Sonmodules: PERC vs. TOPCon sonseltegnologie

Alhoewel die eerste sonsel, wat in 1954 in die VSA ontwikkel is, 'n N-tipe sel was, het die P-tipe sel in die daaropvolgende jare dominant geword. Dit was omdat die modules in die vroeë dae hoofsaaklik in die lugvaartbedryf gebruik is, waar hulle meer robuust geblyk het. Eers in onlangse jare het sonselvervaardigers hul benadering begin heroorweeg, as gevolg van die groter kraglewering van N-tipe selle. Dit is hoofsaaklik te wyte aan die langer lewensduur van hierdie selle, aangesien hulle, anders as die P-tipe, nie vatbaar is vir die "boor-suurstof-defek" nie. Hierdie defek lei tot 'n afname in doeltreffendheid oor tyd. Verder is N-tipe sonselle minder geneig tot metaalonsuiwerhede in die silikon.

In fotovoltaïese (PV) tegnologie kan selfs die geringste afwykings in chemiese samestelling lei tot beduidende verskille in doeltreffendheid en ekonomiese lewensvatbaarheid. 'n Goeie voorbeeld is die vergelyking van P-tipe en N-tipe sonselle. Hierdie verskil in hul selstruktuur: P-tipe sonselle is gebaseer op 'n positief gelaaide silikonsubstraat, terwyl N-tipe sonselle op die teenoorgestelde manier ontwerp is, met die negatief gedoteerde kant wat as die sel se basis dien.

N-tipe sonselle is egter tans duurder om te vervaardig, as gevolg van dekades se fokus op P-tipe selle. Hul produksie het gelei tot skaalvoordele in die waardeketting, wat nog vir N-tipe vervaardiging gevestig moet word. Verder behels die produksie van N-tipe sonmodules addisionele stappe, wat die koste verder verhoog. As gevolg van hul hoër doeltreffendheid neem die markaandeel van N-tipe selle egter bestendig toe, en dit is waarskynlik net 'n kwessie van tyd voordat hulle P-tipe selle as die dominante sonseltegnologie vervang.

'n Soortgelyke wedywering tussen twee seltipes kan gesien word wanneer die sonseltegnologieë PERC (Passivated Emitter and Rear Cell) en TOPCon (Tunnel Oxide Passivated Contact) vergelyk word, wat onlangs opslae gemaak het.

PERC-modules verhoog die doeltreffendheid van PV-modules omdat hulle inkomende lig meer effektief in energie omskakel. Dit word bereik deur die gedeelte van die lig wat die agterkant van die sel bereik, terug in die sel te reflekteer. Dit word moontlik gemaak deur 'n laag wat op die agterkant van die module aangebring word, bekend as agterkantpassivering. Die verhoogde doeltreffendheid van PERC-selle in vergelyking met konvensionele modules is 1%, wat weer help om produksiekoste per gegenereerde kWp te verminder.

Om maksimum doeltreffendheid te bereik, gebruik PERC-selle hoofsaaklik mono-wafers. Hierdie tipe sonsel het die afgelope paar jaar beduidende ontwikkeling ondergaan. Die verhoogde doeltreffendheid het gelei tot hul byna volledige vervanging van konvensionele Al BSF-selle in professionele PV-stelsels. PERC-selle is egter alles behalwe nuut; hul beginsel is die eerste keer in 1983 deur die Universiteit van Nieu-Suid-Wallis in Australië beskryf. Slegs deur voortdurend verbeterde produksieprosesse kon die tegnologie se potensiaal ten volle vir massaproduksie verwesenlik word.

PERC-tegnologie is egter nie sonder probleme nie. Hierdie selle is meer vatbaar vir liggeïnduseerde degradasie (LID) as konvensionele selle. Hierdie LID-effek veroorsaak 'n afname in die sonselle se werkverrigting na hul eerste blootstelling aan lig. Die risiko van potensiële-geïnduseerde degradasie (PID) is ook hoër. PID-defekte kan verreikende gevolge hê, aangesien dit die uitset van hele PV-stelsels aansienlik kan verminder. Daarom moet beleggers besondere aandag gee aan die versekering dat PERC-selle gesertifiseer is vir PID-weerstand volgens IEC TS 62804.

