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Letzte Aktualisierung: 26.04.2024
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Wir sparen für Sie bis zu 37% - durch unseren Experten-Vergleich!TOPCon-Solarzellen, eine bahnbrechende Innovation des Fraunhofer-Instituts, werden in der Photovoltaik-Branche zunehmend als zukunftsweisende Technologie angesehen. Lange Zeit wurde an der Markteinführung gefeilt. Wir erklären Ihnen hier mehr über die Hintergründe, warum die Solarindustrie zur n-Typ-Technologie wechselt und TOPCon PERC ablöst.
Solarzellen aus kristallinem Silizium haben in der Photovoltaik einen Marktanteil von über 95 %. Der Halbleiter Silizium ist bezüglich der elektronischen Eigenschaften äußerst stabil und damit eine sehr gute Basis. Diese Basis wird auch bei den TOPCon-Solarzellen weiterhin beibehalten.
Beim Betrachten von TOPCon-Solarzellen können verschiedene Fragen aufkommen, wie zum Beispiel:
Diese und weitere Aspekte sind entscheidend für die Beurteilung der Technologie und ihre Eignung für spezifische Anwendungen.
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Stelle Dir jetzt Deine eigene Solar-Anlage zusammen + erhalte in wenigen Minuten die besten Angebote aus Deiner Region!Die TOPCon-Solarzelle gilt als die nächste Generation der Solartechnologie nach der PERC-Technologie. Ihre innovative Architektur wurde 2013 von Forschern des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme in Deutschland eingeführt. Die erste Technologie-Erklärung steckt im Namen: TOPCon steht für "Tunnel Oxide Passivated Contact".
Diese Bezeichnung beschreibt die besondere Art und Weise, wie in diesen Zellen der elektrische Kontakt hergestellt wird:
Modul-Hersteller | Modultyp | Maximale Leistung | Zelltechnologie | Zellgröße |
---|---|---|---|---|
Canadian Solar | CS7N-705TB-AG | 705 | TOPCon | 210 mm |
Trina Solar | NEG21C.20 | 700 | TOPCon | 210 mm |
SENGI | ST1B66 | 700 | TOPCon | 210 mm |
Jinko Solar | 66HL4M-BDV | 620 | TOPCon | 210R |
JA Solar | JAM66D45 LB | 615 | TOPCon | 210R |
Trina Solar | NEG19RC.20 | 610 | TOPCon | 210 R |
TOPCon-Zellen zählen überdies zu den n-Typ-Zellen. Traditionell dominierten p-Typ-Zellen in der Solarindustrie aufgrund einfacherer Herstellung. N-Typ-Zellen werden zunehmend bevorzugt, da sie verschiedene Vorteile gegenüber p-Typ-Zellen bieten:
Die TOPCon-Technologie bietet neben anderen Vorteilen vor allem auch einen vergleichsweise hohen Wirkungsgrad. U.a. auch deswegen werden heute immer mehr Solarmodule mit TOPCon-Zellen anstelle von PERC-Zellen nachgefragt.
Der höhere Wirkungsgrad hat verschiedene Gründe:
Auf Silizium basierenden Solarzellen verlieren bei steigender Temperatur an Wirkungsgrad. Dies wird auf den Moduldatenblättern mit einem Temperaturkoeffizienten (TK) ausgewiesen. Der TK gibt den Verlust der Maximalleistung in Prozent pro Grad Celsius (% /°C) an.
Mit 0,32 % /°C ist der Leistungsverlust bei TOPCon-Solarmodulen gegenüber dem von PERC Modulen mit einem Wert von 0,35 % /°C deutlich geringer. Bei einer typischen Arbeitstemperatur von 45 °C sind die temperaturbedingten Verluste bei TOPCon-Modulen sogar um ca. 8,6 % geringer als bei PERC-Modulen.
Wie viel Strom ein Solarmodul produziert, hängt nicht nur von der Leistung bei direkter Sonneneinstrahlung ab, sondern auch von seiner Fähigkeit, bei niedrigen Bestrahlungsstärken effizient Licht in PV-Strom umzuwandeln. Dieses sogenannte Schwachlichtverhalten ist bei TOPCon-Solarzellen gegenüber PERC besser.
Die Ursache für das bessere Schwachlichtverhalten von TOPCon-Solarzellen beruht auf der unterschiedlichen Dotierung des Wafer-Materials (siehe oben) und des daraus resultierenden höheren Innenwiderstandes.
Daher können auch TOPCon-Doppelglas-Module von beiden Seiten (bifazial) Strom produzieren. Streulicht, das auf die Rückseite eines Moduls fällt, kann effizienter als von PERC-Zellen umgewandelt werden: Der Bifazial-Koeffizient bei TOPCon von > 80 % (TOPCon) ist deutlich höher als der von PERC mit > 70 % (PERC).
TOPCon-Zellen können auch mit einer geringeren Degradation – also einer geringeren Leistungsminderung im Laufe der Zeit – punkten. Daher geben TOPCon-Modul-Hersteller auch eine deutlich längere und höhere Leistungsgarantie.
