Die beste Kombination aus Effizienz und Zuverlässigkeit im Verhältnis zu den Kapitalkosten. Ist das so? Die TOPCon-Technologie (Tunnel Oxide Passivated Contact) wurde 2013 von einer deutschen Forschergruppe (Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme) erstmals in der Industrie eingeführt.
Es handelt sich um eine Art von Solarzellentechnologie, die darauf abzielt, die Effizienz von Solarzellen zu verbessern. Herkömmliche Solarzellen verwenden Metallkontakte, um den von der Zelle erzeugten Strom zu sammeln. Das Problem dabei ist, dass diese Kontakte auch einen Teil des einfallenden Lichts blockieren können. Dies führt zu einer Verringerung des Wirkungsgrads der Zelle.
Die TOPCon-Technologie löst dieses Problem durch die Verwendung einer dünnen Schicht aus isolierendem Material (einer Tunneloxidschicht) zwischen dem Metallkontakt und der Solarzelle. Diese Schicht schafft einen Tunnelübergang, der einen besseren Elektronentransport und -sammlung ermöglicht, was zu höheren Zellwirkungsgraden führt. Dank der Passivierung der Zelloberfläche mit einer dünnen Schicht aus Siliziumoxid wird auch die Rekombinationsrate der Elektronen verringert. TOPCon-Solarmodule sind daher auch bei schlechten Lichtverhältnissen leistungsfähiger. Dies macht sie ideal für den Einsatz in Gegenden mit weniger Sonnenlicht, wie z. B. in bewölkten oder schattigen Regionen.
Die dünne Oxidschicht schützt auch schützt die Zelle vor extremen Umwelteinflüssen wie Feuchtigkeit und Temperaturschwankungen, die im Allgemeinen zu einer Verschlechterung führen können. Dies bedeutet auch, dass die Technologie eine höhere Lebensdauer gewährleistet,da sie im Laufe der Zeit weniger anfällig für Degradation sind.
Die beste Kombination aus Effizienz und Zuverlässigkeit im Verhältnis zu den Kapitalkosten. Ist das so? Die TOPCon-Technologie (Tunnel Oxide Passivated Contact) wurde 2013 von einer deutschen Forschergruppe (Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme) erstmals in der Industrie eingeführt.
Es handelt sich um eine Art von Solarzellentechnologie, die darauf abzielt, die Effizienz von Solarzellen zu verbessern. Herkömmliche Solarzellen verwenden Metallkontakte, um den von der Zelle erzeugten Strom zu sammeln. Das Problem dabei ist, dass diese Kontakte auch einen Teil des einfallenden Lichts blockieren können. Dies führt zu einer Verringerung des Wirkungsgrads der Zelle.
Die TOPCon-Technologie löst dieses Problem durch die Verwendung einer dünnen Schicht aus isolierendem Material (einer Tunneloxidschicht) zwischen dem Metallkontakt und der Solarzelle. Diese Schicht schafft einen Tunnelübergang, der einen besseren Elektronentransport und -sammlung ermöglicht, was zu höheren Zellwirkungsgraden führt. Dank der Passivierung der Zelloberfläche mit einer dünnen Schicht aus Siliziumoxid wird auch die Rekombinationsrate der Elektronen verringert. TOPCon-Solarmodule sind daher auch bei schlechten Lichtverhältnissen leistungsfähiger. Dies macht sie ideal für den Einsatz in Gegenden mit weniger Sonnenlicht, wie z. B. in bewölkten oder schattigen Regionen.
Die dünne Oxidschicht schützt auch schützt die Zelle vor extremen Umwelteinflüssen wie Feuchtigkeit und Temperaturschwankungen, die im Allgemeinen zu einer Verschlechterung führen können. Dies bedeutet auch, dass die Technologie eine höhere Lebensdauer gewährleistet,da sie im Laufe der Zeit weniger anfällig für Degradation sind.
Heute liegt der Schwerpunkt in der Solarenergiebranche hauptsächlich auf der P-Typ (PERC)-Technologie, aber wie Prognosen und Experten auf der ganzen Welt nahelegen, befinden wir uns eindeutig in einem Übergang zu N-Typ-Technologien (HJT, IBC und TOPCon). Es ist zwar klar, dass IBC und HJT in Bezug auf den Wirkungsgrad sehr interessante Technologien sind, nicht aber in Bezug auf die Kompatibilität, wie bereits erwähnt. Die Investitionskosten für diese Technologien sind viel höher als für TOPCon, da sie eine völlig neue Produktionslinie erfordern. Die komplexen Herstellungsverfahren sind nicht mit der derzeitigen Industrie kompatibel, sodass der Übergang alles andere als reibungslos und budgetfreundlich ist. Gerade weil die derzeitige Industrie so sehr auf die PERC-Technologie und deren Effizienzvorteile fokussiert ist, ist die Umstellung auf TOPCon für die Industrie ein viel logischerer Schritt. Ein Schritt, den wir bereits getan haben!
