Qu'est-ce que la technologie de panneaux solaires TOPCon ?

Alors que la technologie PERC (contact arrière d'émetteur passivé) est devenue omniprésente dans la fabrication de panneaux solaires, un processus différent devrait émerger comme un concurrent majeur. TOPCon, ou contact passivé à l'oxyde de tunnel, a été introduit dans l'industrie en 2013 par l'Institut Fraunhofer pour les systèmes d'énergie solaire en Allemagne et est utilisé par les principaux fabricants chinois depuis au moins 2019. Il associe une couche d'oxyde de tunnel à une cellule solaire PERC pour réduire les pertes de recombinaison et augmenter l’efficacité cellulaire.

En quelques étapes supplémentaires, TOPCon rend une cellule PERC plus puissante et plus efficace.

La technologie PERC simple a une limite d'efficacité théorique d'environ 24 %, indiquant la quantité d'énergie solaire que le panneau peut convertir en électricité utilisable. Pour continuer à aller de l'avant, les fabricants utilisent une « technologie de contact passivée » plus avancée. LONGi a annoncé en 2021 avoir atteint une efficacité de 25,21 % pour les cellules TOPCon bifaciales de type n, et quelques mois plus tard, JinkoSolar a atteint une efficacité de 25,4 %.

Les progrès progressifs en matière d'efficacité TOPCon se sont poursuivis en 2022 : Trina Solar a atteint une efficacité de 25,5 % avec la plus grande taille de cellule de 210 mm en mars. La société n'a pas encore lancé de produit TOPCon sur le marché nord-américain, mais l'innovation pourrait bientôt atteindre les côtes occidentales en raison des gains faciles de TOPCon en termes d'efficacité et de fiabilité des cellules, a déclaré Zixuan (Rocky) Li, chef de produit chez Trina Solar.

"Une efficacité plus élevée permet au panneau de récupérer plus d'énergie par unité de surface", a-t-il déclaré. TOPCon a un taux de « bifacialité » de 80 % par rapport aux 70 % du PERC, ce qui permet aux modules TOPCon « de récolter plus d'énergie de l'arrière par rapport aux modules bifaciaux PERC, ce qui est favorable aux projets de services publics montés au sol », a déclaré Li.

Ces avancées cellulaires sont réalisées assez facilement sur les cellules PERC par rapport aux tout nouveaux processus de fabrication. Le PERC ajoute un film passivé à l'arrière des cellules solaires ordinaires pour absorber davantage de lumière qui aurait pu traverser la surface initiale de la cellule. TOPCon prend ce même film PERC et ajoute une couche d'oxyde ultra-fine sur le dessus comme une autre barrière pour contenir la lumière non absorbée.

Comparé à la technologie à hétérojonction (HJT), qui combine des couches minces de silicium cristallin et de silicium amorphe dans une cellule solaire hybride de haute puissance et nécessite un processus de fabrication totalement différent, l'ajout d'une couche d'oxyde à une cellule PERC constitue une mise à niveau de fabrication plus simple.

"TOPCon ajoute une couche supplémentaire de passivation d'oxyde tunnel à la cellule, mais peut être ajoutée aux lignes PERC existantes pour une partie relativement faible de leur coût total", a déclaré Adam Detrick, directeur de la gestion des produits et des services techniques pour la division américaine de JinkoSolar. "Les avantages supplémentaires en matière d'efficacité et de rendement énergétique de TOPCon en font le coût d'investissement net le plus bas à pleine échelle."

Detrick a déclaré que JinkoSolar se concentre sur l'augmentation de la capacité TOPCon de type n en tant que principale offre de cellules, car elle considère que TOPCon deviendra la principale technologie de cellules passivées sur le marché au cours des cinq prochaines années.

"TOPCon offre la meilleure combinaison d'efficacité et de fiabilité par rapport au coût d'investissement et s'intègre facilement aux paramètres de conception de modules existants", a-t-il déclaré. "Il existe d'autres technologies de type n telles que HJT et IBC, mais leur architecture cellulaire plus exotique signifie qu'elles nécessitent des lignées cellulaires uniques à des coûts d'investissement beaucoup plus élevés."

L’industrie peut s’attendre à ce que TOPCon devienne rapidement aussi omniprésent que PERC sur le marché solaire au silicium cristallin, dès que les fabricants seront disposés à mettre à jour leurs lignes de production.

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