Fotovoltaické články: Technologie TOPCon přináší revoluční účinnost na 28 %
Fotovoltaické články: Technologie TOPCon přináší revoluční účinnost na 28 %
Odvětví solární energie prošlo v posledních letech významnými transformacemi, o dominanci soupeří různé technologie. Mezi nimi vyniká technologie TOPCon (Tunnel Oxide Passivated Contact) typu N jako změna hry. Odborníci z oboru předpovídají, že tržní podíl technologie TOPCon by mohl do letošního roku překročit 60 až 70 %, čímž se upevní její pozice dominantní technologie ve fotovoltaických (PV) článcích. Tento rychlý vzestup od neznáma k běžnému přijetí lze připsat společnému rozvoji v celém dodavatelském řetězci solární energie a pokračujícímu inovačnímu úsilí průkopnických společností v tomto sektoru.
Vzestup technologie TOPCon
Společnost Jinko Solar, jeden z předních hráčů na trhu solární energie, si pro své solární články TOPCon stanovila ambiciózní cíle. Podle viceprezidenta Qian Jinga se předpokládá, že účinnost výroby článků TOPCon společnosti Jinko do konce roku 26.4 dosáhne 26.5 % až 2024 % a do roku 27 by se mohla přiblížit nebo dokonce překročit 2025 %. Konečným cílem je dosáhnout účinnosti blízko 28 %. . Qian připisuje tuto důvěru dobře definované cestě společnosti Jinko ke zvýšení efektivity.
Klíčová vylepšení Efektivita jízdy
Bifaciální pasivace: Oboustranná pasivace a optimalizovaný grafický design na přední i zadní straně článků představují významný skok v účinnosti. Tato metoda zajišťuje, že obě strany buňky zachycují sluneční světlo, čímž se zvyšuje celkový energetický výdej.
Vylepšení procesu metalizace: Pokroky v metalizačních technikách – od větších k jemnějším strukturám a od plochých k trojrozměrným návrhům – snížily ztráty odporu a zlepšily výkon.
Celoplošná pasivace: Zajištění pasivace celého povrchu solárního článku minimalizuje celkové ztráty a tím maximalizuje energetický výdej.
Rychlý technologický pokrok ve fotovoltaickém sektoru je důkazem jeho povahy jako technologicky řízeného průmyslu. Neustálé inovace nejsou jen podporovány; je nezbytný pro přežití na konkurenčním trhu. Protože průmysl uznává výjimečný potenciál TOPConu, je nevyhnutelné srovnání s jinými nově vznikajícími technologiemi.
Srovnání výkonu
Hodnocení výkonu ukazuje, že i bez ohledu na bifaciální výhodu články TOPCon dosahují vyšší generace energie ve srovnání s bifaciálními články typu P (BC). Výhody TOPConu se zvyšují s teplotou, což dokládá jeho vynikající výkon v teplejších podmínkách.
Qian to rozvádí poznámkou, že studie porovnávající TOPCon s komponenty BC typu P ukázaly, že články typu N mají nižší teplotní koeficient, což vede k lepšímu výkonu za vysokých teplot. Tato vlastnost je zvláště výhodná v oblastech s vysokým slunečním zářením.
Řešení problémů průmyslu
Některé hlasy z průmyslu tvrdí, že komponenty BC fungují lépe ve stínu. Qian objasňuje, že „stínovaný výkon“ a „výkon při slabém osvětlení“ nejsou totéž. Stínování označuje částečné překážky na solárním panelu, které vedou k nerovnoměrnému rozložení teploty napříč článkem. Zatímco komponenty BC používají ekvivalentní ochranu diod na úrovni článku, která může izolovat zastíněné oblasti, tento přístup má omezení.
V praktických scénářích je stínění minimální, zejména na střechách, kde se návrhy často vyhýbají potenciálním překážkám. Navíc časté vypínání zastíněných článků může urychlit degradaci, což vyvolává obavy o dlouhodobou spolehlivost. K dnešnímu dni žádné směrodatné zprávy nepotvrdily, že takové konstrukce neovlivňují životnost buněk.
