Zonnepanelen met TOPCon- en heterojunctie-zonnecellen drukken perc-technologie uit de markt

Zonnepanelen met TOPCon- en heterojunctiezonnecellen – en ook xBC-zonnecellen – drukken de perc-technologie uit de markt. ’s Werelds grootste fabrikanten bereiden zich bovendien voor op de next big thing in zonne-energie en laten daarvoor perovskiet tandemzonnecellen warmlopen in de coulissen.

De meeste fabrikanten investeerden in 2023 op grote schaal in uitbreiding van de productiecapaciteit voor tunnel oxide passivated contact (TOPCon)-, heterojunctie (hjt)- en xBC-producten, waarbij TOPCon-technologie het middelpunt van de aandacht opeiste. TOPCon-zonnecellen, die gebruikmaken van tunneloxidepassivering aan de achterzijde, hebben vooralsnog een streepje voor op heterojunctiezonnecellen door de lagere kosten voor productiemachines, een minder complex productieproces en minder obstakels bij massaproductie.

Keerpunt
Omdat de efficiëntie van perc-technologie voor massaproductie de theoretische limiet heeft bereikt, worden n-type zonnecellen zoals TOPCon en heterojunctie (hjt) door fabrikanten massaal omarmd. In het afgelopen decennium hielden de hogere productiekosten en een lagere maturiteit de massale uitrol van n-type zonneceltechnologie tegen, waardoor perc-technologie ondanks de lagere efficiëntie mainstream kon blijven. De n-type technologie heeft zich echter razendsnel ontwikkeld, waardoor qua efficiëntie en kostenreductie het keerpunt inmiddels heeft plaatsgevonden.

Procesinnovatie
Een belangrijke procesinnovatie in het ontwerp van zonnepanelen van de afgelopen jaren was de invoering van gehalveerde zonnecellen. Het gebruik van halve zonnecellen is tegenwoordig de standaard, maar bij de grootste formaten wafers worden zonnecellen ook regelmatig in drieën gesneden.

De nieuwste procesinnovatie is het gebruik van rechthoekige wafers. De reden voor de snelle populariteit van rechthoekige siliciumwafers is eenvoudig: de productie helpt om het siliciummateriaal ten volle te benutten en de kosten te drukken. Rechthoekige wafers zorgen namelijk voor een hoger zonnepaneelvermogen door de resterende ruimte tussen de zonnecellen in het zonnepaneelontwerp beter te benutten en voor een geoptimaliseerd gebruik van containerruimte voor het transport.

Consensus
Toen grootformaatwafers nog in opkomst waren, lukte het zonnepaneelfabrikanten lange tijd niet om consensus te bereiken over de specificaties van zonnepanelen, wat problemen opleverde voor hun grondstoffenleveranciers. Eenzelfde risico lag tot voor kort op de loer voor rechthoekige wafers, want de industrie werd opnieuw verrast door het brede scala aan rechthoekige wafermaten.

Om de uitdagingen van de variaties in afmetingen van rechthoekige wafers aan te pakken – en zo materiaalverspilling en toepassingsmoeilijkheden in systeemontwerpen bij eindgebruikers te verminderen – erkenden fabrikanten de noodzaak om de standaardisatie van deze zonnepaneelformaten met rechthoekige wafers te bevorderen.

Lees het volledige artikel hieronder in de Solar Magazine Marktgids Zonne-energie 2024.