Inhaltsverzeichnis

1. Einleitung
2. Was ist eine TOPCon-Solarzelle?
3. Aufbau der TOPCon-Solarzelle
4. Die Vorteile des TOPCon-Solarpanels
5. Echte Datenanalyse: TOPCon-Solarpanel vs. PERC-Solarpanel
6. Schlussfolgerung

Einleitung

In der heutigen Zeit befinden wir uns in einer kritischen Übergangsphase von traditionellen Energiequellen zu erneuerbaren Energien. Unter den verschiedenen erneuerbaren Energiequellen sticht die Solarenergie hervor, da sie vielversprechend ist und weltweit große Aufmerksamkeit und Investitionen auf sich zieht. Mit dem kontinuierlichen Fortschritt und der Diversifizierung der Solartechnologie ist die Auswahl der richtigen Solarpanels zunehmend wichtig geworden. Dieser Artikel konzentriert sich auf eine stark erwartete Technologie in diesem Bereich: das TOPCon-Solarpanel. Bekannt für seine überlegene Leistung und Kosteneffizienz, erweist sich das TOPCon-Solarpanel als kluge Wahl für diejenigen, die auf Kosteneffektivität Wert legen. In den folgenden Abschnitten werden wir die Vorteile des TOPCon-Solarpanels erkunden und konkrete Gründe liefern, warum es eine kosteneffektive Option darstellt.

Was ist eine TOPCon-Solarzelle?

Die TOPCon-Zelle gehört zur Kategorie der n-Typ-Solarzellen. Eine n-Typ-Zelle wird aus einem mit Phosphor dotierten Halbleitermaterial hergestellt, das dem Material eine negative Ladung verleiht. Im Vergleich zu p-Typ-Zellen bietet diese Variante zahlreiche Vorteile, wie eine verbesserte Effizienz und eine überlegene Leistung bei schwachen Lichtverhältnissen.

Wie ist die TOPCon-Solarzelle aufgebaut?

Die typischen Komponenten einer TOPCon-Solarzelle umfassen:

Antireflektierende Beschichtung: Diese wird auf der Vorderseite von Photovoltaikmodulen aufgetragen, um Lichtverluste durch Reflexion zu minimieren und die Energieausbeute zu maximieren.

Frontkontakte: Eine dünne Schicht aus leitfähigem Material, wie Silber oder Aluminium, direkt auf der antireflektierenden Beschichtung. Diese Schicht dient als positiver Elektrodenkontakt und ermöglicht den Stromfluss aus dem Modul.

N-dotierte Schicht: Unter den Frontkontakten positioniert, besteht aus Silizium und Phosphor.

P-dotierte Schicht: Besteht aus Silizium und Bor. Sonnenlicht kann einzelne Elektronen aus diesen Siliziumschichten extrahieren und so Strom erzeugen.

Oxidschicht: Diese Schicht ist ein Kennzeichen der TOPCon-Zelle und blockiert die Kanäle für Ladungsträger. Durch den Tunnel-Effekt kann der Strom jedoch die Barriere überwinden.

Rückkontakte: Ein weiterer leitfähiger Kontakt auf der Rückseite des multikristallinen Siliziums, der dazu dient, den Strom zu sammeln und aus dem Modul zu exportieren. Dieser Rückkontakt dient als negativer Elektrode.

