M10 MBB,N-Tpye TopCon 108 halfcellen 420W-435W zonnepaneel

TOPCon-zonnecellen (Tunnel Oxide Passivated Contact) zijn een zeer efficiënte fotovoltaïsche technologie die een grote verbetering betekent ten opzichte van conventionele zonnecelontwerpen.Het ontwerp van de TOPCon-cel omvat een tunneloxidelaag die tussen een dunne siliciumcontactlaag en de emitterlaag is geplaatst.De tunneloxidelaag biedt een pad met lage weerstand voor ladingsdragers om over te dragen van de siliciumcontactlaag naar de emitterlaag, waardoor de energieomzettingsefficiëntie wordt verbeterd.

De basisstructuur van een TOPCon-zonnecel bestaat uit een p-type siliciumsubstraat met daarop een dunne n-type siliciumlaag.Dit wordt gevolgd door een dunne laag tunneloxide, doorgaans minder dan 5 nanometer dik.Bovenop de tunneloxidelaag bevindt zich een n-type gedoteerde laag, die de emitter van de zonnecel vormt.Ten slotte wordt een metalen contactrooster op het vooroppervlak van de cel geplaatst om de gegenereerde ladingsdragers te verzamelen.

Een van de belangrijkste voordelen van TOPCon-zonnecellen is de hoge passivatiekwaliteit van het tunneloxide.Deze massa resulteert in minder recombinatieplaatsen voor aangeslagen ladingsdragers, waardoor het energieverlies wordt verminderd en de efficiëntie toeneemt.Bovendien maakt het pad met lage weerstand dat door de tunneloxidelaag wordt geboden een efficiënt dragertransport van de siliciumcontactlaag naar de emitter mogelijk, waardoor de efficiëntie verder wordt verbeterd.

Een ander voordeel van de TOPCon-technologie is de afwezigheid van frontoppervlakvelden.Conventionele zonnecellen bevatten vaak zwaar gedoteerde gebieden op het vooroppervlak om de overdracht van ladingsdragers te vergemakkelijken, wat resulteert in een verlies aan efficiëntie.Het TOPCon-ontwerp elimineert dit probleem door het vervoer van dragers door de tunneloxide te vergemakkelijken, waardoor de prestaties worden verbeterd.

Qua efficiëntie behaalden TOPCon-zonnecellen een wereldrecord conversie-efficiëntie van 25,0% in een laboratoriumomgeving, vergeleken met de hoogste efficiëntie van 23,4% voor conventionele siliciumzonnecellen.Deze efficiëntieverbetering vertaalt zich in een hogere energieopbrengst en lagere kosten voor zonne-energie.

TOPCon-zonnecellen hebben ook een hogere duurzaamheid en stabiliteit.De tunneloxidelaag passiveert effectief het siliciumoppervlak, waardoor de achteruitgang van de levensduur van de drager in de loop van de tijd wordt verminderd.Dit resulteert in een langere levensduur en lagere onderhoudskosten dan conventionele zonnecelontwerpen.

Een van de belangrijkste uitdagingen bij het ontwerp van TOPCon was de extra complexiteit die gepaard ging met het produceren van de tunneloxidelaag.Dit proces kan duurder en tijdrovender zijn dan het produceren van traditionele zonnecelontwerpen.Het potentieel voor verhoogde efficiëntie en lagere onderhoudskosten maakt de technologie echter een aantrekkelijke optie voor grootschalige productie van zonnecellen.

Over het geheel genomen vertegenwoordigen TOPCon-zonnecellen een belangrijke ontwikkeling in de fotovoltaïsche technologie en bieden ze veel voordelen op het gebied van efficiëntie, duurzaamheid en stabiliteit.Naarmate de productiekosten blijven dalen en de efficiëntie toeneemt, kunnen TOPCon-zonnecellen een steeds vaker voorkomende en wenselijke optie worden voor de opwekking van zonne-energie.