Περιεχόμενα
- Εισαγωγή
- Τι είναι το Ηλιακό Κύτταρο TOPCon;
- Πώς δομείται το Ηλιακό Κύτταρο TOPCon;
- Τα πλεονεκτήματα του Ηλιακού Πάνελ TOPCon
- Ανάλυση πραγματικών δεδομένων: Ηλιακό Πάνελ TOPCon έναντι Ηλιακού Πάνελ PERC
- Συμπέρασμα
Εισαγωγή
Στον σημερινό κόσμο, βρισκόμαστε σε μια κρίσιμη περίοδο μετάβασης από τις παραδοσιακές πηγές ενέργειας στην καθαρή ενέργεια. Η ηλιακή ενέργεια, ως μία από τις πιο υποσχόμενες πηγές καθαρής ενέργειας, έχει κερδίσει παγκόσμια προσοχή και επενδύσεις. Ωστόσο, με τη συνεχή πρόοδο και διαφοροποίηση της τεχνολογίας ηλιακών πάνελ, η επιλογή των πιο κατάλληλων ηλιακών πάνελ γίνεται όλο και πιο σημαντική. Σήμερα, εστιάζουμε σε μια πολύ αναμενόμενη ηλιακή τεχνολογία: το ηλιακό πάνελ TOPCon. Με την εξαιρετική του απόδοση και την οικονομική του αποδοτικότητα, το ηλιακό πάνελ TOPCon γίνεται η σοφή επιλογή για εκείνους που επιδιώκουν την κοστολογική αποδοτικότητα. Σε αυτό το άρθρο, θα εξερευνήσουμε τα πλεονεκτήματα του ηλιακού πάνελ TOPCon, παρέχοντας σας συγκεκριμένους λόγους γιατί αποτελούν την οικονομικά αποδοτική επιλογή.
Τι είναι το Ηλιακό Κύτταρο TOPCon;
Το κύτταρο TOPCon ανήκει στην κατηγορία των ηλιακών κυττάρων τύπου n. Ένα κύτταρο τύπου n κατασκευάζεται χρησιμοποιώντας ένα ημιαγωγικό υλικό δοπαρισμένο με φωσφόρο, προσδίδοντας αρνητικό φορτίο στο υλικό. Σε σύγκριση με τα κύτταρα τύπου p, αυτή η παραλλαγή προσφέρει πολλαπλά οφέλη, όπως βελτιωμένη απόδοση και υπεροχή σε συνθήκες χαμηλού φωτισμού.
Πώς δομείται το Ηλιακό Κύτταρο TOPCon;
Τα τυπικά συστατικά ενός Ηλιακού Κυττάρου TOPCon περιλαμβάνουν:
Αντιανακλαστική επίστρωση: Εφαρμόζεται στην εμπρόσθια πλευρά των φωτοβολταϊκών μονάδων για να μειώσει τις απώλειες φωτός λόγω αντανάκλασης και να μεγιστοποιήσει την ενεργειακή παραγωγή.
Εμπρόσθιες επαφές: Ένα λεπτό στρώμα αγώγιμου υλικού απευθείας πάνω από την αντιανακλαστική επίστρωση, όπως ασήμι ή αλουμίνιο. Αυτό το στρώμα λειτουργεί ως θετική επαφή του ηλεκτροδίου, επιτρέποντας τη ροή του ρεύματος εκτός του μονάδας.
Στρώμα δοπαρισμένο με N: Τοποθετημένο κάτω από την εμπρόσθια επαφή, αποτελούμενο από πυρίτιο και φωσφόρο.
Στρώμα δοπαρισμένο με P: Αποτελείται από πυρίτιο και βόριο, το ηλιακό φως μπορεί να εξάγει ατομικά ηλεκτρόνια από αυτά τα στρώματα πυριτίου, παράγοντας ηλεκτρική ενέργεια.
Στρώμα οξειδίου: Αυτό το στρώμα είναι το σήμα κατατεθέν του κυττάρου TOPCon, αποκλείοντας τα κανάλια για τους φορείς φορτίου. Ωστόσο, λόγω του φαινομένου της σήραγγας, το ρεύμα μπορεί να ξεπεράσει το εμπόδιο.
