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Tecnologia delle celle fotovoltaiche - Da PERC a TOPcon

Che cos'è la tecnologia dei pannelli solari PERC?


PERC è l'acronimo di Passivated Emitter & Rear Contact (contatto posteriore dell'emettitore passivato) e la tecnologia dei pannelli solari PERC rappresenta un progresso nella progettazione delle celle solari fotovoltaiche (PV).

 

Il termine "Passivated Emitter & Rear Contact" (PERC) si riferisce a una tecnologia che migliora le prestazioni delle celle solari passivando la superficie posteriore. Rispetto ai pannelli solari tradizionali, la passivazione prevede l'applicazione di un sottile strato di materiale passivo, spesso ossido di alluminio, sulla superficie posteriore della cella solare. Questo strato di passivazione serve a ridurre la ricombinazione dei portatori di carica (elettroni e buchi). Inoltre, aiuta a reindirizzare i fotoni che passano attraverso la cella senza essere assorbiti, fornendo un'altra opportunità per la generazione di corrente elettrica. Questa duplice azione aumenta l'assorbimento complessivo della luce e migliora l'efficienza della conversione energetica.

 

La tecnologia PERC è stata ampiamente adottata nell'industria solare, contribuendo a rendere più efficienti e competitivi i pannelli solari per diverse applicazioni, dalle installazioni residenziali alle centrali solari su larga scala.


Che cos'è la tecnologia dei pannelli solari TOPcon?


 Mentre la tecnologia PERC (passivated emitter & rear contact) è diventata onnipresente nella produzione di pannelli solari, si prevede che un altro processo emerga come concorrente principale. TOPCon, o contatto passivato con ossido di tunnel, è stato introdotto nel settore nel 2013 dal Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems in Germania ed è utilizzato dai principali produttori cinesi almeno dal 2019.

 

La tecnologia Tunnel Oxide Passivated Contact (TOPCon) è un nuovo metodo che aiuta a migliorare l'efficienza dei pannelli solari. La tecnologia TOPCon è essenzialmente la prossima generazione di PERC. Le celle solari TOPCon si basano sulla tecnologia PERC già esistente. Simile al suo predecessore, le celle TOPCon possono essere incorporate in celle prodotte utilizzando il metodo convenzionale. TOPCon è una tecnologia che prevede l'aggiunta di uno strato molto sottile di biossido di silicio e uno strato di silicio policristallino drogato con fosforo. Questo viene fatto per creare strutture di contatto passivate su entrambe le superfici anteriore e posteriore.  Ciò contribuisce a ridurre le perdite ea migliorare l'estrazione dei portatori utilizzando strutture di contatto passivate sia sulla superficie anteriore che su quella posteriore .


Quali sono i vantaggi dei pannelli solari con tecnologia TOPCon ?


1.Elevata efficienza:

i pannelli solari TOPCon possono raggiungere efficienze di conversione più elevate rispetto alla tecnologia PERC convenzionale. Questo perché estraggono in modo efficiente la carica dalla superficie anteriore e riducono la composizione. Fraunhofer ISE afferma che le celle TOPCon hanno il potenziale per raggiungere efficienze superiori al 25%, mentre le celle PERC hanno un'efficienza teorica massima di circa il 24%.


2.Elevato bifacciale:

TOPCon ha un tasso di "bifaccialità" dell'80% rispetto al 70% di PERC, che consente ai moduli TOPCon di raccogliere più energia dal lato posteriore rispetto ai moduli bifacciali PERC, il che è favorevole per i progetti di utilità a terra.


3.Bassa attenuazione e Basso coefficiente di temperatura di alimentazione:

la tecnologia TOPCon aiuta a ridurre la ricombinazione superficiale e migliora la durata e le prestazioni costanti dei pannelli nel tempo. I pannelli solari TOPCon hanno un basso tasso di degradazione della potenza nel primo anno di funzionamento e per i successivi 30 anni.


4. Potenziali risparmi sui costi: Passando dalla tecnologia PERC alla tecnologia TOPCon, la linea di produzione delle celle deve ancora essere compatibile con circa il 70%. Ciò significa che i produttori non devono spendere molti soldi per nuove apparecchiature. Inoltre, le celle TOPCon hanno una migliore efficienza potenziale di conversione (efficienza teorica massima 28,7 %), il che significa che possono potenzialmente ridurre il costo di produzione per watt.

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