De beste combinatie van efficiëntie en betrouwbaarheid ten opzichte van de kapitaalkosten. Is dat zo? De TOPCon-technologie, of Tunnel Oxide Passivated Contact, werd in 2013 door een groep Duitse onderzoekers (Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems) voor het eerst in de industrie geïntroduceerd.
Deze zonnepaneeltechnologie heeft als doel om de efficiëntie van zonnecellen te verbeteren. Traditionele zonnecellen gebruiken metalen contacten om de door de cel opgewekte elektriciteit op te vangen. Het probleem daarbij is dat deze contacten ook een deel van het binnenkomende licht kunnen blokkeren. Dat leidt tot een vermindering van de efficiëntie van de cel.
De TOPCon-technologie pakt dit probleem aan door een dunne laag isolerend materiaal (een tunnelende oxidelaag) te gebruiken tussen het metaalcontact en de zonnecel. Deze laag creëert een tunneling junction die een beter elektronentransport en -opvang mogelijk maakt, wat resulteert in een hoger celrendement. Dankzij de passivering van het celoppervlak met een dunne laag siliciumoxide wordt de snelheid van elektronenrecombinatie ook verminderd. TOPCon-zonnepanelen presteren daarom ook beter bij weinig licht. Dit maakt ze ideaal voor gebruik in gebieden met minder zonlicht, zoals bewolkte of schaduwrijke gebieden.
De dunne oxidelaagbeschermt de cel bovendien tegen extreme omgevingsfactoren, zoals vocht en temperatuurschommelingen, die doorgaans degradatie kunnen veroorzaken. Dit betekent ook dat de technologie zorgt voor een hogere duurzaamheidomdat ze minder gevoelig zijn voor achteruitgang in de loop der tijd.
De beste combinatie van efficiëntie en betrouwbaarheid ten opzichte van de kapitaalkosten. Is dat zo? De TOPCon-technologie, of Tunnel Oxide Passivated Contact, werd in 2013 door een groep Duitse onderzoekers (Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems) voor het eerst in de industrie geïntroduceerd.
Deze zonnepaneeltechnologie heeft als doel om de efficiëntie van zonnecellen te verbeteren. Traditionele zonnecellen gebruiken metalen contacten om de door de cel opgewekte elektriciteit op te vangen. Het probleem daarbij is dat deze contacten ook een deel van het binnenkomende licht kunnen blokkeren. Dat leidt tot een vermindering van de efficiëntie van de cel.
De TOPCon-technologie pakt dit probleem aan door een dunne laag isolerend materiaal (een tunnelende oxidelaag) te gebruiken tussen het metaalcontact en de zonnecel. Deze laag creëert een tunneling junction die een beter elektronentransport en -opvang mogelijk maakt, wat resulteert in een hoger celrendement. Dankzij de passivering van het celoppervlak met een dunne laag siliciumoxide wordt de snelheid van elektronenrecombinatie ook verminderd. TOPCon-zonnepanelen presteren daarom ook beter bij weinig licht. Dit maakt ze ideaal voor gebruik in gebieden met minder zonlicht, zoals bewolkte of schaduwrijke gebieden.
De dunne oxidelaagbeschermt de cel bovendien tegen extreme omgevingsfactoren, zoals vocht en temperatuurschommelingen, die doorgaans degradatie kunnen veroorzaken. Dit betekent ook dat de technologie zorgt voor een hogere duurzaamheidomdat ze minder gevoelig zijn voor achteruitgang in de loop der tijd.
Momenteel ligt de nadruk in de zonne-energie-industrie voornamelijk op P-type (PERC) technologie, maar zoals voorspellingen en deskundigen over de hele wereld aangeven, zitten we duidelijk in een overgang naar N-type technologieën (HJT, IBC en TOPCon). Hoewel het duidelijk is dat IBC en HJT zeer interessante technologieën zijn in termen van efficiëntie, zijn ze dat niet in termen van compatibiliteit, zoals eerder vermeld. De investeringskosten van deze technologieën zijn veel hoger dan voor TOPCon, omdat een volledig nieuwe productielijn nodig is. De complexe fabricageprocedures zijn niet compatibel met de huidige industrie, waardoor de overgang allesbehalve soepel of budgetvriendelijk verloopt. Juist omdat de huidige industrie zo gericht is op PERC technologie en de voordelen op het gebied van efficiëntie, is het voor de industrie een veel logischere stap om over te stappen op TOPCon. Een stap die we al gezet hebben!