Die derzeit herrschende Technologie in der Solarenergiebranche, bei der eine passivierte Schicht auf der Rückseite der Solarzellen verwendet wird, um mehr Licht zu absorbieren.
TOPCon kann in der Tat dieselbe PERC-Schicht verwenden, fügt aber die tunnelnde Oxidschicht hinzu, um nicht absorbiertes Licht einzuschließen und Rekombinationsverluste zu verringern. Mit nur wenigen zusätzlichen Schritten gelingt es TOPCon also, eine PERC-Solarzelle in eine wesentlich effizientere umzuwandeln. Aus diesem Grund hat diese Technologie die niedrigsten Nettokapitalkosten im vollen Maßstab. Sie kann relativ einfach in bestehende PERC-Anlagen integriert werden, ohne den Produktionsprozess zu sehr zu verändern.
Diese Technologie vereint die Vorteile zweier verschiedener Solarzellentypen in einer Hochleistungs-Hybridsolarzelle: kristallines Silizium und amorphes Silizium in Dünnschichttechnik. Sie bestehen aus dünnen Schichten aus n- und p-Typ-Silizium und einer dünnen Schicht aus amorphem Silizium dazwischen, die als intrinsische Schicht fungiert. Dies führt zu höheren Umwandlungswirkungsgraden und niedrigeren Rekombinationsraten.
HJT soll zwar die Leistung der PERC-Technologie übertreffen, erfordert aber ein völlig anderes Herstellungsverfahren. Und da PERC derzeit die am weitesten verbreitete Technologie in der Solarindustrie ist, ist die Umstellung nicht so einfach.
Die TOPCon-Technologie bietet der Industrie eine Lösung, da diese Paneele in Bezug auf Effizienz, Kosten, Haltbarkeit, Temperaturempfindlichkeit und Skalierbarkeit der Fertigung.
Diese Solarmodule verfügen über ein einzigartiges Design, um ihre Energieeffizienz zu erhöhen. Der Hauptunterschied besteht darin, dass sich die elektrischen Kontakte auf der Rückseite der Zelle befinden. Das Ergebnis? Die Menge des Sonnenlichts, die auf die Vorderseite des Moduls trifft, wird maximiert. IBC Solarmodule verwenden außerdem ein einzigartiges, ineinandergreifendes Design: Die positiven und negativen elektrischen Kontakte sind miteinander verflochten, was eine gleichmäßigere Verteilung des Stroms über das Modul ermöglicht. Dadurch werden Energieverluste verringert und der Gesamtwirkungsgrad des Moduls erhöht. IBC Solarmodule werden häufig in Hochleistungs-Solaranlagen für Privathaushalte und Unternehmen sowie in Forschungs- und Entwicklungsanwendungen eingesetzt.
Untersuchungen haben gezeigt, dass die Energieausbeute der bifacialen TOPCon-Module dank der höheren Bifacialrate und der niedrigeren Arbeitstemperatur immer noch besser ist als die der IBC-Solarmodule.
Auch die Branchenprognose zeigt dies deutlich. TOPCon wird im Jahr 2023 etwa 25 % der gesamten Branche ausmachen. Es wird erwartet, dass die Technologie in den kommenden Jahren enorm wachsen wird, bis auf 62 % im Jahr 2026. IBC liegt jedoch mit 4 % aufgrund der Nachteile bei der Skalierbarkeit noch im Hintertreffen. Das Gleiche gilt für HJT. Obwohl der Anteil dieser Technologie auf 10 % steigen soll, bleibt der Wachstumsprozess begrenzt.
In dieser N-Type-Ära ist es besser, sich auf eine Richtung zu konzentrieren: TOPCon. Daher wird sich unser Forschungs- und Entwicklungsprozess nicht auf andere Technologien konzentrieren, sondern unser Schwerpunkt wird sich in der nächsten Ära gleichzeitig auf die Perowskit-Technologie verlagern.
Perowskit-Solarpaneele sind eine neue und aufregende Technologie auf dem Gebiet der Solarenergie. Diese Solarmodule verwenden Perowskit-Materialien als aktive Schicht, die aufgrund ihres hohen Wirkungsgrads, ihrer geringen Kosten und ihrer einfachen Herstellung vielversprechend sind und das Potenzial haben, die Solarenergiebranche zu revolutionieren. Fortsetzung folgt...
