Fotovoltaik (PV) modülleri üretmek için kullanılan güneş pili teknolojisi, yeni, daha gelişmiş ve daha verimli teknolojiler geliştirildikçe sürekli olarak gelişmektedir. Tunnel Oxide Passivated Contact (TOPCon) güneş pili teknolojisi, PERC güneş panellerinin yerini alma potansiyeline sahip yeni bir gelişmedir.
TOPCon güneş pilleri, PERC/PERT güneş pillerine kıyasla daha verimli bir teknolojiyi temsil eder ve oldukça benzer bir yapıya sahiptir.
Bu makalede, bu teknolojinin temelleri, yapısı ve üretimi, güneş enerjisi endüstrisindeki diğer popüler teknolojilerle karşılaştırılması, avantajları ve dezavantajları ve daha fazlası hakkında önemli ayrıntıları açıklayacağız.
TOPCon güneş pili teknolojisi: Temel bilgileri anlamak
TOPCon güneş pili teknolojisi, PERC/PERT teknolojisinin daha gelişmiş bir versiyonu olarak geliştirilen güneş enerjisi endüstrisindeki en son trendlerden biridir.
TOPCon güneş pillerinin ana avantajlarından biri, yapısının PERC/PERT güneş pillerinden sadece biraz farklı olmasıdır, yani üreticiler TOPCon güneş pilleri üretmek için birkaç iyileştirme ile hemen hemen aynı üretim hattını kullanabilirler.
TOPCon güneş pili teknolojisiyle ilgili en iyi şeylerden biri, üretim sürecinin PERC güneş pillerine benzer olmasıdır. Üretim ekipmanlarının çoğu aynı kalabilir. Bu da TOPCon güneş pillerini halihazırda piyasada bulunan solar panel üreticileri için mükemmel bir yatırım haline getirmektedir.
TOPCon güneş pili teknolojisini kullanmanın temel avantajlarından bazıları şunlardır:
Üretim süreci: TOPCon güneş pilleri, P tipi güneş pilleriyle aynı makinelerle üretilebilir, yani üreticilerin bu teknolojiyi üretmesi için için herhangi bir yüksek sermaye yatırımı yapmasına gerek yoktur, bu da TOPCon güneş panellerini büyük ölçekte üretmeyi daha kolay ve daha uygun maliyetli hale getirir.
Daha yüksek verimlilik: TOPCon hücreleri güneş ışığını elektriğe dönüştürmede P-tipi hücrelere göre daha verimlidir. TOPCon hücrelerinin maksimum verimliliği yaklaşık %28 olup, PERC hücreleri için yaklaşık %24 olan maksimum verimlilikten daha yüksektir. Bu yüksek verimlilik, belirli bir yüzey alanında daha fazla elektrik üretmektedir.
Daha düşük bozulma: TOPCon modülleri, PERC solar PV modüllerine kıyasla ilk yıl ve 25 yıllık kullanım süresince daha düşük bir güç düşüşüne sahiptir. Bu nedenle, verimliliklerini daha uzun süre korurlar ve bu da güneş panellerinin daha uzun ömürlü olmasını sağlamaktadır.
Daha düşük sıcaklık katsayısı: TOPCon güneş panellerinin sıcaklık katsayısı PERC güneş panellerinden daha düşüktür. Bu, TOPCon güneş panellerinin verimliliklerini daha yüksek sıcaklıklarda koruyabileceği anlamına gelir, bu da özellikle sıcak iklimlerde önemlidir.
Çift yüzlülük oranı: TOPCon hücreleri PERC hücrelerinden daha yüksek çift yüzeyliliğe sahiptir. Bu, TOPCon güneş panellerinin güneş panelinin hem önünden hem de arkasından elektrik üretebileceği anlamına gelir.
Düşük ışık performansı: TOPCon güneş modülleri, PERC modüllerine göre düşük ışık koşullarında daha yüksek verime sahiptir. Bu, TOPCon güneş panellerinin yeterli güneş ışığı olmadığında bile daha fazla elektrik üretebileceği anlamına gelir.
TOPCon güneş pili teknolojisinin önündeki bazı potansiyel zorluklar şunlardır:
Maliyet: TOPCon güneş pillerinin üretimi, hücre için gerekli ince film katmanlarını oluşturmak için gereken ek malzemeler ve üretim adımları nedeniyle geleneksel güneş pillerine göre daha pahalı olabilir.
Karmaşıklık: TOPCon hücrelerinin üretim süreci geleneksel hücrelere göre daha karmaşıktır ve bu da yüksek talebi karşılamak için üretimin ölçeklendirilmesini zorlaştırabilir.
Yüksek sıcaklıkta işleme: TOPCon hücrelerinin üretimi yüksek sıcaklıkta işleme adımları gerektirir, bu da enerji tüketiminin ve karbon emisyonlarının artmasının yanı sıra hücrede kusur veya hasar riskine yol açabilir.
Güneş enerjisi santralleri: TOPCon güneş panelleri, daha küçük bir alandan daha fazla elektrik üretilmesini sağlayan yüksek verimlilikleri nedeniyle genellikle güneş enerjisi santrallerinde kullanılır.
Tarım ve çiftçilik: TOPCon güneş panelleri, su pompalama, sulama ve mahsul kurutma gibi tarımsal uygulamalar için kullanılabilir ve uzak bölgelere şebekeden bağımsız elektrik sağlar.
Elektrikli araç şarj istasyonları: TOPCon güneş panelleri, elektrikli araç şarj istasyonlarına güç sağlamak için kullanılabilir, böylece temiz ve sürdürülebilir ulaşım sağlanır.
PERC teknolojisi, verimlilik ve seri üretim açısından uygun maliyetli bir seçenektir. Ancak bu yöntemi kullanarak güneş paneli verimliliğini artırmak yavaş bir hızda gerçekleşmektedir. Günümüzün ana akım P-tipi modülleri yaklaşık %21,4 verimliliğe ulaşmaktadır ve bu oran önümüzdeki 10 yıl içinde %22,75'e yükselecektir.
Bir PV modülüne takılan N-tipi TOPCon güneş hücresi, bir PERC hücresiyle aynı görünür. P-tipi ve N-tipi güneş pillerinin her ikisi de bir silikon gofretten (wafer) yapılır. Aralarındaki fark, elektrik üretimini iyileştirmek için gofretlerin kimyasallarla katkılanma biçiminde yatmaktadır.
Özetle, P-tipi hücreler bor ile katkılanırken, N-tipi hücreler fosfor ile katkılanır. Karşılaştırmalı olarak, fosfor oksijene maruz kaldığında bordan daha az bozunur. Buna ek olarak, fosfor katkısı gofrete serbest elektronlar ekler ve bu da verimliliği artırır.
Böylece, N-tipi tabanlı modüller daha yüksek verimlilikler elde edebilir. Bugün %22,5'e yakın olan verimlilik, tahminlere göre önümüzdeki 10 yıl içinde %24'e kadar çıkacaktır.
