M10 MBB,N-Tpye TopCon 108 Halbzellen 420W-435W Solarmodul

TOPCon-Solarzellen (Tunnel Oxide Passivated Contact) sind eine hocheffiziente Photovoltaik-Technologie, die eine wesentliche Verbesserung gegenüber herkömmlichen Solarzellendesigns darstellt.Das Design der TOPCon-Zelle beinhaltet eine Tunneloxidschicht, die zwischen einer dünnen Siliziumkontaktschicht und der Emitterschicht positioniert ist.Die Tunneloxidschicht bietet einen niederohmigen Pfad für die Übertragung von Ladungsträgern von der Siliziumkontaktschicht zur Emitterschicht und verbessert so die Energieumwandlungseffizienz.

Die Grundstruktur einer TOPCon-Solarzelle besteht aus einem p-Typ-Siliziumsubstrat, das mit einer dünnen n-Typ-Siliziumschicht bedeckt ist.Darauf folgt eine dünne Tunneloxidschicht, typischerweise weniger als 5 Nanometer dick.Auf der Tunneloxidschicht befindet sich eine n-dotierte Schicht, die den Emitter der Solarzelle bildet.Abschließend wird ein metallisches Kontaktgitter auf der Vorderseite der Zelle angebracht, um die erzeugten Ladungsträger aufzufangen.

Einer der Hauptvorteile der TOPCon-Solarzellen ist die hohe Passivierungsqualität des Tunneloxids.Diese Masse führt zu weniger Rekombinationsstellen für angeregte Ladungsträger, was den Energieverlust verringert und die Effizienz erhöht.Darüber hinaus ermöglicht der durch die Tunneloxidschicht bereitgestellte Pfad mit niedrigem Widerstand einen effizienten Ladungsträgertransport von der Siliziumkontaktschicht zum Emitter, was die Effizienz weiter verbessert.

Ein weiterer Vorteil der TOPCon-Technologie ist das Fehlen von Frontflächenfeldern.Herkömmliche Solarzellen verfügen häufig über stark dotierte Bereiche auf der Vorderseite, um die Übertragung von Ladungsträgern zu erleichtern, was zu Effizienzverlusten führt.Das TOPCon-Design beseitigt dieses Problem, indem es den Ladungsträgertransport durch das Tunneloxid erleichtert und dadurch die Leistung verbessert.

Hinsichtlich der Effizienz erreichten TOPCon-Solarzellen in einer Laborumgebung einen Weltrekord-Umwandlungswirkungsgrad von 25,0 %, verglichen mit dem höchsten Wirkungsgrad von 23,4 % bei herkömmlichen Silizium-Solarzellen.Diese Effizienzsteigerung führt zu einer höheren Energieausbeute und geringeren Solarstromkosten.

TOPCon-Solarzellen zeichnen sich zudem durch eine höhere Haltbarkeit und Stabilität aus.Die Tunneloxidschicht passiviert effektiv die Siliziumoberfläche und reduziert so die Verschlechterung der Ladungsträgerlebensdauer im Laufe der Zeit.Dies führt zu einer längeren Lebensdauer und geringeren Wartungskosten als bei herkömmlichen Solarzellendesigns.

Eine der größten Herausforderungen des TOPCon-Designs war die zusätzliche Komplexität bei der Herstellung der Tunneloxidschicht.Dieser Prozess kann teurer und zeitaufwändiger sein als die Herstellung herkömmlicher Solarzellendesigns.Das Potenzial für höhere Effizienz und geringere Wartungskosten macht die Technologie jedoch zu einer attraktiven Option für die Produktion von Solarzellen in großem Maßstab.

Insgesamt stellen TOPCon-Solarzellen eine bedeutende Weiterentwicklung der Photovoltaik-Technologie dar und bieten viele Vorteile hinsichtlich Effizienz, Haltbarkeit und Stabilität.Da die Produktionskosten weiter sinken und die Effizienz steigt, könnten TOPCon-Solarzellen zu einer zunehmend verbreiteten und wünschenswerten Option für die Solarstromerzeugung werden.