'n Opkomende ster in sonseltegnologie is TOPCon, ontwikkel by die Fraunhofer ISE in Freiburg. Hierdie selle kan beide mono- en bifasiale wees en, anders as PERC, gebruik hulle hoofsaaklik N-tipe wafers. Hulle vertoon 'n hoër doeltreffendheidspotensiaal in vergelyking met PERC. Die Chinese vervaardiger Jinko Solar het verlede jaar gedemonstreer hoe hoog hierdie potensiaal kan wees deur 'n monokristallyne, bifasiale N-tipe TOPCon-sonmodule met 'n doeltreffendheid van tot 23,53% aan te bied. Longi Solar se TOPCon-module, wat in 2021 aangebied is, het selfs hoër prestasie behaal. Deur 'n P-tipe TOPCon-sel te gebruik, het dit 'n nuwe wêrelddoeltreffendheidsrekord vir hierdie tegnologie opgestel en 25,19% behaal. Gegewe die vinnige vordering, is dit waarskynlik net 'n kwessie van tyd voordat hierdie rekord oortref word. Intensiewe navorsing oor hierdie modules sal verseker dat ontwikkeling nog lank voortduur.

Alhoewel die werkverrigting van TOPCon-sonselle moeilik is om te klop, oorheers PERC-tegnologie steeds die mark. Dit sal waarskynlik nog 'n geruime tyd die geval bly as gevolg van die voortgesette toename in seldoeltreffendheid en gelyktydige dalende produksiekoste.

TOPCon-selle wen egter veld as gevolg van hul buitengewoon hoë doeltreffendheid. Tans is hoë produksiekoste 'n nadeel vir hierdie tipe FV-stelsel. Beduidende skaalvoordele word egter verwag namate massaproduksie toeneem, wat TOPCon-modules in staat sal stel om ernstige mededingers vir PERC-tegnologie in Duitsland te word. Navorsers by die Fraunhofer Instituut vir Sonenergiestelsels (ISE) bevestig dit. Volgens hulle is dit egter, benewens die vermindering van vervaardigingskoste, nodig om produksie-uitset tot die vlak van PERC-selle te verhoog om die ekonomiese lewensvatbaarheid van TOPCon-modules te vestig.

Volgens die wetenskaplikes se bevindinge lei TOPCon-tegnologie tot 13,5 tot 18,6% hoër totale koste vir sonselle en 3,6 tot 5,5% hoër totale modulekoste in vergelyking met PERC in grondgemonteerde FV-stelsels met 'n kapasiteit van 5 megawatt. Nietemin het die navorsers by Fraunhofer ISE opgemerk dat die 0,4 tot 0,55% hoër seldoeltreffendheid van TOPCon-sonselle in vergelyking met bifasiale p-PERC koste-effektiewe massaproduksie moontlik maak.

Ongeag of N-tipe of P-tipe sonselle gebruik word, is daar 'n manier om die doeltreffendheid van sonmodules aansienlik te verhoog: bifasiale tegnologie. Anders as monofasiale sonselle, wat slegs PV-krag opwek wanneer hul boonste oppervlak verlig word, is bifasiale sonselle ontwerp om krag van beide hul boonste en onderste oppervlaktes op te wek. Hierdie verhoogde ligabsorpsie verbeter die module se doeltreffendheid aansienlik.

Natuurlik is die doeltreffendheid aan die onderkant nie so hoog soos aan die bokant, wat na die son wys nie. Nietemin, afhangende van die ligging, afstand van die grond en eksterne toestande, kan die doeltreffendheid met meer as 19% toeneem as gevolg van die verhoogde bestraling aan die onderkant. Dit kan lei tot 'n toename in die algehele stelselkapasiteit van tussen 10 en 30 Wp. Byvoorbeeld, die uitset van 'n module wat voorheen 290 Wp gelewer het, neem toe tot 320 tot 360 Wp.

Wanneer bifasiale stelsels geïnstalleer word, is dit belangrik om te verseker dat hulle op 'n voldoende afstand van die onderliggende oppervlak gemonteer word om die bykomende ligtransmissie moontlik te maak. Vir oppervlaktes met lae tot medium weerkaatsingsvermoë, soos 'n teëldak of gras, moet die minimum afstand minstens 40 sentimeter wees. Vir hoogs weerkaatsende oppervlaktes (bv. sneeu) moet die afstand na die grond groter as 1,5 meter wees.

Verwant hieraan:

• Tweesydige en deursigtige glas-glas/dubbelglas-sonmodules ideaal vir landboufotovoltaïese krag, grondgemonteerde stelsels, sonkrag-motorafdakke en sonkragheinings

Alles van 'n enkele bron, spesifiek ontwerp vir sonkragoplossings vir groot parkeerareas. Herfinansier of verreken u toekomstige koste met u eie elektrisiteitsopwekking.

Vind raad en oplossings hier 👈🏻

Konsultasie en beplanning, insluitend 'n nie-bindende kosteberaming. Ons verbind u met sterk vennote in fotovoltaïese prosesse.

Vind raad en oplossings hier 👈🏻

Ons het 'n streeksteenwoordigheid regdeur die Duitssprekende wêreld. Ons het betroubare vennote wat jou sal adviseer en jou wense sal implementeer.

Kontak ons ​​gerus 👈🏻