Table of Contents
Úvod
Do roku 2025 se těžiště technologie fotovoltaických článků postupně přesunulo z P-typu na N-typ.
Ve srovnání s tradičními PERC články vykazují N-typové články výrazné výhody v účinnosti i dlouhodobém výkonu:
Úroveň účinnosti: u sériově vyráběných modulů se běžně pohybuje mezi 22–23 %, některé produkty překračují hranici 23 %, což je nad limitem přibližně 21 % u P-typu;
Spolehlivost: N-typ dosahuje lepších výsledků v teplotním koeficientu, odezvě při slabém osvětlení a v řízení degradace;
Průmyslová kapacita: celosvětová výrobní kapacita článků N-typu již překročila 300 GW, plánovaná kapacita se blíží 800 GW a jejich podíl poprvé překonal P-typ.
V rámci tohoto silného trendu se TOPCon a HJT staly dvěma hlavními technologickými cestami N-typu a zároveň klíčovým bodem konkurence a modernizace v oboru.
Rozdíly a vývojové trendy mezi články P-typu a N-typu
Historie vývoje a tržní postavení článků P-typu
V uplynulém desetiletí dominovaly články P-typu fotovoltaickému průmyslu a jejich technologická cesta prošla vývojem od BSF až k PERC:
Fáze BSF (do roku 2015): použití hliníkového zadního pole (Al-BSF), účinnost monokrystalických článků přibližně 17–18 %, polykrystalických 15–16 %. Proces byl vyspělý, ale s výraznou povrchovou rekombinací a omezeným prostorem pro zlepšení.
Fáze PERC (2015–2022): zadní pasivace pomocí Al₂O₃ + SiNx, účinnost článků se zvýšila na 22 %, účinnost modulů na 21–22 %. Podle údajů PV InfoLink vzrostl podíl PERC na trhu z přibližně 40 % v roce 2018 na více než 90 % v roce 2022.
Rozšíření technologie PERC významně přispělo ke snížení nákladů na vyrobenou elektřinu (LCOE) a bylo klíčové pro dosažení grid parity ve světě mezi lety 2015 a 2020.
Je však třeba upozornit na několik bodů:
výskyt degradace LID a LeTID, ztráta výkonu přibližně 2 % v prvním roce a následně asi 0,45 % ročně;
účinnost konverze se blíží teoretickému limitu 24 %, prostor pro zlepšení ve velkosériové výrobě je tedy omezený.
S postupným dozráváním a rozšiřováním článků N-typu ztrácí PERC výhodu při budování nové kapacity. Podle prognózy InfoLink klesne podíl PERC na trhu do roku 2025 pod 30 % a po roce 2026 bude postupně vytlačován z hlavního proudu.
Nástup článků N-typu a jejich výhody v účinnosti
Hlavní předností článků N-typu jsou vlastnosti použitých materiálů: křemíkové destičky dopované fosforem zabraňují tvorbě bor-kyslíkových komplexů, běžných u P-typu, čímž je téměř zcela odstraněna světlem indukovaná degradace (LID) a výrazně se prodlužuje životnost nosičů náboje. To přináší následující zlepšení výkonu:
Účinnost: sériová výroba se stabilně pohybuje na úrovni 22–23 %, některé firmy překračují 23 %; PERC zůstává přibližně na 21 %.
Spolehlivost: lepší odezva při slabém osvětlení než u P-typu, teplotní koeficient se běžně pohybuje kolem -0,30 %/°C.
Degradace: počáteční světelná degradace je téměř nulová, roční míra degradace je nižší než 0,45 %/rok u PERC.
Z pohledu trhu N-typ postupně nahrazuje P-typ jako hlavní technologii:
2023: celosvětová plánovaná kapacita N-typu již přesáhla 600 GW;
2024: reálná kapacita překročila 300 GW a poprvé předstihla P-typ;
Prognóza: do let 2025–2026 bude podíl N-typu v nově instalovaných kapacitách vyšší než 70 %.
Klasifikace technologií článků N-typu a hlavní směry
Články N-typu nabízejí řadu výhod: vysokou účinnost, vysokou bifacialitu, nízký teplotní koeficient, žádnou světelnou degradaci, dobrou odezvu při slabém osvětlení a dlouhou životnost nosičů náboje.
Hlavní technologické směry v současnosti jsou:
Technologie TOPCon: účinnost sériové výroby 21–23 %, možnost modernizace linek PERC s nízkými investicemi. V roce 2024 již celosvětová kapacita překročila 300 GW, což z ní činí hlavní proud současného trhu.
Technologie HJT: díky nižšímu teplotnímu koeficientu a vyšší bifacialitě dosahují některé firmy účinnosti modulů 23 % a více, což je mírně nad hranicí TOPCon, avšak s vyššími náklady.
Technologie IBC: bez kovových sběrnic na přední straně, odrazivost světla může být snížena na cca 1,7 %. Vhodná pro prémiové a BIPV aplikace, stabilní účinnost 22–23,5 %, s výhodou na středně a vysoce náročných trzích.
Celkově TOPCon krátkodobě dominuje, zatímco HJT a IBC jsou považovány za perspektivnější směry ve střednědobém a dlouhodobém horizontu.
Technologie článků TOPCon
TOPCon (Tunnel Oxide Passivated Contact – tunelový oxid s pasivovaným kontaktem) je vylepšená cesta vycházející z procesu článků N-typu. Jeho podstatou je vytvoření ultratenké vrstvy oxidu a dopované vrstvy polykrystalického křemíku na zadní straně destičky, čímž se snižuje rekombinace nosičů náboje, zvyšuje se napětí naprázdno a celková účinnost.
