TOPCon Module: Neue, effiziente Solartechnik

Die Technologie hinter Solartechnik und Solarenergie entwickelt sich mit großen Schritten. TOPCon Solarzellen sind dabei ein großer Sprung in Richtung effiziente und langlebige Technologie. Die Innovation übertrifft die herkömmliche PERC Zellen durch einen etwas komplexeren Zell-Aufbau: Mit einer Tunneloxidschicht, welche Metall und die Siliziumschicht voneinander trennen werden Leistungsverluste minimiert und eine optimale Stromübertragung gewährleistet.

Was sind TOPCon Zellen?

TOPCon Zellen sind eine Art von Solarzellen, die in der Solarindustrie für ihre hohe Effizienz und Langlebigkeit bekannt ist. TOPCon steht für Tunnel Oxide Passivated Contact und beschreibt den Aufbau der Solarzellen. Sie basieren auf einer sehr dünnen Siliziumschicht, auch Tunneloxid genannt, und einer Metallkontaktschicht. 

TOPCon Zellen schaffen es, dass die Metalle auf der Unterseite nicht in Kontakt mit der Siliziumschicht kommen und somit Leistungsverluste vermieden werden. Dafür wird eine sogenannte Tunnelschicht eingefügt, die zwar Strom hindurchlässt, aber keine Ladungsträger. 

Die Technologie wurde am Fraunhofer ISE entwickelt und schafft eine äußerst effiziente Stromübertragung und hohe Wirkungsgrade - noch besser als die etablierten PERC-Zellen. Aufgrund der hohen Effizienz nutzen immer mehr Hersteller die TOPCon Technologie anstelle der PERC-Zellen.

Wie funktionieren TOPCon Solarzellen?

Zur Stromerzeugung sind zwei Schichten notwendig: die n-Schicht und p-Schicht. Einfach gesagt ist die n-Schicht eine Schicht aus frei beweglichen Elektronen, während die p-Schicht eine Schicht aus freiliegenden Löchern ist. Den p-n-Übergang zwischen beiden Schichten nennt man auch Grenzzone. Hier werden die Elektronen abgefangen, die sich in den Schichten lösen, wenn Licht auf die Solarzelle trifft. Dies ist der oben beschriebene Gleichstrom.

TOPCon Solarzellen zählen zu den n-Typen. Die älteren PERC-Zellen zählen hingegen als p-Typ. Die Zelltypen sind nach der n-dotierten Schicht und p-dotierten Schicht benannt: Ist die negative n-Schicht dicker, handelt es sich um eine n-Zelle, während eine dickere positive p-Schicht eine p-Zelle ausmacht. 

Bei einer TOPCon Zelle ist die n-Schicht dicker und außerdem eine Tunneloxidschicht verbaut, was leistungsstärkere und weniger Verluste bedeutet. 

Mehr zur Funktion von Photovoltaik finden Sie hier: Photovoltaik Funktion

Eigenschaften von TOPCon Modulen

TOPCon Module haben mehrere Eigenschaften, die sie von anderen Modul-Typen unterscheiden. Diese Eigenschaften tragen zur Verbesserung der Effizienz, Zuverlässigkeit und Lebensdauer der Module bei:

• Solarzellen Wirkungsgrad: TOPCon Zellen erreichen Wirkungsgrade bis zu 25 %
• Höhere Effizienz: die Technologie der n-Schicht ermöglicht eine höhere Effizienz, da hier kein Kontakt zwischen Metall und Siliziumschicht besteht
• Niedrigerer Temperaturkoeffizient: TOPCon Zellen haben eine bessere Widerstandsfähigkeit auch bei hohen Temperaturen
• Umweltbeständigkeit: TOPCon Zellen (n-Typ-Zellen) und Module sind langlebig und weniger anfällig für metallische Verunreinigung,
• Herstellung: Die Herstellung von TOPCon Zellen und Modulen ist aktuell noch etwas aufwendiger und daher kostenintensiver. Dies gleicht sich jedoch mit der höheren Lebensdauer wieder aus. Außerdem könnten mit zunehmender Nachfrage die Produktionskosten sinken

TOPCon Solarzellen vs. PERC Solarzellen

TOPCon Solarzellen sind eine neue und bessere Weiterentwicklung von PERC Solarzellen. Dadurch sind sie etwas teurer, aber auch leistungsintensiver als die älteren PERC Zellen. Außerdem ist die Degradation von p-Typ-Zellen, also PERC Zellen, schneller als n-Typ-Zellen und verlieren daher auch schneller an Leistung als die TOPCon Solarzellen. 

In der folgenden Tabelle haben wir die Unterschiede übersichtlich dargestellt:

TOPCon Solarzellen	PERC Solarzellen
höhere Leistung, größere Einnahmen	niedrigere Leistung
hohe Langlebigkeit und geringere Anfälligkeit für metallische Verunreinigungen	schnellere Degradation
höhere Temperaturbeständigkeit	niedrigere Temperaturbeständigkeit
teurer	günstiger
komplexere Herstellung	einfacher in der Herstellung

Die neueren TOPCon Module sind mittlerweile deutlich stärker als die älteren PERC Zellen. Sie sind in den Herstellungskosten zwar aktuell noch etwas teurer, jedoch ist es nicht ausgeschlossen, dass sie mit zunehmender Nachfrage auch günstiger in der Massenproduktion werden. 

Auch Enpal verbaut ausschließlich leistungsstarke monokristalline TOPCon Solarmodule, um den Wirkungsgrad und die Anlagenleistung zu maximieren. Durch das Mietmodell profitieren Kunden also von einer höheren Stromausbeute und ersparen sich gleichzeitig die höheren Anschaffungskosten. 

Fazit

TOPCon  Module sind eine wichtige Weiterentwicklung in der Solarzellentechnologie. Sie kann durch ihre hohe Effizienz und Langlebigkeit überzeugen.

TOPCon Zellen basieren auf einer dünnen Tunneloxidschicht, die eine effiziente Stromübertragung ermöglicht, indem sie verhindert, dass Metalle direkt mit der Siliziumschicht in Kontakt kommen und Leistungsverluste verursachen.

Obwohl die Herstellung von TOPCon-Zellen momentan aufwendiger und kostspieliger ist als die von PERC-Zellen, wird dies durch ihre überlegene Effizienz und Lebensdauer ausgeglichen. Mit zunehmender Nachfrage könnten die Produktionskosten sinken, wodurch TOPCon-Zellen noch attraktiver für die Massenproduktion werden.

Auch Enpal verbaut ausschließlich die hochwertigen TOPCon Solarzellen. Mit dem Enpal.One Energiemanager können Sie außerdem Ihren Eigenverbrauch maximieren und vom günstigsten Stromtarif Deutschlands profitieren. Darin bekommen Sie Ihren Strom bereits ab 12 Cent/kWh.