La meilleure combinaison d'efficacité et de fiabilité par rapport au coût d'investissement. En est-il ainsi ? La technologie TOPCon (Tunnel Oxide Passivated Contact) a été introduite pour la première fois dans l'industrie en 2013 par un groupe de chercheurs allemands (Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems).
Il s'agit d'un type de technologie de panneau solaire qui vise à améliorer l'efficacité des cellules solaires. Les cellules solaires traditionnelles utilisent des contacts métalliques pour collecter l'électricité générée par la cellule. Le problème est que ces contacts peuvent également bloquer une partie de la lumière entrante. Cela entraîne une réduction de l'efficacité de la cellule.
La technologie TOPCon résout ce problème en utilisant une fine couche de matériau isolant (une couche d'oxyde à effet tunnel) entre le contact métallique et la cellule solaire. Cette couche crée une jonction à effet tunnel qui améliore le transport et la collecte des électrons, ce qui se traduit par un meilleur rendement des cellules. Grâce à la passivation de la surface de la cellule par une fine couche d'oxyde de silicium, le taux de recombinaison des électrons est également réduit. Les panneaux solaires TOPCon sont donc plus performants dans des conditions de faible luminosité. Ils conviennent donc parfaitement aux régions moins ensoleillées, telles que les régions nuageuses ou ombragées.
La fine couche d'oxyde également protège la cellule des facteurs environnementaux extrêmes, tels que l'humidité et les fluctuations de température, qui peuvent généralement entraîner une dégradation. Cela signifie également que la technologie garantit une plus grande durabilitécar elles sont moins susceptibles de se dégrader au fil du temps.
La meilleure combinaison d'efficacité et de fiabilité par rapport au coût d'investissement. En est-il ainsi ? La technologie TOPCon (Tunnel Oxide Passivated Contact) a été introduite pour la première fois dans l'industrie en 2013 par un groupe de chercheurs allemands (Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems).
Il s'agit d'un type de technologie de panneau solaire qui vise à améliorer l'efficacité des cellules solaires. Les cellules solaires traditionnelles utilisent des contacts métalliques pour collecter l'électricité générée par la cellule. Le problème est que ces contacts peuvent également bloquer une partie de la lumière entrante. Cela entraîne une réduction de l'efficacité de la cellule.
La technologie TOPCon résout ce problème en utilisant une fine couche de matériau isolant (une couche d'oxyde à effet tunnel) entre le contact métallique et la cellule solaire. Cette couche crée une jonction à effet tunnel qui améliore le transport et la collecte des électrons, ce qui se traduit par un meilleur rendement des cellules. Grâce à la passivation de la surface de la cellule par une fine couche d'oxyde de silicium, le taux de recombinaison des électrons est également réduit. Les panneaux solaires TOPCon sont donc plus performants dans des conditions de faible luminosité. Ils conviennent donc parfaitement aux régions moins ensoleillées, telles que les régions nuageuses ou ombragées.
La fine couche d'oxyde également protège la cellule des facteurs environnementaux extrêmes, tels que l'humidité et les fluctuations de température, qui peuvent généralement entraîner une dégradation. Cela signifie également que la technologie garantit une plus grande durabilitécar elles sont moins susceptibles de se dégrader au fil du temps.
Aujourd'hui, l'industrie de l'énergie solaire se concentre principalement sur la technologie de type P (PERC), mais comme le suggèrent les prévisions et les experts du monde entier, nous sommes clairement dans une phase de transition vers les technologies de type N (HJT, IBC et TOPCon). S'il est clair que l'IBC et le HJT sont des technologies très intéressantes en termes d'efficacité, il n'en va pas de même en termes de compatibilité, comme nous l'avons déjà mentionné. Le coût d'investissement de ces technologies est beaucoup plus élevé que celui de TOPCon, car elles nécessitent une ligne de production entièrement nouvelle. Les procédures de fabrication complexes ne sont pas compatibles avec l'industrie actuelle, ce qui rend la transition difficile et coûteuse. C'est précisément parce que l'industrie actuelle se concentre sur la technologie PERC et ses avantages en termes d'efficacité qu'il est beaucoup plus logique pour elle de passer au TOPCon. Une étape que nous avons déjà franchie !
