERC.
4- Coeficient de temperatura més baix
Les cèl·lules TOPCon tenen una millor resistència als escenaris meteorològics extrems.
5- Taxa de bifacialitat
S'ha determinat que el factor bifacial per als mòduls fotovoltaics PERC és de mitjana al voltant del 70% en comparació amb fins a un 85% per als panells TOPCon. Recapten més energia de la part posterior en comparació amb els mòduls bifacials PERC, la qual cosa és favorable per a projectes d'utilitat de muntatge a terra. Estèticament, també poden ser més atractius que els panells solars PERC.
6- Rendiment amb poca llum
Els mòduls TOPcon tenen una major eficiència en condicions de poca llum, la qual cosa allarga el període de generació d'electricitat durant el dia i millora el rendiment de la instal·lació al llarg del temps.
Desavantatges de la tecnologia TOPCon?
Un dels problemes principals de les cèl·lules TOPCon en comparació amb les cèl·lules PERC és que requereixen una quantitat més gran de plata (Ag) per a la producció.
Tant TOPCon com PERC utilitzen pasta de plata durant la producció. Tanmateix, TOPCon utilitza pasta de plata a banda i banda de les cèl·lules. Això vol dir que els costos mai seran inferiors als de PERC.
Els nous processos de fabricació poden ser efectius per reduir la quantitat necessària de plata, alhora que ofereixen eficiències similars o superiors. Uns costos més baixos, a canvi, permetran que aquesta tecnologia arribi al mercat a preus raonables.
Hi ha altres qüestions tècniques esmentades en altres llocs: la deposició de bor, diferents requisits per a les condicions de sala neta que s'han de complir i la incapacitat de l'emissor selectiu actual d'aplicar-se a l'emissor frontal TOPCon. Aquests problemes estan fora de l'abast d'aquest article.
