Nieuwe dominantie bij zonnepanelen op komst: ‘TOPCon leidt technologietransitie’

Dat voorspelt het Chinese marktonderzoeksbureau InfoLink. ‘Aangezien de conversie-efficiëntie van perc-technologie voor massaproductie de theoretische limiet heeft bereikt, worden n-type zonnecellen zoals TOPCon en heterojunctie (hjt) de baanbrekende techniek te midden van een hevige concurrentiestrijd’, aldus Corinne Lin, hoofdonderzoekster bij InfoLink.

Technologische vooruitgang
In het afgelopen decennium hielden de hogere productiekosten en een lagere maturiteit de massale uitrol van n-type zonneceltechnologie tegen. ‘Dit zorgde ervoor dat perc-technologie ondanks de lagere efficiëntie mainstream kon blijven’, legt Lin uit. ‘Door de sneller dan verwachte technologische vooruitgang van de afgelopen jaren is n-type aanzienlijk verbeterd op het gebied van efficiëntie en kostenreductie en inmiddels heeft zich een belangrijk keerpunt voorgedaan.’

Lin stipt aan dat van de n-type zonneceltechnologieën hjt nog te maken heeft met hogere kosten voor productiemachines, een complex productieproces en andere obstakels bij massaproductie. Voor TOPCon-zonnecellen daarentegen is de situatie snel verbeterd wat betreft opbrengst en efficiëntie. ‘Bovendien heeft de rentabiliteit ervan bijna het niveau van PERC bereikt en zelfs het potentieel om PERC te overtreffen; de meeste fabrikanten kiezen daarom voor TOPCon’, duidt Lin. ‘Daarbij bedraagt de zonnecelefficiëntie in massaproductie inmiddels 24,2 tot 24,9 procent. De efficiëntie van zonnepanelen met TOPCon-zonnecellen gebaseerd op M10-wafers ligt daarbij rond de 24,2 procent wat beter is dan de 23 procent van zonnepanelen met perc-zonnecellen.’  

Kostenreductie
Een andere reden waarom TOPCon meer en meer de dominante technologie zal worden, is de sterke kostenreductie. ‘En dat is vooral te danken aan dunnere wafers’, stelt Lin. ‘Sinds eind 2021 gebruikten de meeste TOPCon-zonnecellen wafers met een dikte van 165 micrometer. Sommige fabrikanten kunnen zelfs 140 micrometer dikke wafers gebruiken om TOPCon-cellen te produceren en dat is dunner dan de 150 micrometer dikke wafers die voor perc-zonnecellen worden gebruikt. Dankzij dunnere wafers kunnen de kostprijsverschillen per wattpiek tussen TOPCon- en perc-zonnecellen dalen van 8 naar 1 procent. De winstgevendheid van TOPCon haalt die van perc dus in.’

Ruim 450 gigawattpiek
Met de bovengenoemde voordelen in het achterhoofd, ziet InfoLink het aantal aankondigingen van uitbreiding van de productiecapaciteit voor TOPCon-zonnecellen snel toenemen. Waar die eind vorig jaar nog 80 gigawattpiek was, verwachten de onderzoekers dat die aan het einde van het kalenderjaar ruim 450 gigawattpiek zal bedragen.

Lin: ‘Ter vergelijking: in dezelfde periode groeit de productiecapaciteit voor perc-zonnecellen slechts van 479 naar 516 gigawattpiek. In 2024 zal de productiecapaciteit voor TOPCon-zonnecellen dan ook die van perc-zonnecellen voorbijstreven.’

N-type wafers
De snelle productiecapaciteitsuitbreiding voor TOPCon-zonnecellen leidt tot een groeiende vraag naar n-type wafers. Aangezien het ingotproces van n-type wafers moeilijker is en de techniek minder ver ontwikkeld is dan die van het reeds lang bestaande p-type wafers, houdt InfoLink er rekening mee dat het aanbod van n-type wafers dit jaar krap kan zijn. ‘Dat komt mede door een tekort aan smeltkroezen die nodig zijn voor de productie van n-type wafers’, duidt Lin. ‘Naast de vraag naar n-type wafer, zal ook de vraag naar poe-hars aanzienlijk toenemen naarmate de productiecapaciteit voor n-type zonnecellen toeneemt. Want voor TOPCon-producten genieten polyolefin elastomeren (poe)-harsen de voorkeur boven EVA, omdat ze beter bestand zijn tegen water en ionen.’

Concurrentie voorblijven
Hoewel perc-producten dit jaar mainstream zullen blijven, wijst de snelle groei van TOPCon er volgens InfoLink op dat de marktpositie van p-type zonneceltechnologie in 2024 zal verschuiven.

Lin besluit: ‘Hoewel het marktaandeel van perc geleidelijk zal afnemen, gaan onderzoek en ontwikkeling op het gebied van hjt-, achterzijdecontact-, perovskiet en dunnefilmtechnieken door, terwijl de efficiëntie van TOPCon-zonnecellen nog kan worden verbeterd. Dit betekent dat fabrikanten voortdurend vooruitgang moeten boeken om de concurrentie voor te blijven.’