Modulaufbau | Produkt-garantie | Lineare Leistungsgarantie* | 1 Jahr | 10 Jahre | 20 Jahre | 30 Jahre |
---|---|---|---|---|---|---|
Glas-Glas N-Type TOPCon | 30 Jahre | >89 % auf 30 Jahre | 396 Wp | 384 Wp | 370 Wp | 356 Wp |
Glas-Glas P-Type PERC1 | 30 Jahre | >85 % auf 30 Jahre | 388 Wp | 373 Wp | 357 Wp | 340 Wp |
Glas-Folie P-Type PERC1 | 12 Jahre | >80 % auf 25 Jahre | 388 Wp | 362 Wp | 334 Wp | – |
Die geringere Degradation von TOPCon-Zellen hat wiederum unterschiedliche Gründe.
Vergleich | TOPCon | PERC |
---|---|---|
LID | nein | ca. 1,5 % |
PID | nein | hoch |
LeTID | gering | hoch |
Degradation im 1. Jahr | < 1 % | 1,5 bis 3,0 % |
Weitere Degradation | < 0,4 % p. a. | 0,45 bis 0,8 % p. a. |
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Unsere Experten erstellen Dir in wenigen Minuten ein Komplett-Angebot nach Deinen Wünschen. Digital & kostenlos.Die Photovoltaik-Industrie setzt große Hoffnungen in die vielversprechende TOPCon-Technologie. Daher macht TOPCon aktuell rasante Schritte in der Entwicklung und bei der Markttauglichkeit. Jedoch sind Herausforderungen zu bewältigen, darunter die Marktdurchdringung, die Akzeptanz der Technologie und die Bewertung der langfristigen Leistungsfähigkeit durch Erfahrungen und Tests. Im Vergleich zu anderen vielversprechenden neuen Technologien wie der Heterojunction-Technologie (HJT) und der Interdigitated Back Contact (IBC)-Technologie bietet TOPCon aber auch für die Solarzellen-Industrie entscheidende Vorteile. Besonders hervorzuheben sind:
Ein zusätzlicher Anreiz für die Attraktivität von TOPCon-Modulen liegt in Entwicklungen wie der Substitution von Silber-Kontakten durch Kupfer. Insgesamt positioniert sich TOPCon auch für Hersteller als eine kosteneffiziente und effektive Lösung, um die Effizienz bestehender Produktionsanlagen zu steigern, was besonders relevant ist, wenn Hersteller ihre bestehenden PERC- oder PERT-Linien aufrüsten möchten.
Weltmarkt-Anteil in % | 2021 | 2022 | 2024 | 2026 | 2029 | 2032 |
---|---|---|---|---|---|---|
PERC/PERL | 9% | 5% | 3% | 0% | 0% | 0% |
n-type Mono-Silizium | 3% | 11% | 20% | 28% | 40% | 50% |
p-typ Mono-Silizium | 0% | 0% | 1% | 2% | 3% | 8% |
PERC mit Mono-Silizium | 88% | 84% | 76% | 70% | 57% | 42% |
Durch die innovativen Siliziumzellen der TOPCon-Technologie kann sich die Rentabilität einer Photovoltaikanlage erheblich steigern. Die höhere Effizienz und die Möglichkeit, auch bei schwachem Licht optimalen Solarstrom zu erzeugen, könnten dazu führen, dass Dächer, die zuvor aufgrund begrenzter Fläche oder geringer Sonneneinstrahlung als ungeeignet galten, nun für eine PV-Anlage in Betracht gezogen werden können.
Wenn Sie Interesse an der Integration von TOPCon-Solarmodulen in eine PV-Anlage auf Ihrem Dach haben, empfiehlt es sich, lokale Solarbetriebe zu kontaktieren. Diese Unternehmen sind oft bestens informiert über die neuesten Technologien und können genau einschätzen, ob Hersteller mit TOPCon-Modulen die ideale Lösung für Ihr Vorhaben bieten.
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Wir vermitteln Ihnen die besten PV-Anlagen im Rundum-Sorglos-Komplettpaket! Ein Ansprechpartner für alle Fragen. Kostenlos & unverbindlich!TOPCon-Solarzellen („Tunnel Oxide Passivated Contact“-Solarzellen) sind eine innovative Art von Solarzellen, die auf der n-Typ-Siliziumtechnologie basieren. Das Hauptmerkmal der TOPCon-Zelle ist die ultradünne Siliziumoxid (SiOx) Schicht.
TOPCon bietet potenziell höhere Effizienz und geringere Anfälligkeit für Degradation, ist jedoch eine neuere Technologie. PERC, als etablierte Technologie, hat (noch) niedrigere Herstellungskosten, aber einen geringeren Wirkungsgrad und eine höhere Anfälligkeit für leistungsinduzierte Degradation aufweisen.
Die Bezeichnung N-type bezieht sich auf den verwendeten Silizium-Typ. Das "n" steht für negativ, da Elektronen in dieser Schicht die hauptsächlichen Ladungsträger sind. Die Verwendung von n-Typ-Silizium bietet bestimmte Vorteile, wie eine potenziell höhere Effizienz und eine geringere Anfälligkeit für bestimmte Degradationsmechanismen.
Es ist schwierig, ein einzelnes PV-Modul als das "stärkste" oder eine Zelle als die beste Solarzelle zu bezeichnen, da dies von verschiedenen Faktoren abhängt. PERC-Solarzellen (PERC) zeichnen sich durch eine etablierte Technologie aus und bieten eine gute Leistungsfähigkeit. Allerdings gelten auch Heterojunction-Technologie (HJT) Module als äußerst effizient. Bei aktuellen Entwicklungen zeigen sich jedoch bifaziale Module, insbesondere solche mit TOPCon-Technologie, besonders leistungsstark.