La technologie actuellement dominante dans l'industrie de l'énergie solaire consiste à utiliser un film passivé à l'arrière des cellules solaires afin d'absorber davantage de lumière.
TOPCon peut en fait utiliser le même film PERC, mais en ajoutant la couche d'oxyde à effet tunnel sur le dessus pour contenir la lumière non absorbée et réduire les pertes par recombinaison. Ainsi, en quelques étapes supplémentaires seulement, TOPCon parvient à transformer une cellule solaire PERC en une cellule nettement plus efficace. C'est pourquoi cette technologie présente le coût d'investissement net le plus bas à l'échelle réelle. Elle peut être ajoutée aux lignes PERC existantes assez facilement, sans trop modifier le processus de production.
Cette technologie combine les avantages de deux types différents de cellules solaires en une seule cellule solaire hybride de grande puissance : le silicium cristallin et le silicium amorphe en couche mince. Elles sont composées de fines couches de silicium de type n et de type p et d'une fine couche de silicium amorphe entre les deux, agissant comme une couche intrinsèque. Cela permet d'obtenir des rendements de conversion plus élevés et des taux de recombinaison plus faibles.
Bien que la technologie HJT soit censée surpasser les performances de la technologie PERC, elle nécessite un processus de fabrication complètement différent. Et comme le PERC est actuellement la technologie la plus répandue dans l'industrie solaire, la transition n'est pas si facile.
La technologie TOPCon apporte une solution à l'industrie, car ces panneaux sont plus performants en termes d'efficacité Ces panneaux sont en effet plus performants en termes d'efficacité, de coût, de durabilité, de sensibilité à la température et d'évolutivité de la fabrication.
Ces panneaux solaires utilisent une conception unique pour augmenter leur efficacité énergétique. La principale différence réside dans le fait que les contacts électriques sont placés à l'arrière de la cellule. Résultat ? Ils maximisent la quantité de lumière solaire qui atteint l'avant du panneau. Les panneaux solaires IBC utilisent également une conception interdigitée unique : les contacts électriques positifs et négatifs sont entrelacés, ce qui permet une distribution plus uniforme du courant à travers le panneau. Cela réduit les pertes d'énergie et augmente l'efficacité globale du panneau. Les panneaux solaires IBC sont couramment utilisés dans les installations solaires résidentielles et commerciales à haut rendement, ainsi que dans les applications de recherche et de développement.
Les recherches ont montré que le rendement énergétique des modules bifaciaux TOPCon reste supérieur à celui des panneaux solaires IBC, grâce à un taux bifacial plus élevé et à une température de fonctionnement plus basse.
Les prévisions du secteur le montrent également clairement. TOPCon représentera environ 25 % de l'ensemble du secteur en 2023. On s'attend à ce que cette technologie connaisse une croissance fulgurante dans les années à venir, pour atteindre 62 % en 2026. Toutefois, l'IBC reste à la traîne avec 4 %, en raison des inconvénients liés à l'évolutivité. Il en va de même pour le HJT. Bien que l'on s'attende à ce que la part de cette technologie atteigne 10 %, le processus de croissance reste limité.
En cette ère de type N, il vaut mieux se concentrer sur une seule direction : TOPCon. Par conséquent, notre processus de recherche et de développement ne se concentrera pas sur d'autres technologies, mais notre attention se portera simultanément sur la technologie de la pérovskite dans la prochaine ère.
Les panneaux solaires en pérovskite constituent une nouvelle technologie très prometteuse dans le domaine de l'énergie solaire. Ces panneaux solaires utilisent des matériaux pérovskites comme couche active, qui se sont révélés très prometteurs en raison de leur efficacité élevée, de leur faible coût et de leur facilité de fabrication. Les panneaux solaires à pérovskite ont donc le potentiel de révolutionner l'industrie de l'énergie solaire.