Πίσω επαφές: Ένα ακόμη αγώγιμο επαφή στην πίσω πλευρά του πολυκρυσταλλικού πυριτίου, χρησιμοποιείται για να συλλέξει το ρεύμα και να το εξάγει από τη μονάδα. Αυτή η πίσω επαφή λειτουργεί ως αρνητικό ηλεκτρόδιο.
Τα πλεονεκτήματα του ηλιακού πάνελ TOPCon
1.Υψηλή Απόδοση και Σταθερότητα Επιδόσεων
Το ηλιακό πάνελ TOPCon χρησιμοποιεί προηγμένη διφακιακή τεχνολογία, συνδυάζοντας τα πλεονεκτήματα του σιλικόνη των κυττάρων τύπου N, που οδηγούν σε υψηλότερη φωτοβολταϊκή απόδοση μετατροπής και εξαιρετική σταθερότητα επίδοσης. Τα παραδοσιακά μονόπλευρα ηλιακά πάνελ μπορούν να απορροφούν το ηλιακό φως μόνο από ένα πλευρά, ενώ το πάνελ TOPCon με διφακιακή τεχνολογία μπορεί επίσης να δέχεται διάχυτο και ανακλαστικό φως από το περιβάλλον στην πίσω πλευρά, αυξάνοντας την αποδοτικότητα χρήσης του φωτός. Έτσι, υπό τις ίδιες συνθήκες φωτισμού, τα πάνελ TOPCon μπορούν να παράγουν περισσότερο ηλεκτρισμό. Υπό συνθήκες σκίασης από ξένα αντικείμενα, το πάνελ TOPCon παρουσιάζει χαμηλό κίνδυνο ζημιάς και κινδύνους θερμών σημείων. Η διφακιακή δομή με διπλό γυαλί παρέχει καλύτερη προστασία για τα εσωτερικά στοιχεία των κυττάρων, μειώνοντας τη ρύπανση και τη ζημιά από εξωτερικούς περιβαλλοντικούς παράγοντες, όπως σκόνη και βροχή, παρατείνοντας έτσι τη διάρκεια ζωής των πάνελ και εξασφαλίζοντας σταθερή ισχύ εξόδου μακροπρόθεσμα.
2.Υψηλή Διφακιακότητα
Λόγω της υιοθέτησης μιας διφακιακής δομής κυττάρου και ενός σχεδίου ητεροδιαστήματος, το ηλιακό κύτταρο TOPCon επιτυγχάνει έναν ρυθμό διφακιακότητας έως 85%. Εισάγοντας αποδοτικές δομές κυττάρων και από τις δύο πλευρές του ηλιακού κυττάρου, μεγιστοποιείται η αποδοτικότητα απορρόφησης του φωτός και η μεταφορά φορτίου, αυξάνοντας έτσι την ενεργειακή παραγωγή ολόκληρου του φωτοβολταϊκού συστήματος. Αυτή η λειτουργία καθιστά το πάνελ TOPCon ιδιαίτερα κατάλληλο για πρακτικές εφαρμογές, ειδικά κατάλληλο για σενάρια όπου απαιτείται μέγιστη ενεργειακή παραγωγή σε περιορισμένο χώρο, όπως στα συστήματα ηλιακών πάνελ σε οροφές.
3.Ισχυρή Προσαρμοστικότητα στο Περιβάλλον
Τα κύτταρα TOPCon παρουσιάζουν χαμηλό θερμικό συντελεστή, εξασφαλίζοντας σταθερή παραγωγή ενέργειας ακόμη και σε κλίματα υψηλής θερμοκρασίας. Αυτή η ανθεκτικότητα μειώνει τις αρνητικές επιπτώσεις της θερμότητας στην απόδοση του συστήματος. Με την ικανότητα απορρόφησης του ηλιακού φωτός τόσο στην μπροστινή όσο και στην πίσω πλευρά, τα ηλιακά πάνελ TOPCon διατηρούν υψηλή παραγωγή ακόμη και σε συνθήκες χαμηλού φωτισμού, βελτιώνοντας τη συνολική απόδοση του συστήματος. Η προσαρμοστικότητά τους στο περιβάλλον επιτρέπει την ευέλικτη ανάπτυξη σε ευρεία σενάρια.