Die Vorteile des TOPCon-Solarpanels

1.Hohe Effizienz und Leistungsstabilität

Das TOPCon-Solarpanel nutzt die fortschrittliche bifaziale Technologie, die die Vorteile der N-Typ-Zellensiliziumtechnologie kombiniert und dadurch eine höhere photovoltaische Umwandlungseffizienz sowie eine ausgezeichnete Leistungsstabilität erzielt. Traditionelle einseitige Solarpanels können Sonnenlicht nur von einer Seite absorbieren, während TOPCon-Panels mit bifazialer Technologie auch gestreutes und reflektiertes Licht von der Rückseite aufnehmen können, was die Effizienz der Lichtnutzung erhöht. Daher können TOPCon-Panels unter gleichen Beleuchtungsbedingungen mehr Strom erzeugen. Bei Beschattung durch Fremdobjekte weisen TOPCon-Panels geringe Schäden und Hotspot-Risiken auf. Die bifaziale Doppelglasstruktur bietet einen besseren Schutz für die internen Zellenkomponenten, reduziert Verschmutzung und Schäden durch äußere Umweltfaktoren wie Staub und Regen und verlängert somit die Lebensdauer der Panels und gewährleistet eine stabile Stromabgabe bei langfristiger Nutzung.

2.Hohe Bifazialität

Durch die Verwendung einer bifazialen Zellstruktur und eines Heteroübergangsdesigns erreicht das TOPCon-Solarpanel eine Bifazialitätsrate von bis zu 85%. Durch die Einführung effizienter Zellstrukturen auf beiden Seiten der Solarzelle wird die Effizienz der Lichtabsorption und des Ladungstransfers maximiert, was die Energieausgabe des gesamten photovoltaischen Systems erhöht. Diese Eigenschaft macht das TOPCon-Panel besonders praktisch einsetzbar, insbesondere in Szenarien, in denen maximale Energieausgabe auf begrenztem Raum erforderlich ist, wie z.B. bei Dachsolarsystemen.

3.Starke Umweltanpassungsfähigkeit

TOPCon-Zellen weisen einen niedrigen Temperaturkoeffizienten auf, der eine stabile Stromerzeugung auch in Hochtemperaturklimas sicherstellt. Diese Widerstandsfähigkeit reduziert die nachteiligen Auswirkungen von Hitze auf die Systemleistung. Mit der Fähigkeit, Sonnenlicht sowohl an der Vorder- als auch an der Rückseite zu absorbieren, halten TOPCon-Solarpanels auch bei schwachen Lichtverhältnissen eine hohe Leistung aufrecht, was die Gesamtleistung des Systems verbessert. Ihre Umweltanpassungsfähigkeit ermöglicht einen vielseitigen Einsatz in unterschiedlichsten Szenarien.

4.Geringe lichtinduzierte Degradation (LID) Eigenschaften

Dank des hohen Phosphorgehalts und der minimalen Bor-Präsenz in TOPCon N-Typ-Zellen mildern deren einzigartige Eigenschaften die Auswirkungen von Bor-Sauerstoff-Paaren, wodurch das Phänomen der lichtinduzierten Degradation (LID) unter Beleuchtung nahezu ausgelöscht wird. Folglich behalten TOPCon-Solarpanels über einen längeren Gebrauch hinweg eine stabile Leistung bei, unbeeinflusst von Degradation durch Beleuchtung. Diese geringe LID-Eigenschaft macht TOPCon-Panels zu einer zuverlässigen und dauerhaften Solarlösung, besonders geeignet für Anwendungen, die eine konstante Langzeit-Performance erfordern.

Echte Datenanalyse: TOPCon-Solarpanel vs. PERC-Solarpanel

TOPCon-Solarpanel hat eine höhere Effizienz als PERC-Solarpanel:

TOPCon-Solarzellen weisen im Allgemeinen eine höhere Umwandlungseffizienz auf als PERC-Zellen (Passivated Emitter and Rear Cell). Zum Beispiel liegt die maximale Effizienz der PERC-Panels von MaySun Solar zwischen 21,0% und 22,5%, während die maximale Effizienz der TOPCon-Panels zwischen 22,28% und 22,64% liegt, was generell höher ist als bei den PERC-Panels.

TOPCon-Solarpanel arbeitet stabiler als PERC-Solarpanel:

PERC-Solarzellen weisen im ersten Jahr eine Leistungsabnahme von 2% auf, und nach 25 Jahren beträgt die Stromerzeugungskapazität 84,95% der ursprünglichen Kapazität. Im Gegensatz dazu haben TOPCon-Solarzellen, die N-Typ-Zellen verwenden, eine Leistungsabnahme von nur 1,5% im ersten Jahr, und nach 25 Jahren kann die Stromerzeugungskapazität immer noch bei 88,9% der ursprünglichen Kapazität gehalten werden, was die Leistung extrem stabil macht.

