Qu'est-ce qu'un panneau solaire TOPCon ?

La technologie des panneaux solaires continue d’évoluer, devenant plus efficace et plus accessible. L’une des dernières avancées dans ce domaine est le panneau solaire TOPCon (Tunnel Oxide Passivated Contact), qui représente un bond en avant significatif par rapport aux technologies solaires conventionnelles.

Dans ce blog, nous découvrirons ce que sont les panneaux solaires TOPCon, la différence entre les panneaux solaires TOPCon, PERC et HJT, et pourquoi les panneaux solaires TOPCon pourraient être le bon choix pour exploiter l'énergie solaire.

Allons-y !

Qu'est-ce que le panneau solaire TOPCon ?

TOPCon signifie « Contact passivé à l'oxyde de tunnel ». Il s'agit d'une sorte de technologie de panneaux solaires qui vise à améliorer l'efficacité des cellules solaires en minimisant les pertes électroniques généralement associées aux cellules solaires au silicium.

Les panneaux solaires TOPCon sont connus pour leur rendement élevé et leurs coefficients de température améliorés. Ils peuvent mieux fonctionner à des températures élevées par rapport aux cellules de type P, aux technologies PERC et HJT. De plus, ils offrent une plus grande durabilité en raison de taux de dégradation plus faibles au fil du temps.

Structure de cellule solaire TOPCon

La structure d'une cellule solaire TOPCon comprend une couche ultra-mince d'oxyde tunnel située entre le substrat de silicium de type n et une couche de polysilicium hautement dopée. Cette configuration innovante améliore l’absorption de la lumière et réduit les taux de recombinaison électronique, améliorant ainsi l’efficacité globale des cellules.

Par conséquent, les panneaux solaires TOPCon fonctionnent également mieux dans des conditions de faible luminosité et d'ombre, ce qui les rend idéaux pour une utilisation dans des zones nuageuses ou ombragées.

De plus, la technologie TOPCon contribue à une plus grande durabilité. Sa fine couche d'oxyde tunnel protège la cellule de l'humidité et des fluctuations de température, qui peuvent provoquer une dégradation.

Efficacité des cellules solaires TOPCon

Grâce à leur structure unique, les cellules solaires TOPCon ont atteint une efficacité maximale allant jusqu'à 28 % dans des conditions de laboratoire. Ce chiffre dépasse l’efficacité maximale d’environ 24 % rapportée pour les cellules PERC. Les cellules TOPCon sont plus efficaces pour convertir la lumière solaire en électricité que les cellules de type P.

Quelle est la différence entre les panneaux solaires TOPCon et de type N ?

Les panneaux solaires de type N utilisent du silicium dopé avec un élément tel que le phosphore, qui ajoute des électrons libres supplémentaires, donnant ainsi au matériau une concentration globale de porteurs de charge négative. Cette caractéristique les rend plus efficaces et moins sujettes à certains types de dégradation, comme la dégradation induite par la lumière (LID), par rapport aux cellules solaires traditionnelles de type P.

Les cellules TOPCon (Tunnel Oxide Passivated Contact) représentent une approche spécialisée au sein de la famille des cellules solaires de type N. Cette technologie comprend l’ajout d’une couche d’oxyde tunnel et d’une couche ultérieure de polysilicium hautement dopée sur la surface arrière de la cellule. Cette structure améliore encore l'efficacité de la cellule en réduisant la recombinaison électronique et en minimisant les pertes d'énergie.

Toutes les cellules TOPCon sont de type n en raison de leur concentration de porteurs de charge négative, mais toutes les cellules de type n n'utilisent pas l'architecture TOPCon. TOPCon peut être considéré comme l’une des conceptions avancées mises en œuvre dans les cellules de type N à haut rendement.

Par rapport à leurs homologues de type P, les cellules de type n, y compris celles utilisant la technologie TOPCon, présentent généralement des rendements plus élevés et de meilleures performances à haute température, ainsi qu'une sensibilité réduite à la fois au LID et à la dégradation potentielle induite (PID). Cependant, ces performances améliorées s’accompagnent de coûts de fabrication plus élevés, ce qui affecte le prix final des panneaux solaires.

