IBC Technology vs PERC Technology vs TOPCon Technology
Both PERC and IBC technologies improve efficiency by reducing the amount of space occupied by grid lines or metal contacts. While PERC ...
O que é o N-TOPCon Tecnologia de Módulos Fotovoltaicos?
O que é a tecnologia TOPCon?
A tecnologia TOPCon (Tunnel Oxide Passivated Contact) é um avanço revolucionário no desenvolvimento de células solares, baseado no princípio do transporte seletivo de portadores. Aumenta a eficiência e o desempenho através da utilização de uma estrutura traseira especializada, que inclui uma camada ultra-fina de óxido de silício e uma camada de silício ligeiramente dopada. Em conjunto, estas camadas criam um contacto passivado altamente eficiente, minimizando significativamente as perdas por recombinação na superfície e a partir de contactos metálicos.
Ao contrário da tecnologia tradicional PERC (Passivated Emitter and Rear Cell), a TOPCon oferece uma eficiência de conversão fotovoltaica superior através da sua inovação estrutural única. Esta solução de nova geração reduz as perdas de energia, ao mesmo tempo que proporciona uma fiabilidade inigualável. A sua adoção generalizada marca uma mudança transformadora na indústria da energia solar, abrindo portas a uma maior eficiência e a um crescimento sustentável.
Princípio de funcionamento e caraterísticas estruturais das células solares TOPCon
As células solares TOPCon destacam-se pela sua camada de óxido ultrafina (1-2 nm), que permite o tunelamento eficiente dos portadores maioritários. Esta conceção minimiza a recombinação de portadores minoritários, conduzindo a melhorias significativas na tensão de circuito aberto e na corrente de curto-circuito, ao mesmo tempo que aumenta a eficiência global.
A inovação reside na estrutura de contacto passivado posterior, um passo além das concepções convencionais das células do tipo N ou N-PERT. Esta configuração avançada inclui uma camada de óxido de silício e uma película fina de silício dopado com fósforo. Sob recozimento preciso a 850°C, a película transita de um estado microcristalino de fase mista para uma estrutura policristalina. Este processo ativa uma passivação superior, atingindo uma tensão de circuito aberto superior a 710 mV e reduzindo as taxas de recombinação para uns impressionantes 9-13 fA/cm².
Ao combinar inovação e precisão, a tecnologia TOPCon estabelece um novo padrão na busca de células solares de alta eficiência.
Processo de produção de células solares N-TOPCon
As células solares TOPCon estão na vanguarda da inovação fotovoltaica, tirando partido de uma camada de óxido ultrafina (1-2 nm) para permitir o tunelamento eficiente dos portadores maioritários. Este avanço minimiza a recombinação de portadores minoritários, aumentando significativamente a tensão de circuito aberto e a corrente de curto-circuito, o que contribui diretamente para uma maior eficiência na conversão de energia.
A vantagem única da tecnologia TOPCon reside na sua estrutura avançada de contacto passivado traseiro. Enquanto o design frontal se assemelha muito às células tradicionais do tipo N ou N-PERT, a parte traseira incorpora uma camada ultrafina de óxido de silício associada a uma película de silício microcristalino-amorfo dopado com fósforo. Durante o processo de recozimento a 850°C, a película de silício transforma-se de uma fase microcristalina-amorfa numa estrutura policristalina. Esta transformação ativa propriedades de passivação excepcionais, permitindo tensões de circuito aberto superiores a 710 mV e reduzindo as taxas de recombinação de electrões para uns impressionantes 9-13 fA/cm². Estes avanços garantem um desempenho superior em diversas aplicações de energia solar.
Uma das principais vantagens da tecnologia TOPCon é a sua compatibilidade com os processos de fabrico de células do tipo P existentes. O fluxo de trabalho de produção integra-se perfeitamente nos métodos tradicionais, exigindo apenas a adição de equipamento de difusão de boro e de deposição de película fina. Ao eliminar etapas complexas, como a abertura e o alinhamento da face posterior, o processo reduz significativamente a complexidade do fabrico e aumenta a escalabilidade da produção em massa.
Com a sua capacidade de alcançar uma elevada eficiência e manter uma produção rentável, a tecnologia TOPCon está preparada para redefinir os padrões da indústria fotovoltaica. Não só oferece um caminho para um desempenho superior das células solares, como também se alinha com a crescente procura de soluções de energia renovável optimizadas para a sustentabilidade e escalabilidade.