Module, die N-Typ-Zellen nutzen, sind fähiger, Strom unter schwachen Lichtbedingungen wie am Morgen, Abend und an bewölkten Tagen zu erzeugen. Die TOPCon-Zelle liegt in Bezug auf die Stromerzeugung pro Watt etwa 0,5-1,0% höher als die PERC-Zelle aufgrund der hervorragenden Leistung bei schwachem Licht.

TOPCon-Solarpanel hat eine höhere Bifazialitätsrate als PERC-Solarpanel:

Die Bifazialitätsrate von PERC-Solarzellen beträgt 70%, während die Bifazialitätsrate von TOPCon-Zellen 85% erreicht, was eine deutliche Verbesserung gegenüber PERC-Solarzellen darstellt. Wie bereits erwähnt, kann eine hohe Bifazialitätsrate die Umwandlungsrate von Lichtenergie maximieren und die Energieausgabe des gesamten Photovoltaiksystems verbessern.

Die Daten in der Abbildung stammen aus tatsächlichen Testdaten von Maysun Solar.

Die Gesamtleistung des TOPCon-Solarpanels ist besser als die des PERC-Solarpanels:

Die Daten in der Abbildung zeigen, dass das TOPCon-Panel von Maysun Solar unter denselben Bedingungen besser abschneidet als das PERC-Panel. Konkret sieht das wie folgt aus:

Nach einem Jahr sinkt die Leistung des PERC-Solarpanels um 2%, mit einem durchschnittlichen Leistungsabfall von 0,45% nach dem ersten Jahr. Im Gegensatz dazu verringert sich die Leistung des TOPCon-Solarpanels nur um 1,5%, mit einem durchschnittlichen Leistungsabfall von 0,4% nach dem ersten Jahr. Das TOPCon-Panel hat einen Temperaturkoeffizienten von -0,32%/°C, während PERC einen Temperaturkoeffizienten von -0,35%/°C aufweist. Dies deutet darauf hin, dass bei denselben Bedingungen jeder Temperaturanstieg um ein Grad Celsius einen Leistungsverlust von 0,35% beim PERC-Solarpanel bewirkt, während das TOPCon-Solarpanel nur einen Leistungsverlust von 0,32% erfährt. Die oben genannten Daten zeigen, dass das TOPCon-Solarpanel im Vergleich zum PERC-Solarpanel über die Zeit und unter wechselnden Umweltbedingungen eine stabilere und effizientere Leistung bietet.

Schlussfolgerung

Im heutigen Markt für Solarenergie stehen wir vor einer wichtigen Entscheidung: Wie können wir Effizienz, Stabilität und Kosten ausgleichen, um die Nachfrage nach sauberer Energie zu erfüllen? In dieser Hinsicht bietet das TOPCon-Solarpanel eine Antwort. Seine hohe Effizienz, Stabilität, geringen Kosten und Umweltanpassungsfähigkeit machen es zu einer stark erwarteten Technologie auf dem Markt für Solarpanels. Es ist ein aufstrebender Stern im Bereich der Solarpanels mit enormen Entwicklungsaussichten. Durch die Wahl von TOPCon-Solarpanels können wir nicht nur eine höhere Energieausbeute und langfristige Renditen erzielen, sondern auch einen positiven Beitrag zum Umweltschutz und zur nachhaltigen Entwicklung leisten. Daher ist das TOPCon-Solarpanel zweifellos eine kluge Wahl für diejenigen, die Kosteneffizienz anstreben und verdient eine weit verbreitete Anwendung und Förderung. Die TOPCon-Produkte von Maysun Solar besitzen all diese Vorteile. Wenn Sie interessiert sind, zögern Sie bitte nicht, uns zu kontaktieren!

Reference:

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/.

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