TOPCon: почти нулевая деградация панелей

TOPCon‑ячейки почти не деградируют — итог

Исследователи из Национальной лаборатории США в Скалистых горах подтвердили, что деградация, вызываемая светом и повышенной температурой (LeTID), у промышленных n‑type TOPCon солнечных ячеек практически отсутствует. Даже при ускоренных испытаниях потери эффективности оставались в пределах типовых гарантийных допусков, особенно если ячейки отжигали с медленным охлаждением или обрабатывали лазерной оптимизацией контактов (LECO).

---

Почему LeTID был проблемой для старых PERC‑модулей

Ранее рынок солнечной энергии доминировали p‑type PERC ячейки на борон‑допированных кристаллах Czochralski (Cz). Такие кристаллы страдали от двух дефектов: свет‑индуцированной деградации (LID) и LeTID. Замена борона на галлий устранила LID, но LeTID сохранялся, вызывая заметные потери эффективности в жарком климате. Именно эта проблема заставила производителей переходить к n‑type технологиям, таким как TOPCon, которые теоретически избегают обоих bulk‑дефектов.

---

Как американская лаборатория доказала стойкость TOPCon

Команда протестировала n‑type Cz кристаллы, легированные фосфором (P), сурьмой (Sb) и мышьяком (As). Все кристаллы получили симметричную SiNₓ:H пассивацию, отжиг при 800 °C, затем восстановление (20 °C, 2‑sun освещение) и последующее воздействие LeTID (120‑130 °C, 1‑sun). Основные результаты:

• Плотность дефектов: Кристаллы с As имели более высокую плотность дефектов, чем P‑ и Sb‑легированные, но абсолютные значения оставались существенно ниже, чем у p‑type Ga‑допированных PERC.
• Величина деградации: Для всех легирующих элементов суммарная потеря эффективности после длительного LeTID была небольшой у ячеек, отожженных с низкой скоростью охлаждения, и значительно меньше, чем у наследственных PERC‑модулей.
• Преимущество LECO: Ячейки, прошедшие лазерную оптимизацию контактов, показали дополнительное снижение потерь напряжения открытого контура, что удерживает общую деградацию внутри стандартных гарантийных лимитов.
• Эффект восстановления: После LeTID‑стресса шаг регенерации даже увеличил время жизни носителей заряда выше исходного уровня, свидетельствуя о повышении качества материала.

Эти результаты опубликованы в Solar Energy Materials and Solar Cells и подтверждены независимыми отраслевыми анализами, отмечающими превосходную долгосрочную стабильность TOPCon,.

---

Что цифры означают для гарантий солнечных модулей

Большинство производителей гарантируют ограниченные потери мощности в течение гарантийного периода. Ячейки TOPCon, проверенные в лаборатории, остаются в пределах этих ограничений, тогда как устаревшие p‑type PERC модули могут показывать более высокие потери в жарких, солнечных регионах, что сказывается на экономической целесообразности длительных установок.

---

Что это значит для Израиля

В Израиле типичная домашняя солнечная система мощностью 10 kWp генерирует около 17 000 kWh / год при среднем тарифе ₪0.48 /kWh. Стоимость установки составляет примерно ₪31 500 (≈₪3 150 за kWp), что даёт простой срок окупаемости около четырёх лет за весь срок службы системы. Для коммерческих крыш экономия масштабируется пропорционально, усиливая бизнес‑кейс для модулей TOPCon, теперь когда их долгосрочная надёжность подтверждена.

---

Перспективы: TOPCon станет новым стандартом

С устранённым LeTID производители могут сосредоточиться на других рычагов повышения эффективности — более высоких КПД ячеек, би‑фасетных конструкциях и удешевлении производства кристаллов. При этом правительство Израиля стремится к 30 % электроэнергии из возобновляемых источников к 2030 году, а цель 20 % к 2025 году будет легче достигнуть благодаря долговечности TOPCon, без роста эксплуатационных расходов. Установщики и инвесторы уже должны планировать спецификацию TOPCon‑модулей, особенно для крупных крышевых и наземных проектов, где каждый процент выхода важен.

---

Источники

• Интервью с главным исследователем Полом Страдинсом, pv‑magazine (оригинальный источник).
• Независимый анализ стабильности TOPCon, PV‑Tech.
• Рецензируемая статья в Solar Energy Materials and Solar Cells.