De huidige heersende technologie in de zonne-energie-industrie, waarbij een gepassiveerde folie aan de achterkant van de zonnecellen wordt gebruikt om meer licht te absorberen.
TOPCon kan in feite diezelfde PERC-film gebruiken, maar voegt er de tunnelende oxidelaag aan toe om niet-geabsorbeerd licht vast te houden en recombinatieverliezen te verminderen. Dus in slechts een paar extra stappen slaagt TOPCon erin een PERC-zonnecel om te vormen tot een die aanzienlijk efficiënter is. Daarom heeft deze technologie de laagste netto kapitaalkosten op volledige schaal. Ze kan vrij gemakkelijk worden toegevoegd aan bestaande PERC-lijnen, zonder het productieproces al te veel te veranderen.
Deze technologie combineert de voordelen van twee verschillende soorten zonnecellen in één hybride zonnecel met hoog vermogen: kristallijn silicium en amorfe silicium dunne film. Ze bestaan uit dunne lagen n-type en p-type silicium en een dunne laag amorf silicium ertussen, die als een intrinsieke laag fungeert. Dit resulteert in hogere omzettingsefficiënties en lagere recombinatiesnelheden.
Hoewel HJT de prestaties van PERC-technologie zou overtreffen, vereist het een volledig ander fabricageproces. En aangezien PERC momenteel de meest alomtegenwoordige technologie in de zonne-industrie is, is de overgang niet zo eenvoudig.
De TOPCon-technologie biedt de industrie een oplossing, aangezien deze panelen presteren beter in termen van efficiëntie, kosten, duurzaamheid, temperatuurgevoeligheid en schaalbaarheid van de productie.
Deze zonnepanelen maken gebruik van een uniek ontwerp om hun energie-efficiëntie te verhogen. Het belangrijkste verschil is dat de elektrische contacten aan de achterkant van de cel zitten. Het resultaat? Het maximaliseert de hoeveelheid zonlicht die de voorkant van het paneel bereikt. IBC-zonnepanelen gebruiken ook een uniek gedifferentieerd ontwerp: de positieve en negatieve elektrische contacten zijn met elkaar verweven, waardoor de stroom gelijkmatiger over het paneel wordt verdeeld. Dit vermindert energieverlies en verhoogt het totale rendement van het paneel. IBC-zonnepanelen worden vaak gebruikt in hoogwaardige residentiële en commerciële zonne-installaties en in toepassingen voor onderzoek en ontwikkeling.
Uit onderzoek is gebleken dat de energieopbrengst van TOPCon bifacial modules nog steeds beter is dan die van IBC zonnepanelen, dankzij de hogere bifacial rate en de lagere werktemperatuur.
Dit blijkt ook duidelijk uit de industrieprognose. TOPCon zal in 2023 goed zijn voor ongeveer 25% van de totale industrie. De verwachting is dat de technologie de komende jaren enorm zal groeien, tot 62% in 2026. IBC blijft echter achter met 4%, vanwege de schaalbaarheidsnadelen. Hetzelfde geldt voor HJT. Hoewel het aandeel van deze technologie naar verwachting zal groeien tot 10%, blijft het groeiproces beperkt.
In dit N-Type tijdperk, is het beter om je te richten op één richting: TOPCon. Daarom zal ons onderzoeks- en ontwikkelingsproces zich niet richten op andere technologieën, maar zal onze aandacht in het volgende tijdperk tegelijkertijd verschuiven naar de perovskiettechnologie.
Perovskietzonnepanelen zijn een nieuwe en opwindende technologie op het gebied van zonne-energie. Deze zonnepanelen gebruiken perovskietmaterialen als actieve laag, die veelbelovend zijn vanwege hun hoge efficiëntie, lage kosten en eenvoudige fabricage. Perovskietzonnepanelen hebben daarom het potentieel om een revolutie teweeg te brengen in de zonne-energie-industrie. Wordt vervolgd...