- Texturização (Textura): A superfície da pastilha de silício é texturizada utilizando métodos físicos ou químicos para otimizar a absorção de luz através da redução da reflexão.
- Difusão de boro (Difusão LP-BBr₃): O gás de tribrometo de boro a baixa pressão é utilizado para a difusão de boro do tipo P, criando a zona emissora para uma separação de carga eficiente.
- Emissor seletivo a laser: A tecnologia laser modifica áreas específicas da pastilha de silício para formar regiões emissoras selectivas, melhorando o desempenho elétrico.
- Isolamento químico da borda: O excesso de material nas bordas da bolacha é removido quimicamente para minimizar os defeitos de superfície e aumentar a durabilidade.
- Oxidação TOPCon: É criada uma camada de óxido na superfície da bolacha para uma passivação superior, reduzindo significativamente a recombinação de electrões e buracos.
- TOPCon PECVD: Uma camada de óxido de túnel e uma camada de silício policristalino são depositadas utilizando a tecnologia PECVD, formando contactos passivados avançados.
- TOPCon Recozimento a alta temperatura: O recozimento a alta temperatura ativa as camadas de passivação, aumentando ainda mais a eficiência da célula ao melhorar as propriedades eléctricas.
- Deposição de alumina (Al₂O₃ frontal): Uma camada de alumina é depositada na superfície frontal para melhorar a passivação e estabilizar a estrutura da célula.
- Deposição de nitreto de silício (PECVD SiNx à frente e atrás): São depositadas camadas de nitreto de silício em ambos os lados da bolacha para antirreflexo e passivação adicional.
- Impressão: A tecnologia de impressão serigráfica é utilizada para adicionar eléctrodos metálicos na bolacha para a conetividade eléctrica.
- Queima: Os eléctrodos metálicos são ligados à bolacha de silício através de sinterização a alta temperatura, estabelecendo ligações eléctricas robustas.
- Teste e seleção: As células são testadas quanto ao seu desempenho e classificadas com base na eficiência para garantir uma qualidade consistente.
O processo de fabrico de células TOPCon integra-se eficazmente nos métodos tradicionais de produção de células do tipo P, exigindo modificações mínimas, como a difusão de boro e a deposição de película fina. Elimina etapas complexas como a abertura e o alinhamento da parte traseira, simplificando a produção e mantendo a compatibilidade com as linhas PERC. A adição do processo de difusão de boro e da camada de óxido de túnel + p-Poly garante uma transição perfeita, tornando a produção em massa económica e escalável.
Comparação das tecnologias N-TOPCon e PERC
| TOPCON | PERC | |
|---|---|---|
| Aparência | Padrão | Padrão |
| Degradação de energia no primeiro ano | 1.5% | 2% |
| Degradação média anual da potência após o primeiro ano | 0.4% | 0.45% |
| Eficiência | 22.28% | 21.2% |
| Coeficiente de temperatura | -0.32%/℃ | -0.35%/℃ |
Vantagens da tecnologia TOPCon
Alta eficiência de conversão: As células TOPCon atingem uma eficiência de produção em massa de 24,5%-25%, ultrapassando a eficiência média de 23,2% das células PERC. Com um limite de eficiência teórica superior a 24,5%, as células TOPCon oferecem um potencial significativo para melhorias adicionais.
Produção de energia melhorada: O fator bifacial dos painéis solares TOPCon atinge até 85%, notavelmente mais elevado do que os 70% dos painéis PERC. Isto resulta num ganho potencial de 2% na produção de energia, aumentando a produção global de energia.
Período de garantia de potência alargado: O substrato de silício tipo N, dopado com fósforo, evita a degradação do par boro-oxigénio comum nas células PERC. Isto quase elimina a degradação induzida pela luz, assegurando um período de garantia mais longo.
Baixo investimento para actualizações: A tecnologia TOPCon é compatível com as linhas de produção de PERC, exigindo apenas equipamento adicional para a difusão de boro e a preparação das camadas de óxido de túnel e de polissilício. A maioria dos processos existentes permanece inalterada, simplificando a atualização.
Aplicações dos módulos solares TOPCon
Sistemas residenciais e comerciais: Os painéis TOPCon são ideais para instalações em telhados ou no solo, fornecendo energia renovável eficiente para casas, empresas e instalações industriais.