Hlavní výhody
Úroveň účinnosti: účinnost sériové výroby se běžně pohybuje mezi 21–23 %, což představuje hlavní proud odvětví; některé přední firmy již dosáhly více než 23 % a laboratorní rekordy se blíží 25–26 %. Ve srovnání s PERC má TOPCon lepší výkon při slabém osvětlení, nižší teplotní koeficient a vyšší stabilitu.
Kompatibilita nákladů: možnost přímého upgradu výrobních linek PERC, dodatečná investice přibližně 7–14 milionů EUR/GW; dobrá kompatibilita s vysokoteplotními procesy, což zabraňuje vzniku velkých utopených nákladů.
Dlouhodobá spolehlivost: nízká míra degradace modulů, stabilnější výroba elektřiny během provozu, vhodné pro komerční a průmyslové fotovoltaické instalace i velké pozemní elektrárny.
Průmyslový pokrok
Výrobní kapacita: ke konci roku 2024 celosvětová kapacita článků TOPCon již překročila 300 GW a v nově přidaných kapacitách zaujímá absolutně dominantní postavení.
Hlavní podniky: Longi, Jinko, Trina, Zhonglai, Risen a další již vybudovali rozsáhlou výrobu.
Tržní prognóza: očekává se, že v letech 2025–2026 podíl TOPCon na světovém trhu článků přesáhne 60 % a udrží si dominantní postavení.
Význam pro trh
Posouvá účinnost fotovoltaických modulů na vyšší úroveň a poskytuje klíčovou podporu pro snižování nákladů a zvyšování efektivity systémů.
V trendu neustálého poklesu LCOE se TOPCon stal v současnosti nejvýhodnější technologií N-typu.
Technologie článků HJT
HJT (Heterojunction with Intrinsic Thin layer) je technologie článků N-typu, která využívá hétérostrukturu složenou z krystalického křemíkového substrátu a tenkých vrstev amorfního křemíku. Na rozdíl od TOPCon, který je rozšířením linek PERC, vyžaduje HJT vybudování nových výrobních linek a zcela samostatný výrobní proces.
Hlavní výhody
Krátký výrobní proces: pouze čtyři kroky – texturace, depozice amorfního křemíku, depozice TCO a sítotisk. Oproti deseti krokům u PERC a 12–13 krokům u TOPCon je proces jednodušší, což umožňuje novým výrobcům rychlejší vstup na trh.
Velký potenciál rozvoje: laboratorní rekord 26,8 % v roce 2023, s potenciálem kombinace s IBC a perovskitem. Teoretická účinnost může překročit 30 %.
Nízká degradace: přibližně 1 % v prvním roce, poté asi 0,35 % ročně, výrazně méně než u PERC (2 % v prvním roce, průměrně 0,45 % ročně). Výroba elektřiny na jednotku během životního cyklu je přibližně o 2 % vyšší než u bifaciálního PERC.
Přizpůsobivost prostředí: nízký teplotní koeficient (≈ -0,243 %/°C), stabilní výkon i při vysokých teplotách a slabém osvětlení.
Průmyslový pokrok
HJT není kompatibilní s procesem PERC a vyžaduje nové výrobní linky, což znamená vyšší investiční náklady; pro nové výrobce je však výhodnější, protože se vyhnou odpisům zařízení PERC.
Do konce roku 2024 více než 20 společností, včetně China Resources Power, CNBM, Runda, Huasheng New Energy a Akcome, oznámilo plány kapacit. Celková plánovaná kapacita HJT přesáhla 100 GW a někteří výrobci již dosáhli sériové výroby na GW úrovni.
Význam pro trh
HJT je považována za technologii s dlouhodobým potenciálem, která má výhody v tandemu, BIPV, a v prostředí s vysokými teplotami a nízkým osvětlením.
S rostoucí zralostí technologií, jako je náhrada stříbrné pasty, galvanické pokovování mědí a ztenčování křemíkových destiček, má HJT v budoucnu šanci snížit náklady a stát se konkurenceschopnou vůči TOPCon.
Poznámka k datům: Údaje o výrobní kapacitě článků N-typu uvedené v tomto článku vycházejí z veřejných prognóz InfoLink, EnergyTrend, TaiyangNews a dalších zdrojů. Mezi jednotlivými institucemi existují rozdíly (např. jmenovitá vs. reálná kapacita, globální vs. regionální statistiky), proto jsou konkrétní hodnoty pouze orientační. Celkový trend je však shodný: od roku 2024 kapacita článků N-typu překročila P-typ, přičemž TOPCon dominuje v krátkodobém horizontu, zatímco HJT a IBC mají růstový potenciál ve střednědobém a dlouhodobém výhledu.
S tím, jak účinnost článků PERC postupně naráží na své limity, fotovoltaický průmysl zrychluje přechod na technologie N-typu. Mezi nimi je HJT považována za klíčového kandidáta další generace díky vyššímu potenciálu účinnosti, nižší míře degradace a kompatibilitě s IBC a perovskitem. Teoretický limit u monokrystalických křemíkových článků je však 29,43 %. Laboratorní účinnost TOPCon a HJT se již blíží 26–27 %, prostor pro další zlepšení je tedy omezený a další průlomy budou záviset na tandemových technologiích.
Maysun Solar se specializuje na evropský trh a poskytuje partnerům spolehlivé dodávky modulů založených na článcích N-typu ve všech výkonových třídách – včetně technologií IBC, TOPCon a HJT – a nabízí nejvhodnější fotovoltaická řešení pro vaši střechu.
Reference
Fraunhofer ISE. (2024). Photovoltaics report. Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems. Odkaz
IEA. (2024). Renewables 2024: Analysis and forecast to 2029. International Energy Agency. Odkaz
PV InfoLink. (2023). Explosive growth of TOPCon capacity accelerates p-n technology transition. PV InfoLink. Odkaz
