ما هي تقنية الألواح الشمسية TOPCon؟

في حين أن تقنية PERC (الاتصال الخلفي للباعث السلبي) أصبحت منتشرة في كل مكان في تصنيع الألواح الشمسية، فمن المتوقع أن تظهر عملية مختلفة كمنافس رئيسي. تم تقديم TOPCon، أو الاتصال التخميل بأكسيد النفق، إلى الصناعة في عام 2013 من قبل معهد فراونهوفر لأنظمة الطاقة الشمسية في ألمانيا، وقد تم استخدامه من قبل الشركات المصنعة الصينية الرئيسية منذ عام 2019 على الأقل. فهو يجمع بين طبقة أكسيد نفقية وخلية شمسية PERC تقليل خسائر إعادة التركيب وزيادة كفاءة الخلية.

في بضع خطوات إضافية، يجعل TOPCon خلية PERC أكثر قوة وكفاءة.

تمتلك تقنية PERC البسيطة حدًا نظريًا للكفاءة يصل إلى حوالي 24%، مما يشير إلى مقدار الطاقة الشمسية التي يمكن للوحة تحويلها إلى كهرباء قابلة للاستخدام، لذا لمواصلة المضي قدمًا، يستخدم المصنعون "تقنية الاتصال الخاملة" الأكثر تقدمًا. أعلنت شركة LONGi في عام 2021 أنها وصلت إلى كفاءة بنسبة 25.21% لخلايا TOPCon ثنائية الجانب من النوع n، وبعد بضعة أشهر وصلت JinkoSolar إلى كفاءة بنسبة 25.4%.

استمرت التطورات المتزايدة في كفاءة TOPCon في عام 2022: حققت Trina Solar كفاءة بنسبة 25.5% مع أكبر حجم للخلية يبلغ 210 ملم في مارس. وقال زيكسوان (روكي) لي، مدير المنتج في ترينا سولار، إن الشركة لم تطلق بعد منتج TOPCon في سوق أمريكا الشمالية، لكن الابتكار قد يصل إلى الشواطئ الغربية قريبًا بسبب المكاسب السهلة التي حققها TOPCon في كفاءة الخلية وموثوقيتها.

وقال: "تسمح الكفاءة الأعلى للوحة بحصد المزيد من الطاقة لكل وحدة مساحة". وقال لي إن TOPCon لديه معدل "ثنائي الجانب" بنسبة 80% مقارنة بـ 70% من PERC، مما يتيح لوحدات TOPCon "حصد المزيد من الطاقة من الجانب الخلفي مقارنة بوحدات PERC ثنائية الجانب، وهو مناسب لمشاريع المرافق الأرضية".

يتم إنجاز هذه التطورات في الخلايا بسهولة إلى حد ما على خلايا PERC عند مقارنتها بعمليات التصنيع الجديدة تمامًا. يضيف PERC فيلمًا خاملاً إلى الجزء الخلفي من الخلايا الشمسية العادية لامتصاص المزيد من الضوء الذي قد يكون قد مر عبر سطح الخلية الأولي. يأخذ TOPCon نفس فيلم PERC ويضيف طبقة أكسيد رقيقة جدًا في الأعلى كحاجز آخر لاحتواء الضوء غير الممتص.

بالمقارنة مع تقنية الوصلات غير المتجانسة (HJT)، التي تجمع بين السيليكون البلوري والأغشية الرقيقة من السيليكون غير المتبلور في خلية شمسية هجينة عالية الطاقة وتتطلب عملية تصنيع مختلفة تمامًا، فإن إضافة طبقة أكسيد واحدة إلى خلية PERC يعد ترقية تصنيع أسهل.

قال آدم ديتريك، مدير إدارة المنتجات والخدمات الفنية في القسم الأمريكي لشركة JinkoSolar: "يضيف TOPCon طبقة إضافية من أكسيد التخميل النفقي إلى الخلية ولكن يمكن إضافتها إلى خطوط PERC الحالية مقابل جزء منخفض نسبيًا من تكلفتها الإجمالية". "إن الكفاءة الإضافية وفوائد إنتاج الطاقة التي يوفرها TOPCon تجعله أقل تكلفة لصافي رأس المال على نطاق كامل."

وقال ديتريك إن شركة JinkoSolar تركز على تنمية قدرة TOPCon من النوع n باعتبارها عرضها الأساسي للخلايا حيث ترى أن TOPCon هي تكنولوجيا الخلايا الخاملة الرائدة في السوق خلال السنوات الخمس المقبلة.

وقال: "يوفر TOPCon أفضل مزيج من الكفاءة والموثوقية مقارنة بالتكلفة الرأسمالية ويتناسب بسهولة مع معايير تصميم الوحدة الحالية". "هناك تقنيات أخرى من النوع n مثل HJT وIBC، لكن بنيتها الخلوية الأكثر غرابة تعني أنها تتطلب خطوط خلايا فريدة بتكاليف رأسمالية أعلى بكثير."

يمكن للصناعة أن تتوقع أن يكون TOPCon موجودًا في كل مكان بسرعة مثل PERC في سوق الطاقة الشمسية المصنوعة من السيليكون البلوري، بمجرد أن يكون المصنعون على استعداد لتحديث خطوط الإنتاج الخاصة بهم.

لمعرفة المزيد عن معلومات صناعة الطاقة الشمسية، يرجى المتابعةشيامن البلشون الأبيض لتكنولوجيا الطاقة الشمسية الجديدة المحدودة