4.Χαρακτηριστικά Υποβάθμισης λόγω Χαμηλού Φωτισμού (LID)
Χάρη στην υψηλή περιεκτικότητα σε φωσφόρο και την ελάχιστη παρουσία βορίου στα κύτταρα τύπου N TOPCon, οι μοναδικές τους ιδιότητες μετριάζουν τον αντίκτυπο των ζευγών βορίου-οξυγόνου, εξαλείφοντας ουσιαστικά το φαινόμενο της Υποβάθμισης Προκαλούμενης από το Φως (LID) κάτω από φωτισμό. Ως αποτέλεσμα, τα ηλιακά πάνελ TOPCon διατηρούν σταθερή απόδοση καθ' όλη τη διάρκεια της εκτεταμένης χρήσης τους, χωρίς να επηρεάζονται από υποβάθμιση λόγω φωτισμού. Αυτή η χαμηλή ιδιότητα LID καθιστά τα πάνελ TOPCon μια αξιόπιστη και διαρκή ηλιακή λύση, ιδιαίτερα κατάλληλη για εφαρμογές που απαιτούν συνεπή μακροχρόνια απόδοση.
Πραγματική ανάλυση δεδομένων: Ηλιακό Πάνελ TOPCon έναντι Ηλιακού Πάνελ PERC
Το ηλιακό πάνελ TOPCon έχει μεγαλύτερη απόδοση από το ηλιακό πάνελ PREC:
Οι ηλιακές κυψέλες TOPCon γενικά έχουν υψηλότερη απόδοση μετατροπής σε σύγκριση με τις κυψέλες PREC. Για παράδειγμα, η μέγιστη απόδοση των πάνελ PREC της MaySun Solar κυμαίνεται μεταξύ 21,0% - 22,5%, ενώ η μέγιστη απόδοση των πάνελ TOPCon κυμαίνεται μεταξύ 22,28% - 22,64%, η οποία γενικά είναι υψηλότερη από αυτή των πανελ PREC.
Το ηλιακό πάνελ TOPCon λειτουργεί πιο σταθερά από το ηλιακό πάνελ PREC:
Οι ηλιακές κυψέλες PERC έχουν ποσοστό υποχώρησης της ισχύος της τάξης του 2% το πρώτο έτος και, μετά από 25 χρόνια, η ικανότητα παραγωγής ισχύος είναι 84,95% της αρχικής ικανότητας. Αντίθετα, η ηλιακή κυψέλη TOPCon, λόγω της χρήσης κυψέλης τύπου N, έχει ποσοστό υποχώρησης της ισχύος μόλις 1,5% το πρώτο έτος και, μετά από 25 χρόνια, η ικανότητα παραγωγής ισχύος μπορεί να διατηρηθεί στο 88,9% της αρχικής ικανότητας, γεγονός που καθιστά την απόδοση εξαιρετικά σταθερή.
Τα μοντέλα που χρησιμοποιούν κυψέλες τύπου N είναι πιο ικανά να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια υπό χαμηλές συνθήκες φωτισμού όπως το πρωί, το απόγευμα και τις συννεφιασμένες ημέρες. Η κυψέλη TOPCon είναι περίπου 0,5-1,0% υψηλότερη από την κυψέλη PERC όσον αφορά την παραγωγή ισχύος ανά βατ απόδοσης στις χαμηλές συνθήκες φωτισμού.
Το ηλιακό πάνελ TOPCon έχει υψηλότερο ποσοστό διπλής όψης από το ηλιακό πάνελ PERC:
Το ποσοστό διπλής όψης της ηλιακής κυψέλης PERC είναι 70%, ενώ το ποσοστό διπλής όψης της κυψέλης TOPCon φτάνει το 85%, σημειώνοντας μια σημαντική βελτίωση σε σχέση με την ηλιακή κυψέλη PERC. Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, ένα υψηλό ποσοστό διπλής όψης μπορεί να μεγιστοποιήσει τον ρυθμό μετατροπής της ενέργειας του φωτός και να βελτιώσει την ενεργειακή παραγωγή ολόκληρου του συστήματος φωτοβολταϊκών.
Τα δεδομένα στο σχήμα προέρχονται από πραγματικά δεδομένα δοκιμής από την Maysun Solar.
