Modul surya: Teknologi sel surya PERC vs. TOPCon

Meskipun sel surya pertama, yang dikembangkan di AS pada tahun 1954, adalah sel tipe N, sel tipe P menjadi dominan di tahun-tahun berikutnya. Hal ini karena, pada awalnya, modul tersebut terutama digunakan dalam industri kedirgantaraan, di mana terbukti lebih tahan lama. Baru-baru ini para produsen sel surya mulai mempertimbangkan kembali pendekatan mereka, karena keluaran daya yang lebih besar dari sel tipe N. Hal ini terutama disebabkan oleh umur pakai sel yang lebih panjang, karena, tidak seperti tipe P, sel tipe N tidak rentan terhadap "cacat boron-oksigen". Cacat ini menyebabkan penurunan efisiensi seiring waktu. Selain itu, sel surya tipe N kurang rentan terhadap pengotor logam dalam silikon.

Dalam teknologi fotovoltaik (PV), bahkan perbedaan terkecil dalam komposisi kimia dapat menyebabkan perbedaan signifikan dalam efisiensi dan kelayakan ekonomi. Contoh utamanya adalah perbandingan sel surya tipe P dan tipe N. Keduanya berbeda dalam struktur selnya: sel surya tipe P didasarkan pada substrat silikon bermuatan positif, sedangkan sel surya tipe N dirancang sebaliknya, dengan sisi yang bermuatan negatif berfungsi sebagai dasar sel.

Namun, sel surya tipe N saat ini lebih mahal untuk diproduksi, karena fokus selama beberapa dekade pada sel tipe P. Produksi sel tipe P menghasilkan skala ekonomi dalam rantai nilai, yang masih perlu dibangun untuk manufaktur sel tipe N. Selain itu, produksi modul surya tipe N melibatkan langkah-langkah tambahan, yang semakin meningkatkan biaya. Namun, karena efisiensinya yang lebih tinggi, pangsa pasar sel tipe N terus meningkat, dan kemungkinan hanya masalah waktu sebelum sel tipe N menggantikan sel tipe P sebagai teknologi sel surya yang dominan.

Persaingan serupa antara dua jenis sel dapat dilihat ketika membandingkan teknologi sel surya PERC (Passivated Emitter and Rear Cell) dan TOPCon (Tunnel Oxide Passivated Contact), yang baru-baru ini引起 kegemparan.

Modul PERC meningkatkan efisiensi modul PV karena mengubah cahaya yang masuk menjadi energi secara lebih efektif. Hal ini dicapai dengan memantulkan sebagian cahaya yang mencapai bagian belakang sel kembali ke dalam sel. Ini dimungkinkan berkat lapisan yang diterapkan di bagian belakang modul, yang dikenal sebagai pasivasi sisi belakang. Peningkatan efisiensi sel PERC dibandingkan dengan modul konvensional adalah 1%, yang pada gilirannya membantu mengurangi biaya produksi per kWp yang dihasilkan.

Untuk mencapai efisiensi maksimum, sel PERC terutama menggunakan wafer tunggal. Jenis sel surya ini telah mengalami perkembangan signifikan dalam beberapa tahun terakhir. Peningkatan efisiensi telah menyebabkan penggantian hampir total sel Al BSF konvensional dalam sistem PV profesional. Namun, sel PERC bukanlah hal baru; prinsipnya pertama kali dijelaskan pada tahun 1983 oleh Universitas New South Wales di Australia. Hanya melalui peningkatan proses produksi yang berkelanjutan, potensi teknologi ini dapat sepenuhnya direalisasikan untuk produksi massal.

Namun, teknologi PERC bukannya tanpa masalah. Sel-sel ini lebih rentan terhadap degradasi akibat cahaya (LID) dibandingkan sel konvensional. Efek LID ini menyebabkan penurunan kinerja sel surya setelah paparan cahaya pertama. Risiko degradasi akibat potensial (PID) juga lebih tinggi. Cacat PID dapat memiliki konsekuensi yang luas, karena dapat secara signifikan mengurangi output seluruh sistem PV. Oleh karena itu, investor harus memberikan perhatian khusus untuk memastikan bahwa sel PERC telah disertifikasi untuk ketahanan PID sesuai dengan IEC TS 62804.

Salah satu bintang yang sedang naik daun dalam teknologi sel surya adalah TOPCon, yang dikembangkan di Fraunhofer ISE di Freiburg. Sel-sel ini dapat berupa mono- maupun bifacial dan, tidak seperti PERC, terutama menggunakan wafer tipe-N. Sel-sel ini menunjukkan potensi efisiensi yang lebih tinggi dibandingkan dengan PERC. Produsen Tiongkok, Jinko Solar, menunjukkan betapa tingginya potensi ini tahun lalu, dengan menghadirkan modul surya TOPCon tipe-N monokristalin dan bifacial dengan efisiensi hingga 23,53%. Modul TOPCon Longi Solar, yang dipresentasikan pada tahun 2021, mencapai kinerja yang bahkan lebih tinggi. Dengan menggunakan sel TOPCon tipe-P, modul ini mencetak rekor efisiensi dunia baru untuk teknologi ini, mencapai 25,19%. Mengingat kemajuan yang pesat, kemungkinan hanya masalah waktu sebelum rekor ini terlampaui. Penelitian intensif pada modul-modul ini akan memastikan bahwa pengembangan terus berlanjut untuk waktu yang lama.

Meskipun kinerja sel surya TOPCon sulit ditandingi, teknologi PERC masih mendominasi pasar. Hal ini kemungkinan akan tetap demikian untuk beberapa waktu ke depan karena peningkatan efisiensi sel yang berkelanjutan dan penurunan biaya produksi secara bersamaan.

Namun, sel TOPCon semakin populer karena efisiensinya yang sangat tinggi. Saat ini, biaya produksi yang tinggi menjadi kendala untuk jenis sistem PV ini. Namun, penghematan biaya yang signifikan diperkirakan akan terjadi seiring dengan peningkatan produksi massal, yang akan memungkinkan modul TOPCon menjadi pesaing serius bagi teknologi PERC di Jerman. Para peneliti di Institut Fraunhofer untuk Sistem Energi Surya (ISE) mengkonfirmasi hal ini. Menurut mereka, selain mengurangi biaya produksi, peningkatan output produksi hingga tingkat sel PERC diperlukan untuk membangun kelayakan ekonomi modul TOPCon.

Menurut temuan para ilmuwan, teknologi TOPCon menghasilkan biaya total sel surya 13,5 hingga 18,6% lebih tinggi dan biaya modul total 3,6 hingga 5,5% lebih tinggi dibandingkan dengan PERC pada sistem PV yang dipasang di tanah dengan kapasitas 5 megawatt. Meskipun demikian, para peneliti di Fraunhofer ISE mencatat bahwa efisiensi sel surya TOPCon yang 0,4 hingga 0,55% lebih tinggi dibandingkan dengan bifacial p-PERC memungkinkan produksi massal yang hemat biaya.

Terlepas dari apakah sel surya tipe N atau tipe P digunakan, ada cara untuk meningkatkan efisiensi modul surya secara signifikan: teknologi bifacial. Tidak seperti sel surya monofacial, yang hanya menghasilkan daya PV ketika permukaan atasnya disinari, sel surya bifacial dirancang untuk menghasilkan daya dari permukaan atas dan bawahnya. Peningkatan penyerapan cahaya ini secara signifikan meningkatkan efisiensi modul.

Secara alami, efisiensi di bagian bawah tidak setinggi di bagian atas, yang menghadap matahari. Namun demikian, tergantung pada lokasi, jarak dari tanah, dan kondisi eksternal, efisiensi dapat meningkat lebih dari 19% karena peningkatan iradiasi di bagian bawah. Hal ini dapat menyebabkan peningkatan kapasitas sistem secara keseluruhan antara 10 dan 30 Wp. Misalnya, output modul yang sebelumnya menghasilkan 290 Wp meningkat menjadi 320 hingga 360 Wp.

Saat memasang sistem bifacial, penting untuk memastikan bahwa sistem tersebut dipasang pada jarak yang cukup dari permukaan di bawahnya agar memungkinkan transmisi cahaya tambahan. Untuk permukaan dengan reflektivitas rendah hingga menengah, seperti atap genteng atau rumput, jarak minimum setidaknya harus 40 sentimeter. Untuk permukaan yang sangat reflektif (misalnya, salju), jarak ke tanah harus lebih dari 1,5 meter.

Berkaitan dengan ini:

• Modul surya bifacial & transparan/kaca ganda ideal untuk fotovoltaik pertanian, sistem yang dipasang di tanah, carport tenaga surya, dan pagar tenaga surya

Semua kebutuhan Anda dari satu sumber, dirancang khusus untuk solusi tenaga surya bagi area parkir yang luas. Lakukan pembiayaan ulang atau kurangi biaya masa depan Anda dengan pembangkit listrik sendiri.

Temukan saran dan solusi di sini 👈🏻

Konsultasi dan perencanaan termasuk estimasi biaya yang tidak mengikat. Kami menghubungkan Anda dengan mitra terpercaya di bidang fotovoltaik.

Temukan saran dan solusi di sini 👈🏻

Kami memiliki kehadiran regional di seluruh dunia berbahasa Jerman. Kami memiliki mitra yang andal yang akan memberi Anda saran dan mewujudkan keinginan Anda.

Hubungi kami 👈🏻