TOPCon solar cell

TOPCon 太陽電池とは何ですか?

太陽光発電 (PV) モジュールのメーカーは、ソーラーパネルの効率を高めるための、より高度な新しい代替手段を常に見つけようとしています。効率の向上は革新的なセル製造技術によって達成でき、現在、太陽光発電市場ではいくつかの技術が競合しています。

最新のモジュールトレンドでは、市場の成長は HJT および TOPCon 太陽電池が中心になると予想されています。

太陽光発電のための国際技術ロードマップ (ITRPV) の 2022 年のレポートには、今後 10 年間に予想される傾向がいくつか示されています。

♦ PERCの(不動態化エミッタ背面コンタクト) 太陽電池技術は現在、約 75% の市場シェアを誇る市場リーダーです。しかし、p 型モノシリコン PERC セルのシェアは、今後 10 年以内に約 10% に減少すると予測されています。

♦ N型TOPCon(トンネル酸化不動態化コンタクト) 技術は、2022 年の約 10% から 2033 年には最大 60% まで市場シェアを獲得し、主流のシリコンウェーハタイプになると予想されます。最大の増加は2024年から起こると予測されています。

♦ N型HJT(ヘテロ接合太陽電池) のシェアは、今後 10 年以内に約 9% (2023 年) から 25% 以上に増加すると予想されます。 HJT セル技術の導入は、太陽電池の生産コストが高いことと、生産ラインが現在の技術と互換性がないため、依然として困難に直面しています。このプロセスについては、この記事では説明しません。

P タイプ PERC と N タイプ TopCon の比較

PERC テクノロジーは、効率と大量生産の間のコスト効率の高い妥協策です。しかし、この方法を使用したソーラーパネルの効率の向上はゆっくりとした速度で起こります。現在の主流の P タイプモジュールの効率は約 21.4% に達しており、今後 10 年以内に 22.75% に増加すると予想されます。

PV モジュールに取り付けられた N 型 TOPCon 太陽電池は、PERC セルと同じように見えます。 P 型太陽電池と N 型太陽電池はどちらもシリコンウェーハから作られます。それらの違いは、発電量を向上させるためにウェーハに化学薬品をドープする方法にあります。

簡単に言うと、P 型セルにはホウ素がドープされ、N 型セルにはリンがドープされます。比較的、リンは酸素にさらされたときの分解がホウ素よりも少ないです。さらに、リンのドーピングによりウェーハに自由電子が追加され、効率が向上します。

したがって、N タイプベースのモジュールはより高い効率を達成できます。推定によると、現在 22.5% 近い効率は、今後 10 年以内に最大 24% 程度まで増加すると予想されます。

N 型製造プロセスの問題は、依然として高価であることです。

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TOPCon テクノロジーの利点は何ですか?

1- 製造プロセス

TOPCon モジュールは、P タイプモジュールと実質的に同じ機械で製造できるため、製造業者にとって TOPCon セルの採用に多額の設備投資が必要ないことを意味します。

2- 効率の向上

フラウンホーファー ISE 研究所によると、効率は 25% を超える可能性があります。 PERC セルの理論上の最大効率は約 24% です。

3- 劣化が少ない

TOPCon モジュールは、PERC パネルと比較して、PV パネルの使用後 1 年目および 30 年間の電力劣化電力が低くなります。

4- 温度係数が低い

TOPCon セルは、異常気象シナリオに対する耐性が優れています。

5- 両面性率

PERC PV モジュールの両面受光率は平均して約 70% であるのに対し、TOPCon パネルの場合は最大 85% であることが判明しています。 PERC 両面受光モジュールと比較して、背面からより多くのエネルギーを収集するため、地上設置型ユーティリティプロジェクトに有利です。見た目の点でも、PERC ソーラーパネルよりも魅力的です。