Quelle est la différence entre les panneaux solaires TOPCon, PERC et HJT ?

Les panneaux solaires TOPCon présentent un processus de fabrication plus simple et sont moins sensibles à l'humidité que d'autres technologies. Bien que les panneaux Mono PERC aient un processus de fabrication plus simple que les panneaux HJT (technologie d'hétérojonction) et TOPCon, ils offrent une efficacité et des capacités bifaciales inférieures à celles des panneaux HJT.

Tableau de comparaison Perc vs TOPCon vs HJT

	Cellules solaires TOPCon	Cellules solaires PERC	Cellules solaires HJT
Efficacité	Jusqu'à 28,7%	24,5%	27,5%
Complexité de fabrication	Modéré	Faible à modéré	Haut
Coût	Plus haut	Le plus rentable	Moyen
Coéfficent de température	Meilleures performances à des températures élevées	Modéré	Meilleures performances à des températures élevées
Sensibilité à l'humidité	Moins sensible	Plus sensible	Modéré
Absorption de la lumière	Bien	Bien	Excellent
Bifacialité	80%	75%	95%
Durée de vie	25-30 ans	25-30 ans	30 ans

Quelle est la différence entre les panneaux solaires TOPCon et PERC ?

TOPCon et PERC diffèrent principalement par le type de silicium utilisé et la structure cellulaire. La technologie TOPCon est considérée comme une évolution de la technologie PERC, optimisant davantage l'efficacité et les performances des cellules solaires, en particulier pour les climats chauds et la résistance à la dégradation.

• Type de silicium

Le PERC utilise généralement des tranches de silicium de type P dopées au bore pour créer un excès de trous (porteurs de charge positifs). En revanche, TOPCon utilise des tranches de silicium de type n dopées au phosphore, ce qui entraîne un excès d'électrons (porteurs de charge négative).

• Structure des cellules arrière

Dans les cellules PERC, une couche de passivation diélectrique est appliquée sur la surface arrière avec un champ de surface arrière réfléchissant en aluminium (Al-BSF). Cette couche réfléchit la lumière non absorbée dans la cellule pour une autre chance d'absorption et aide à passiver la surface arrière, réduisant ainsi la recombinaison électron-trou.

À l’opposé, les cellules TOPCon comportent une couche d’oxyde tunnel adjacente à la plaquette de silicium, surmontée d’une couche de polysilicium dopé. L'oxyde tunnel offre une excellente passivation de surface et la couche de polysilicium crée un contact hautement conducteur. Cette configuration améliore la collection d'électrons et réduit simultanément la recombinaison et les pertes résistives.

• Efficacité

Les panneaux solaires TOPCon ont une efficacité plus élevée grâce à leurs mécanismes avancés de collecte d'électrons. En revanche, la technologie PERC se concentre sur la maximisation de l’absorption de la lumière et l’amélioration de la capture des électrons. Les dossiers de laboratoire montrent que les cellules TOPCon peuvent atteindre des rendements allant jusqu'à 28 %, tandis que les cellules PERC ont atteint un maximum d'environ 24 %.

• Performances en basse lumière

Les modules TOPCon surpassent généralement les modules PERC dans des conditions de faible luminosité, ce qui peut conduire à un meilleur rendement énergétique à l'aube, au crépuscule ou par temps couvert.

• Bifacialité

Les cellules TOPCon présentent généralement un taux bifacial plus élevé que les cellules PERC, leur permettant de générer de l'électricité des deux côtés du panneau.

• Coût

Alors que les panneaux PERC ont tendance à être plus chers que les panneaux traditionnels, les modules TOPCon coûtent encore plus cher en raison des coûts d'investissement et des installations plus élevés, des coûts plus élevés des consommables de processus et du prix plus élevé du type n.