Η συνολική απόδοση του ηλιακού πάνελ TOPCon είναι καλύτερη από αυτή του ηλιακού πάνελ PERC:
Τα δεδομένα στο σχήμα δείχνουν ότι το πάνελ TOPCon της Maysun Solar υπερέχει του πάνελ PERC υπό τις ίδιες συνθήκες. Ειδικότερα, όπως ακολούθως:
Από τα δεδομένα, ένα χρόνο μετά, η απόδοση του ηλιακού πάνελ PERC μειώνεται κατά 2%, με μέση μείωση ισχύος κατά 0,45% μετά το πρώτο έτος. Αντίθετα, η απόδοση του ηλιακού πάνελ TOPCon μειώνεται μόνο κατά 1,5%, με μέση μείωση ισχύος κατά 0,4% μετά το πρώτο έτος. Το πάνελ TOPCon έχει συντελεστή θερμοκρασίας -0,32%/°C, ενώ το PERC έχει συντελεστή θερμοκρασίας -0,35%/°C. Αυτό υποδηλώνει ότι για τις ίδιες συνθήκες, κάθε αύξηση της θερμοκρασίας ενός βαθμού Κελσίου οδηγεί σε απώλεια ισχύος 0,35% για το ηλιακό πάνελ PERC, ενώ το ηλιακό πάνελ TOPCon εμπειρικά υφίσταται απώλεια ισχύος 0,32%. Τα παραπάνω δεδομένα επισημαίνουν ότι σε σύγκριση με το ηλιακό πάνελ PERC, το ηλιακό πάνελ TOPCon επιδεικνύει πιο σταθερή και αποδοτική απόδοση με την πάροδο του χρόνου και την αλλαγή των περιβαλλοντικών συνθηκών.
Συμπέρασμα
Συμπερασματικά, στη σημερινή αγορά ηλιακής ενέργειας, αντιμετωπίζουμε μια σημαντική απόφαση: πώς να ισορροπήσουμε την απόδοση, τη σταθερότητα και το κόστος για να ικανοποιήσουμε τη ζήτηση για καθαρή ενέργεια. Σε αυτή την έννοια, το ηλιακό πάνελ TOPCon παρέχει μια απάντηση. Η υψηλή απόδοσή του, η σταθερότητα, το χαμηλό κόστος και η περιβαλλοντική προσαρμοστικότητά του το καθιστούν μια ανυπομονούμενη τεχνολογία στην αγορά των ηλιακών πάνελ. Είναι ένα ανερχόμενο αστέρι στον τομέα των ηλιακών πάνελ, με τεράστιες προοπτικές ανάπτυξης. Επιλέγοντας το ηλιακό πάνελ TOPCon, μπορούμε όχι μόνο να επιτύχουμε υψηλότερη παραγωγή ενέργειας και μακροπρόθεσμη απόδοση επενδύσεων, αλλά και να συμβάλουμε θετικά στην προστασία του περιβάλλοντος και τη βιώσιμη ανάπτυξη. Επομένως, το ηλιακό πάνελ TOPCon είναι αναμφίβολα μια σοφή επιλογή για εκείνους που επιδιώκουν την αποδοτικότητα κόστους, αξίζοντας ευρεία εφαρμογή και προώθηση. Τα προϊόντα TOPCon της Maysun Solar διαθέτουν όλα αυτά τα πλεονεκτήματα. Εάν ενδιαφέρεστε, μη διστάσετε να επικοινωνήσετε μαζί μας!
Αναφορά:
Kelly Pickerel(2022) ‘What is TOPCon solar panel technology?’, 1 April. https://www.solarpowerworldonline.com/2022/04/what-is-topcon-solar-panel-technology/.
Admin(2023) ‘TOPCON SOLAR CELLS VS MONO PERC SOLAR CELLS: A COMPARATIVE ANALYSIS’ 14 October.
https://www.novergysolar.com/topcon-vs-perc-vs-hjt-solar-cells/.
Anna Vöpel(2023) ‘TOPCon-Solarzellen: Aufbau, Funktion, Nachteile, Preis’, 11 July
https://gruenes.haus/topcon-solarzellen/.
Διαβάστε περισσότερα: