Modul surya: teknologi sel surya PERC vs. TOPCon

Meskipun sel surya pertama yang dikembangkan di AS pada tahun 1954 adalah tipe N, sel tipe P menjadi populer pada tahun-tahun berikutnya. Alasannya adalah pada masa-masa awal, modul ini terutama digunakan dalam perjalanan ruang angkasa, karena terbukti lebih tangguh. Hanya dalam beberapa tahun terakhir produsen sel surya mulai memikirkan kembali pendekatan mereka, karena kinerja sel tipe-N yang lebih baik. Alasan utamanya adalah umur sel yang lebih panjang karena, tidak seperti sel tipe P, sel ini tidak terancam oleh “cacat boron-oksigen”. Hal ini menyebabkan penurunan efisiensi seiring bertambahnya waktu pengoperasian. Selain itu, sel surya tipe N kurang rentan terhadap kontaminasi logam pada silikon.

Dalam teknologi PV, perbedaan terkecil sekalipun dalam komposisi kimia menyebabkan perbedaan besar dalam efisiensi dan distribusi ekonomi. Hal ini misalnya terlihat ketika membandingkan sel surya tipe P dan tipe N. Keduanya berbeda dalam hal struktur selnya, dengan sel surya tipe P didasarkan pada basis silikon bermuatan positif. Sebaliknya, sel surya tipe N didesain sebaliknya, karena sisi yang diberi doping negatif berfungsi sebagai dasar sel surya.

Namun, sel surya tipe N saat ini lebih mahal untuk diproduksi, karena fokus pada sel tipe P selama puluhan tahun. Produksi mereka menghasilkan skala ekonomi dalam rantai nilai, yang pertama-tama harus dibangun dalam produksi tipe-N. Selain itu, diperlukan langkah-langkah tambahan dalam produksi modul surya tipe-N, yang selanjutnya meningkatkan biaya. Namun, karena efisiensinya yang lebih tinggi, penggunaan tipe-N terus meningkat dan hanya masalah waktu saja sebelum tipe-P digantikan 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 menimbulkan kehebohan.

Modul PERC meningkatkan efisiensi modul PV karena mengubah cahaya menjadi energi dengan lebih baik. Mereka melakukan ini dengan memantulkan kembali bagian cahaya yang mencapai bagian belakang sel ke dalam sel. Hal ini dimungkinkan oleh lapisan yang diterapkan pada bagian belakang modul, yang disebut pasivasi belakang. Peningkatan efisiensi sel PERC dibandingkan modul konvensional adalah sebesar 1%, yang pada gilirannya membantu mengurangi biaya produksi per kWp yang diperoleh.

Untuk mencapai efisiensi sebesar mungkin, wafer mono terutama digunakan dalam sel PERC. Jenis sel surya telah mengalami pengembangan lebih lanjut secara besar-besaran dalam beberapa tahun terakhir. Peningkatan efisiensi telah menyebabkan mereka hampir sepenuhnya menggantikan sel Al BSF konvensional dalam sistem PV profesional. Sel PERC bukanlah hal baru, karena prinsipnya pertama kali disebutkan pada tahun 1983 oleh Universitas Australia di New South Wales. Namun, hanya dengan terus meningkatkan proses produksi, nilai teknologi tersebut dapat dimanfaatkan sepenuhnya untuk produksi massal.

Namun, teknologi PERC bukannya tanpa masalah. Hal ini membuat mereka lebih sensitif terhadap degradasi akibat cahaya dibandingkan sel konvensional. Efek LID ini menyebabkan sel surya kehilangan daya setelah kontak pertama dengan cahaya. Risiko potensi degradasi juga lebih tinggi. Cacat PID dapat menimbulkan konsekuensi yang luas karena dapat mengurangi kinerja keseluruhan sistem PV secara signifikan. Oleh karena itu investor harus memberikan perhatian khusus pada fakta bahwa sel PERC telah disertifikasi untuk ketahanan terhadap PID sesuai dengan IEC TS 62804.

Bintang baru dalam sel surya adalah teknologi TOPCon yang dikembangkan di Fraunhofer ISE di Freiburg. Sel-sel ini dapat berupa monofacial dan bifacial dan, berbeda dengan PERC, terutama bergantung pada wafer tipe-N. Mereka memiliki potensi efisiensi yang lebih tinggi dibandingkan PERC. Tahun lalu, pabrikan Tiongkok Jinko Solar mendemonstrasikan seberapa tinggi hal ini ketika menghadirkan modul surya TOPCon tipe N bifasial monokristalin dengan efisiensi hingga 23,53%. Modul TOPCon yang dihadirkan oleh Longi Solar pada tahun 2021 mencapai kinerja yang lebih tinggi lagi. Dengan sel TOPCon tipe-P, teknologi ini mencapai efisiensi sebesar 25,19%, menetapkan rekor efisiensi dunia baru untuk teknologi ini. Mengingat kemajuan yang pesat, hanya masalah waktu saja sebelum rekor ini dipecahkan. Penelitian intensif terhadap modul-modul ini harus memastikan bahwa pengembangan masih belum berakhir.

Meski performa sel surya TOPCon sulit dikalahkan, teknologi PERC masih mendominasi pasar. Hal ini mungkin akan terjadi untuk sementara waktu karena meningkatnya efisiensi sel dan pada saat yang sama menurunkan biaya produksi.

Namun, sel TOPCon sedang meningkat karena efisiensinya yang sangat tinggi. Biaya produksi yang tinggi masih menghambat jenis PV ini. Namun, ketika produksi massal dimulai, skala ekonomi yang signifikan juga diharapkan terjadi di sini, yang akan memastikan bahwa modul TOPCon di Jerman berkembang menjadi persaingan yang serius untuk teknologi PERC. Para peneliti di Fraunhofer-ISE pun membenarkan hal tersebut. Namun, menurut mereka, selain pengurangan biaya produksi, peningkatan output produksi ke tingkat sel PERC diperlukan untuk mendukung kelayakan ekonomi modul TOPCon.

Menurut temuan para ilmuwan, teknologi TOPCon menghasilkan total biaya sel surya 13,5 hingga 18,6% lebih tinggi dan total biaya modul 3,6 hingga 5,5% lebih tinggi dibandingkan PERC untuk sistem PV yang dipasang di darat dengan output 5 megawatt. Namun demikian, para peneliti di Fraunhofer ISE menyatakan bahwa efisiensi sel sel surya TOPCon 0,4 hingga 0,55% lebih tinggi dibandingkan dengan p-PERC bifacial memungkinkan produksi skala besar yang hemat biaya.

Terlepas dari apakah sel surya tipe N atau tipe P yang digunakan, ada cara untuk meningkatkan efisiensi modul surya secara besar-besaran. Ini adalah teknologi bifasial. Berbeda dengan sel surya monofacial yang hanya menghasilkan listrik PV dengan menyinari bagian atas, sel surya bifacial dirancang sedemikian rupa sehingga dapat menghasilkan listrik dari bagian atas dan bawah. Peningkatan penggunaan cahaya yang dicapai dengan cara ini secara signifikan meningkatkan efisiensi modul.

Tentu saja efisiensi di bagian bawah tidak sebesar di bagian atas yang berorientasi pada sinar matahari. Meski demikian, efisiensinya dapat meningkat lebih dari 19% karena adanya radiasi di bagian bawah, tergantung lokasi, jarak dari permukaan tanah, dan kondisi eksternal. Artinya kapasitas seluruh sistem dapat ditingkatkan antara 10 dan 30. Misalnya, performa modul yang sebelumnya menghasilkan 290 Wp meningkat menjadi 320 hingga 360 Wp.

Saat memasang sistem bifacial, kehati-hatian harus diberikan untuk memastikan bahwa sistem tersebut dipasang pada jarak yang cukup dari permukaan di bawahnya untuk memungkinkan radiasi tambahan. Jarak minimum harus minimal 40 sentimeter untuk permukaan reflektif lemah hingga sedang seperti atap genteng atau rumput. Namun, untuk permukaan yang sangat reflektif (misalnya salju), jarak ke tanah harus lebih dari 1,5 meter.

Cocok untuk:

• Modul surya kaca-kaca/kaca ganda bifasial & transparan ideal untuk fotovoltaik pertanian, sistem ruang terbuka, carport surya, dan pagar surya

Semuanya dari satu sumber, dirancang khusus untuk solusi tenaga surya untuk area parkir yang luas. Anda membiayai kembali atau membiayai kembali masa depan dengan pembangkit listrik Anda sendiri.

Saran dan solusi dapat ditemukan di sini 👈🏻

Saran dan perencanaan termasuk perkiraan biaya yang tidak mengikat. Kami mempertemukan Anda dengan mitra fotovoltaik yang kuat.

Saran dan solusi dapat ditemukan di sini 👈🏻

Kami ditempatkan di berbagai wilayah di negara-negara berbahasa Jerman. Kami memiliki mitra terpercaya yang memberi saran dan mewujudkan keinginan Anda.

Hubungi kami 👈🏻