Il 2023 si prospetta come un anno di innovazione tecnologica per i moduli fotovoltaici. I due trend che guideranno la nuova produzione saranno prodotti con maggiore efficienza, grazie alla diffusione delle celle N-Type M10, e con potenze superiori, con una particolare attenzione rivolta a peso e dimensioni.
Ad oggi la tecnologia più diffusa per la realizzazione di moduli ad alta efficienza rimane quella delle celle Perc P-type, soprattutto nella versione hal cut multi bus bar. Si prevede però che già dal 2023 si assisterà ad un’inversione di tendenza con la diffusione della tecnologia Topcon con celle N-type.
I ricercatori dell’Istituto tedesco Fraunhofer hanno delineato una serie di strategie guidate dai costi per accelerare l’aumento di livello industriale dei prodotti solari TOPCon (tunnel oxide passivated contacts):
Nel documento, “TOPCon – Opzioni tecnologiche per una produzione industriale economicamente efficiente“, pubblicato su Solar Energy Materials and Solar Cells, il team di ricerca tedesco ha spiegato che i processi e le apparecchiature esistenti comunemente utilizzati nella produzione di celle PERC possono essere facilmente adattati a TOPCon produzione di celle aggiungendo due fasi di processo: la formazione di uno strato di ossido e la deposizione di polisilicio intrinseco/drogato.
Il passaggio alla tecnologia N-type assicura ai prodotti migliore performance e maggiore potenza, consentendo a parità di superficie occupata, di installare impianti più potenti e produttivi, oltre che più longevi e con un più basso Lcoe.
Vediamo quali sono i vantaggi della tecnologia Topcon:
Maggiore efficienza delle celle
Nel corso degli ultimi anni, l’efficienza delle celle TOPCon rispetto alle celle PERC ha raggiunto livelli superiori, fino a raggiungere nell’ultimo anno percentuali attorno al 28,2-28,7%. Questo implica una maggiore produzione di elettricità, grazie a:
- Minori perdite
- Maggiore corrente/tensione
- Degradazione da LID e LeTID trascurabile
- Bassi coefficienti di temperatura
Coefficienti di temperatura inferiori
Coefficienti di temperatura più bassi, si traducono in un miglior comportamento in termini di produzione del modulo.
L’aumento della produttività in fase di funzionamento reale si aggira intorno al 2-3%:
Questa caratteristica rende i moduli ideali per le installazioni con poca ventilazione dei moduli, come i tetti industriali.
Minor degradazione lineare e una più estesa garanzia sulla performance
Oltre alla garanzia di prodotto, che per i moduli IBC SOLAR è ad esempio 15 anni, è molto importante anche la garanzia sulla performance lineare, che in caso dei moduli N-type passa da 25 a 30 anni.
Le minori perdite di produttività nel corso della vita del modulo, garantiscono livelli di produzione più elevati dopo un maggior tempo di funzionamento.
Miglior comportamento con basso irraggiamento
Le celle N-Type, oltre ad avere una durata maggiore, hanno rese di funzionamento migliori in condizioni di basso irraggiamento, quindi con le prime ore del mattino e al tramonto.
Questo comporta ad esempio la possibilità di usufruire di un paio di ore in più di autoconsumo o di accumulo di energia solare.
Le previsioni di una maggiore espansione della tecnologia N-type sono confermate anche dai piani espansione delle linee produttive da parte dei principali produttori.
Se sul fronte delle celle, la tecnologia N-type sta prendendo piede con grande rapidità, per quanto riguarda i wafer un teend significativo è la conferma degli M10, con dimensioni di 182×182 millimetri, destinati a sorpassare nel 2023 gli M6, con dimensioni di 166×166 millimetri. Il principale vantaggio è che gli M10 possono offrire più potenza a parità di superficie, garantendo vantaggi in termine di produzione, affidabilità, trasporto ed installazione.