Công nghệ PERC có giới hạn hiệu suất lý thuyết là khoảng 24%, vì vậy, để tiếp tục thúc đẩy hiệu suất, các nhà sản xuất sử dụng “công nghệ tiếp xúc thụ động” tiên tiến hơn là TOPCon- Tunnel Oxide Passivated Contact. Công nghệ này đã được Viện Fraunhofer về Hệ thống Năng lượng Mặt trời ở Đức giới thiệu vào ngành vào năm 2013 và đã được các nhà sản xuất Trung Quốc sử dụng ít nhất từ năm 2019.
Vậy công nghệ TOPCon là gì, và tại sao nó lại được đánh giá cao? Trong bài viết này, chúng ta sẽ cùng tìm hiểu về công nghệ TOPCon, cách hoạt động của nó, cũng như những ưu điểm và nhược điểm của công nghệ này.
I. Công nghệ TOPCon là gì?
Công nghệ TOPCon là viết tắt của từ “Tunnel Oxide Passivated Contact” (điều tiết điện trượt qua màng chắn oxy hoá), nghĩa là một công nghệ sản xuất pin mặt trời sử dụng các lớp tế bào mỏng nhưng đặc biệt hiệu quả để tối ưu hóa hiệu suất pin mặt trời. Cụ thể, công nghệ này sử dụng một lớp màng tế bào tunnel oxide và một lớp passivation layer để cải thiện tính chất dẫn điện và hấp thụ ánh sáng của pin mặt trời.
II. Cách hoạt động của công nghệ TOPCon
Tế bào TOPCon sử dụng lớp oxit đường hầm nano siêu nhỏ, cấu trúc màng silicon vi tinh thể chọn lọc chất mang ở mặt sau và công nghệ tiếp xúc thụ động tiên tiến và hiệu quả cao. Cấu trúc mới lạ này thể hiện sự cải tiến hai chiều trong hiệu suất thụ động và độ dẫn điện, dẫn đến hiệu suất chuyển đổi tế bào đáng kể và tăng sản lượng điện. Cấu trúc của lớp ôxít đường hầm tiếp tục giảm thiểu sự tái kết hợp dưới bề mặt, cải thiện đáng kể hiệu suất chuyển đổi tế bào, với giới hạn từ 28,2% đến 28,7%.
Tế bào TOPCon cũng đòi hỏi nhiều bạc hơn đáng kể trong quá trình kim loại hóa so với PERC, khoảng 130-150mg mỗi mảnh so với 85mg với PERC, khiến chi phí tế bào thậm chí còn cao hơn. Một mối quan tâm khác là chi phí nhân lực cao hơn đối với pin mặt trời TOPCon và khó giảm thiểu hơn khi so sánh với HJT do quy trình sản xuất phức tạp của 9 hoặc thậm chí mười quy trình. Bất chấp những trở ngại này, các nhà sản xuất tế bào PERC hàng đầu vẫn đang làm việc trên TOPCon.
III. Ưu điểm và nhược điểm của công nghệ TOPCon
Ưu điểm
- Hiệu suất chuyển đổi cao: Công nghệ TOPCon có hiệu suất chuyển đổi cao, vượt trội hơn so với các công nghệ pin mặt trời khác. Điều này giúp tăng tính hiệu quả trong sản xuất điện năng lượng mặt trời, giảm chi phí đầu tư ban đầu và tăng thu nhập cho nhà đầu tư.
- Độ bền và độ tin cậy cao: Công nghệ TOPCon sử dụng các vật liệu có độ bền và độ tin cậy cao, giúp giảm thiểu tình trạng hư hỏng và đảm bảo tuổi thọ của pin mặt trời trong quá trình sử dụng.
- Khả năng hoạt động ở nhiệt độ cao: Với khả năng hoạt động tốt ở nhiệt độ cao, công nghệ TOPCon phù hợp với điều kiện khắc nghiệt của các vùng nóng trên thế giới, giúp nâng cao tính ổn định và độ tin cậy của hệ thống điện mặt trời.
- Tiết kiệm không gian: Công nghệ TOPCon có thể sản xuất pin mặt trời với độ mỏng và độ nhẹ hơn so với các công nghệ khác, giúp tiết kiệm không gian và thuận tiện cho việc lắp đặt.
Nhược điểm
- Chi phí đầu tư ban đầu cao: Mặc dù công nghệ TOPCon có hiệu suất chuyển đổi cao, nhưng chi phí đầu tư ban đầu để sản xuất các loại pin mặt trời sử dụng công nghệ này vẫn khá cao.
- Quy trình sản xuất phức tạp: Quy trình sản xuất các loại pin mặt trời sử dụng công nghệ TOPCon phức tạp hơn so với các công nghệ khác, đòi hỏi sự chuyên môn cao trong quá trình sản xuất.
- Thời gian hoàn vốn dài: Do chi phí đầu tư ban đầu khá cao, thời gian hoàn vốn của các dự án sử dụng công nghệ TOPCon cũng khá dài, đòi hỏi sự kiên nhẫn và đầu tư lâu dài của các nhà đầu tư.
Những nhà sản xuất pin mặt trời nào đang sử dụng công nghệ TOPCon
Hiện nay, nhiều nhà sản xuất pin mặt trời trên thế giới đã bắt đầu áp dụng công nghệ TOPCon vào sản xuất, trong đó có Jinko Solar – một trong những nhà sản xuất pin mặt trời hàng đầu thế giới.
Ngày 02 tháng 11 năm 2021,Jinko Solar chính thức ra mắt Tấm pin năng lượng mặt trời Tiger Neo – module PV loại N thế hệ mới ứng dụng công nghệ tiếp xúc thụ động (TOPCon), cung cấp hiệu suất cao hơn khoảng 5% đến 6% so với mono PERC và tạo ra nhiều năng lượng hơn khoảng 3% đến 4%. Tấm pin năng lượng mặt trời Tiger Neo mới mang lại công suất đầu ra tối đa lên đến 620 W khi sản xuất hàng loạt, với hiệu suất chuyển đổi cực cao lên đến 22,30%
Sản Phẩm
Ngoài Jinko Solar, các nhà sản xuất pin mặt trời khác như LG, Hanwha Q Cells, Trina Solar và REC Group cũng đã bắt đầu sử dụng công nghệ TOPCon trong sản xuất các dòng sản phẩm pin mặt trời của mình. Tuy nhiên, Jinko Solar được coi là một trong những nhà sản xuất tiên phong và thành công nhất trong việc ứng dụng công nghệ TOPCon. Với việc cho ra mắt dòng sản phẩm Tiger Pro, Jinko Solar đã đạt được nhiều giải thưởng danh giá, đồng thời tạo ra sự quan tâm của cả ngành công nghiệp về công nghệ TOPCon và tiềm năng của nó trong tương lai.