Průmyslový konsensus o budoucnosti TOPConu
Během sympozia TOPCon Solar Cell Technology Development Trends Symposium v roce 2024 CTO z pěti předních společností, včetně Jinko Solar, jednomyslně uznali, že TOPCon bude hlavní technologií na příštích pět let. Rychlé tempo technologických iterací v posledních letech naznačuje, že novější články a moduly poskytují vyšší energetické výstupy. I mezi buňkami TOPCon mohou novější modely překonat ty vyvinuté před dvěma lety o 2–3 %, což zdůrazňuje důležitost neustálého vývoje a technologické vyspělosti.
Qian tvrdí, že TOPCon není jen špičková technologie; představuje základní technologii pro dohlednou budoucnost a tvoří základ pro budoucí inovace. Rychlý nárůst tržního podílu TOPCon typu N – dosahující 50 %, 60 % nebo dokonce vyšší – úzce souvisí s podporou, kterou dostává od dodavatelského řetězce.
Cesta vpřed: Cíle efektivity
Do budoucna je cíl dosáhnout 27% efektivity výroby u monokrystalických článků TOPCon během příštích dvou let reálný. Průmysl také usiluje o účinnost přesahující 28 %. Qian přirovnává vývoj bateriových struktur k architektonickému designu, kde umístění prvků (jako jsou schodiště) může buď optimalizovat, nebo bránit funkčnosti. O úspěchu solárních článků nakonec rozhodne kvalita materiálů a zpracování, bez ohledu na jejich konstrukční provedení.
Příslib tandemů Perovskite-TOPCon
Uprostřed diskusí o technologickém pokroku vzbudil pozornost potenciál perovskitových solárních článků. Výzvy, jako je nestabilita, rychlá degradace a krátká životnost, však zůstávají významnými překážkami. Qian obhajuje tandemové buňky perovskit-TOPCon a tvrdí, že tato kombinace využívá vysokou účinnost perovskitů a zároveň zmírňuje některé z jejich přirozených slabin.
Optimismus průmyslu ohledně kombinace TOPCon-perovskit pramení ze stability vrstvy TOPCon, která nabízí spolehlivý základ pro tandemovou strukturu. Ve srovnání s jinými technologiemi, jako je HJT (Heterojunction Technology) a BC, je vrstva TOPCon jednodušší na výrobu, má vyšší výtěžnost a je stabilnější, což z ní činí nákladově efektivní volbu pro tandemové solární články.
Iniciativy na snížení nákladů
Vzhledem k tomu, že solární průmysl usiluje o snížení nákladů do roku 2025, společnost Jinko Solar se zavázala k tomuto cíli, aniž by byla ohrožena spolehlivost produktů. Qian zdůrazňuje, že primární důraz bude kladen na zvýšení účinnosti spíše než na radikální změny materiálů. Zatímco některé společnosti zkoumají použití levnějších kovů, jako je měď, k nahrazení stříbra, Jinko věří, že její současné nabídky TOPCon již poskytují konkurenceschopný poměr ceny a výkonu.
Proč investovat do čističky vzduchu?
Rychlý vývoj a přijetí technologie TOPCon znamená klíčový moment ve fotovoltaickém průmyslu. Jak se technologie neustále vyvíjí, dosažení úrovně účinnosti blížící se 28 % není jen aspirací, ale stále dosažitelnější realitou. Společné úsilí společností v celém dodavatelském řetězci solární energie v kombinaci s neúnavnou snahou o inovace nepochybně utváří budoucnost solární energie. Vzhledem k tomu, že TOPCon vede hlavní roli, je toto odvětví připraveno na novou éru efektivity, udržitelnosti a růstu.
Když se díváme do budoucnosti, je jasné, že dnešní pokroky položí základy pro solární technologie zítřka a cesta k efektivnějšímu využití solární energie teprve začala.