Beth yw celloedd solar TOPcon?

Mae cynhyrchwyr modiwlau ffotofoltäig (PV) bob amser yn ceisio dod o hyd i ddewisiadau newydd, mwy datblygedig i gynyddu effeithlonrwydd paneli solar. Gellir cyflawni gwelliannau effeithlonrwydd trwy dechnolegau gweithgynhyrchu celloedd arloesol, ac yn awr, mae rhai yn cystadlu yn y farchnad Solar PV.

Mae'r duedd modiwl diweddaraf yn disgwyl y bydd twf y farchnad yn canolbwyntio ar gelloedd solar HJT a TOPCon.

Mae adroddiad 2022 gan International Technology Roadmap for Photovoltaic (ITRPV) yn dangos rhai tueddiadau disgwyliedig ar gyfer y 10 mlynedd nesaf:

♦ PERC(Cyswllt Cefn Allyrrwr Passivated) technoleg celloedd solar ar hyn o bryd yw arweinydd y farchnad gyda chyfran o'r farchnad o tua 75%. Ond y rhagolwg yw y bydd y gyfran o gelloedd p-math mono-Si PERC yn gostwng i tua 10% o fewn y 10 mlynedd nesaf.

♦ TOPCon math NBydd technoleg (Twnnel Oxide Passivated Contact) yn ennill cyfran o'r farchnad o tua 10% yn 2022 hyd at 60% yn 2033, gan ddod yn fath wafferi silicon prif ffrwd. Rhagwelir y bydd y cynnydd mwyaf yn digwydd o 2024.

♦ N-math HJT(Celloedd solar Heterojunction) disgwylir i gynyddu o tua 9% (2023) i dros 25% o gyfran o fewn y deng mlynedd nesaf. Mae gweithredu technoleg celloedd HJT yn dal i ddioddef anawsterau oherwydd y costau cynhyrchu uwch ar gyfer celloedd solar a'r llinell gynhyrchu anghydnaws â thechnolegau cyfredol. Ni fydd y broses hon yn cael ei thrafod yn yr erthygl hon.

P-math PERC vs N-math TopCon

Mae technoleg PERC yn gyfaddawd cost-effeithiol rhwng effeithlonrwydd a chynhyrchu màs. Ond mae cynyddu effeithlonrwydd paneli solar gan ddefnyddio'r dull hwn yn digwydd yn araf. Mae modiwlau math P prif ffrwd heddiw yn cyrraedd effeithlonrwydd o tua 21.4% a fydd yn cynyddu i 22.75% o fewn y 10 mlynedd nesaf.

Mae cell solar TOPCon math N sydd wedi'i gosod mewn modiwl PV yn edrych yn union yr un fath â chell PERC. Mae celloedd solar math P a math N yn cael eu gwneud o wafer silicon. Mae'r gwahaniaeth rhyngddynt yn gorwedd yn y ffordd y mae'r wafferi yn cael eu dopio â chemegau i wella cynhyrchiant trydan.

Yn gryno, mae celloedd math-P yn cael eu dopio â boron, tra bod celloedd math N yn cael eu dopio â ffosfforws. Yn gymharol, mae ffosfforws yn diraddio llai na boron pan fydd yn agored i ocsigen. Yn ogystal, mae dopio ffosfforws yn ychwanegu electronau rhydd i'r wafer, sy'n cynyddu effeithlonrwydd.

Felly, gall modiwlau sy'n seiliedig ar N gyflawni effeithlonrwydd uwch. Bydd effeithlonrwydd heddiw o bron i 22.5% yn cynyddu hyd at 24% o fewn y 10 mlynedd nesaf yn ôl amcangyfrifon.

Y broblem gyda'r broses weithgynhyrchu math N yw ei bod yn dal yn ddrutach.

Manteision technoleg TOPcon?

1- Proses weithgynhyrchu

Gellir cynhyrchu modiwlau TOPcon gyda bron yr un peiriannau â modiwlau math P, sy'n golygu nad oes angen buddsoddiad cyfalaf uchel ar gyfer gweithgynhyrchwyr i gyflogi celloedd TOPCon.

2- Effeithlonrwydd uwch

Yn ôl sefydliad Fraunhofer ISE, gall effeithlonrwydd fynd y tu hwnt i 25%. Effeithlonrwydd damcaniaethol uchaf celloedd PERC yw tua 24%.

3- Diraddio is

Mae gan fodiwlau TOPCon bŵer diraddio pŵer is yn ystod y flwyddyn 1af ac yn ystod y 30 mlynedd o ddefnydd paneli PV, o'i gymharu â phaneli PERC.

4- Cyfernod tymheredd is

Mae gan gelloedd TOPcon well ymwrthedd i sefyllfaoedd tywydd eithafol.

5- Cyfradd deufaciality

Mae'r ffactor deuwyneb ar gyfer modiwlau PV PERC wedi'i bennu ar gyfartaledd i fod tua 70% o'i gymharu â hyd at 85% ar gyfer paneli TOPCon. Maent yn casglu mwy o ynni o'r ochr gefn o'i gymharu â modiwlau dwyfacial PERC, sy'n ffafriol ar gyfer prosiectau cyfleustodau daear. Yn esthetig, gallant hefyd fod yn fwy deniadol na phaneli solar PERC.

6- Perfformiad ysgafn isel

Mae gan fodiwlau TOPcon effeithlonrwydd uwch mewn cyflwr ysgafn isel, sy'n ymestyn y cyfnod cynhyrchu trydan yn ystod y dydd ac yn gwella perfformiad y gosodiad dros amser.

Anfanteision technoleg TOPcon?

Un o brif faterion celloedd TOPCon o'i gymharu â chelloedd PERC yw eu bod angen swm mwy o arian (Ag) ar gyfer cynhyrchu.

Mae TOPCon a PERC yn defnyddio past arian wrth gynhyrchu. Fodd bynnag, mae TOPCon yn defnyddio past arian ar ddwy ochr y celloedd. Mae hyn yn golygu na fydd costau byth yn mynd yn is na rhai PERC.

Gallai prosesau gweithgynhyrchu newydd fod yn effeithiol o ran lleihau'r swm gofynnol o arian, tra'n parhau i gyflawni effeithlonrwydd tebyg neu uwch. Bydd costau is, yn gyfnewid, yn caniatáu i'r dechnoleg hon gyrraedd y farchnad am brisiau rhesymol.

Mae materion technegol eraill a grybwyllir mewn mannau eraill: dyddodiad boron, gofynion gwahanol ar gyfer amodau ystafell lân y mae'n rhaid eu bodloni, ac anallu'r allyrrydd dethol presennol i fod yn berthnasol i'r allyrrydd blaen TOPCon. Mae'r materion hyn y tu hwnt i gwmpas yr erthygl hon.