• Durée de vie

Les panneaux solaires TOPCon devraient être plus durables et subir moins de dégradation de puissance au fil du temps, offrant potentiellement une durée de vie plus longue que d'autres technologies.

Quelle est la différence entre TOPCon et HJT ?

TOPCon et HJT sont deux technologies avancées de cellules solaires qui visent à améliorer l'efficacité en utilisant différentes approches. La principale distinction réside dans leur construction et leurs matériaux : HJT combine du silicium cristallin avec des couches de silicium amorphe, tandis que TOPCon utilise une technique de passivation spécialisée sur le silicium de type n.

Voici quelques différences entre TOPCon et HJT :

• Fabrication

Les panneaux solaires TOPCon sont moins coûteux et ont un processus de fabrication plus simple que les panneaux HJT.

• Efficacité

Les panneaux solaires TOPCon surpassent souvent les panneaux solaires HJT en termes d'efficacité globale de conversion. Les enregistrements de laboratoire montrent que les cellules TOPCon ont une efficacité d'environ 28,7 %, tandis que les cellules HJT atteignent une efficacité de 27,5 %.

• Performances en température

Les panneaux solaires TOPCon et HJT fonctionnent bien à des températures élevées. Cependant, les cellules TOPCon ont une stabilité thermique supérieure, ce qui les rend potentiellement plus fiables pour une utilisation dans des climats plus chauds.

• Sensibilité à l'humidité

Les panneaux TOPCon sont moins sensibles à l'humidité que les panneaux solaires HJT.

Avantages de l'utilisation des panneaux solaires TOPCon

• Efficacité et rendement énergétique supérieurs. Les cellules TOPCon peuvent atteindre des rendements allant jusqu'à 28 %, dépassant ceux des cellules PERC.

• Meilleures performances à haute température. Les panneaux TOPCon maintiennent leur efficacité même dans les climats chauds, garantissant une production d'énergie constante à mesure que les températures augmentent.

• Performances améliorées en basse lumière. Les modules TOPCon sont efficaces même dans des conditions de faible luminosité, prolongeant la période de production d'électricité chaque jour et augmentant la production d'énergie annuelle du système photovoltaïque.

• Réduction de la dégradation induite par le potentiel (PID) au fil du temps. Grâce à la technologie TOPCon, le risque de PID est atténué, contribuant ainsi à une durée de vie plus longue des panneaux et à une capacité de production d'énergie soutenue au fil du temps.

• Haute biface. Avec un taux de biface de 80 %, les cellules TOPCon captent une quantité importante d'énergie de la face arrière du panneau solaire, surpassant ainsi les modules bifaces PERC typiques.

• Durabilité améliorée . La construction robuste des panneaux TOPCon offre une plus grande résistance aux facteurs de stress environnementaux, améliorant ainsi leur longévité et leur fiabilité.

Où les panneaux solaires TOPCon peuvent-ils être installés ?

Les panneaux solaires TOPCon sont polyvalents pour une installation sur les toits résidentiels, les balcons, les terrasses, les bâtiments commerciaux et les fermes solaires à grande échelle. Leur durabilité les rend adaptés aux environnements difficiles, tels que les régions soumises à une chaleur extrême, à de fortes chutes de neige, à des températures froides, aux zones côtières, aux déserts, etc.

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Dernières pensées

En conclusion, les panneaux solaires TOPCon apparaissent comme l'option supérieure pour tous ceux qui recherchent un rendement élevé, une durabilité et des performances constantes dans diverses conditions environnementales. Grâce à leur structure cellulaire de pointe, ils excellent dans la conversion d'énergie et offrent des avantages substantiels par rapport aux technologies traditionnelles telles que PERC et HJT.

Alors que les investissements dans la technologie solaire continuent de croître, les panneaux solaires TOPCon sont appelés à jouer un rôle central dans les solutions énergétiques durables. Ils constituent un excellent choix pour tout alimenter, de votre voyage en camping-car à votre maison et votre entreprise.