Pin mặt trời TOPCon là gì?
Các nhà sản xuất mô-đun quang điện (PV) luôn cố gắng tìm kiếm các giải pháp thay thế mới, tiên tiến hơn để tăng hiệu suất của tấm pin mặt trời. Cải thiện hiệu quả có thể đạt được bằng các công nghệ sản xuất pin tiên tiến và hiện nay có một số ít đối thủ cạnh tranh trên thị trường điện mặt trời.
Xu hướng mô-đun mới nhất kỳ vọng rằng sự tăng trưởng của thị trường sẽ tập trung vào pin mặt trời HJT và TOPCon.
Báo cáo năm 2022 từ Lộ trình Công nghệ Quốc tế về Quang điện (ITRPV) cho thấy một số xu hướng dự kiến trong 10 năm tới:
♦ PERCCông nghệ pin mặt trời (Tiếp xúc phía sau bộ phát thụ động) hiện đang dẫn đầu thị trường với thị phần khoảng 75%. Nhưng dự báo là tỷ lệ tế bào PERC mono-Si loại p sẽ giảm xuống còn khoảng 10% trong vòng 10 năm tới.
♦ TOPCon loại NCông nghệ (Tunnel Oxide Passivated Contact) sẽ giành thị phần từ khoảng 10% vào năm 2022 lên 60% vào năm 2033, trở thành loại wafer silicon chủ đạo. Người ta dự đoán rằng mức tăng lớn nhất sẽ xảy ra từ năm 2024.
♦ HJT loại N(Pin mặt trời dị thể) dự kiến sẽ tăng từ khoảng 9% (2023) lên hơn 25% thị phần trong vòng mười năm tới. Việc triển khai công nghệ tế bào HJT vẫn gặp khó khăn do chi phí sản xuất pin mặt trời cao hơn và dây chuyền sản xuất không tương thích với các công nghệ hiện tại. Quá trình này sẽ không được đề cập trong bài viết này.
PERC loại P và TopCon loại N
Công nghệ PERC là sự kết hợp hiệu quả về mặt chi phí giữa hiệu quả và sản xuất hàng loạt. Nhưng việc tăng hiệu suất của tấm pin mặt trời bằng phương pháp này diễn ra với tốc độ chậm. Các mô-đun loại P phổ biến hiện nay đạt hiệu suất khoảng 21,4% và sẽ tăng lên 22,75% trong vòng 10 năm tới.
Pin mặt trời TOPCon loại N được lắp đặt trong mô-đun PV trông giống hệt pin PERC. Pin mặt trời loại P và loại N đều được làm từ tấm wafer silicon. Sự khác biệt giữa chúng nằm ở cách các tấm bán dẫn được pha tạp hóa chất để cải thiện khả năng sản xuất điện.
Tóm lại, tế bào loại P được pha tạp boron, trong khi tế bào loại N được pha tạp phốt pho. So sánh, phốt pho phân hủy ít hơn boron khi tiếp xúc với oxy. Ngoài ra, pha tạp phốt pho còn bổ sung thêm các electron tự do vào tấm bán dẫn, giúp tăng hiệu quả.
Vì vậy, các mô-đun dựa trên loại N có thể đạt được hiệu quả cao hơn. Theo ước tính, hiệu suất hiện nay ở mức gần 22,5% sẽ tăng lên tới 24% hoặc hơn trong vòng 10 năm tới.
Vấn đề với quy trình sản xuất loại N là nó vẫn đắt hơn.
Ưu điểm của công nghệ TOPCon?
1- Quy trình sản xuất
Các mô-đun TOPCon có thể được sản xuất trên thực tế với các máy giống như mô-đun loại P, điều đó có nghĩa là việc sử dụng các tế bào TOPCon không đòi hỏi nhà sản xuất phải đầu tư vốn lớn.
2- Hiệu quả cao hơn
Theo viện Fraunhofer ISE, hiệu suất có thể vượt quá 25%. Hiệu suất lý thuyết tối đa của tế bào PERC là khoảng 24%.
3- Suy thoái thấp hơn
Các mô-đun TOPCon có công suất suy giảm điện năng thấp hơn trong năm đầu tiên và trong 30 năm sử dụng tấm PV, so với tấm PERC.
4- Hệ số nhiệt độ thấp hơn
Các tế bào TOPCon có khả năng chống chọi tốt hơn với các tình huống thời tiết khắc nghiệt.
5- Tỷ lệ hai chiều
Hệ số hai chiều cho mô-đun PV PERC đã được xác định trung bình ở mức khoảng 70% so với mức lên tới 85% của các tấm TOPCon. Chúng thu thập nhiều năng lượng hơn từ phía sau so với các mô-đun hai mặt PERC, điều này thuận lợi cho các dự án tiện ích gắn trên mặt đất. Về mặt thẩm mỹ, chúng cũng có thể hấp dẫn hơn các tấm pin mặt trời PERC.
6- Hiệu suất ánh sáng yếu
Các mô-đun TOPcon có hiệu suất cao hơn trong điều kiện ánh sáng yếu, giúp kéo dài thời gian phát điện trong ngày và cải thiện hiệu suất lắp đặt theo thời gian.
Nhược điểm của công nghệ TOPCon?
Một trong những vấn đề chính của tế bào TOPCon so với tế bào PERC là chúng yêu cầu lượng bạc (Ag) lớn hơn để sản xuất.
Cả TOPCon và PERC đều sử dụng bột bạc trong quá trình sản xuất. Tuy nhiên, TOPCon sử dụng keo bạc trên cả hai mặt của tế bào. Điều này có nghĩa là chi phí sẽ không bao giờ thấp hơn PERC.
Các quy trình sản xuất mới có thể có hiệu quả trong việc giảm lượng bạc cần thiết trong khi vẫn mang lại hiệu quả tương tự hoặc cao hơn. Đổi lại, chi phí thấp hơn sẽ cho phép công nghệ này được tung ra thị trường với mức giá hợp lý.
Có các vấn đề kỹ thuật khác được đề cập ở nơi khác: sự lắng đọng boron, các yêu cầu khác nhau đối với các điều kiện phòng sạch phải được đáp ứng và bộ phát chọn lọc hiện tại không thể áp dụng cho bộ phát phía trước TOPCon. Những vấn đề này nằm ngoài phạm vi của bài viết này.