Centrais solares de grande escala: Em parques solares de grande escala, os painéis TOPCon maximizam a produção de energia num espaço limitado, reduzindo os custos de eletricidade e melhorando a eficiência do projeto.
Soluções agrícolas: Perfeitos para áreas remotas ou fora da rede, os painéis TOPCon podem alimentar equipamento agrícola essencial, como bombas de água e sistemas de irrigação, ajudando os agricultores a aumentar a produtividade.
Carregamento de veículos eléctricos: À medida que a adoção de veículos eléctricos cresce, os painéis TOPCon oferecem uma fonte de energia limpa para estações de carregamento, apoiando iniciativas de transporte sustentáveis e ecológicas.
Fotovoltaicos integrados em edifícios (BIPV): A tecnologia TOPCon permite uma integração perfeita no design dos edifícios, combinando a produção de energia com elementos arquitectónicos estéticos.
Áreas costeiras e offshore: Graças à sua elevada durabilidade, os painéis TOPCon são adequados para regiões com elevada névoa salina e humidade, garantindo um desempenho fiável em ambientes difíceis.
Previsões de desenvolvimento futuro para os módulos solares TOPCon
Prevê-se que as células solares TOPCon registem um crescimento substancial do mercado de 2023 a 2030, impulsionado pela sua eficiência de conversão superior e desempenho fiável. À medida que a produção aumenta e a tecnologia amadurece, espera-se que os custos de fabrico diminuam, permitindo uma maior adoção em centrais fotovoltaicas de grande escala e aplicações comerciais.
Os incentivos políticos e a ênfase global no desenvolvimento sustentável estão a acelerar ainda mais a integração da tecnologia TOPCon. Espera-se que a crescente procura de energia limpa, particularmente nas regiões ricas em sol, impulsione os avanços tecnológicos e expanda o mercado fotovoltaico, solidificando o papel da TOPCon no sector das energias renováveis.
Referência:
https://guangfu.bjx.com.cn/news/20200710/1088087.shtml
https://guangfu.bjx.com.cn/news/20200710/1088087.shtml
https://xueqiu.com/2305761063/241967340
https://guangfu.bjx.com.cn/news/20200710/1088087.shtml
https://www.sohu.com/a/640762583_121123896
https://www.verifiedmarketreports.com/product/topcon-solar-cell-and-module-market/
Produtos TOPCon da Maysun Solar
QUENTE
Maysun Solar 565-585W N-TOPCon Módulo Solar Bifacial Moldura Prateada
Potência de saída: 565/570/575/580/585 WP
Eficiência: 21,9%-22,6%
Dimensões (C × L × A): 2279 x 1134 x 30 mm
Peso: 29 kg
Embalagem: 37 pcs/palete, 740 pcs/40'HQ
Garantia: 15 anos de garantia do produto e 25 anos de garantia de energia
Eficiência: 21,9%-22,6%
Dimensões (C × L × A): 2279 x 1134 x 30 mm
Peso: 29 kg
Embalagem: 37 pcs/palete, 740 pcs/40'HQ
Garantia: 15 anos de garantia do produto e 25 anos de garantia de energia
QUENTE
Maysun Solar 560-580W N-TOPCon Módulo Solar Moldura de vidro prateado
Potência de saída: 560/565/570/575/580 WP
Eficiência: 21,7%-22,4%
Dimensões (C × L × A): 2279 x 1134 x 30 mm
Peso: 32 kg
Embalagem: 36 pcs/palete, 720 pcs/ 40'HQ
Garantia: 30 anos de garantia do produto e da energia
Eficiência: 21,7%-22,4%
Dimensões (C × L × A): 2279 x 1134 x 30 mm
Peso: 32 kg
Embalagem: 36 pcs/palete, 720 pcs/ 40'HQ
Garantia: 30 anos de garantia do produto e da energia
QUENTE
Maysun Solar 420-435W N-TOPCon Módulo Solar Glass-Glass Full Black
Potência: 420/425/430/435 WP
Eficiência: 21,5%-22,3%
Dimensões (C × L × A): 1722 x 1134 x 30mm
Peso: 24 kg
Embalagem: 36 pcs/palete, 936 pcs/40'HQ
Garantia: 30 anos de garantia do produto e da energia
Eficiência: 21,5%-22,3%
Dimensões (C × L × A): 1722 x 1134 x 30mm
Peso: 24 kg
Embalagem: 36 pcs/palete, 936 pcs/40'HQ
Garantia: 30 anos de garantia do produto e da energia
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