M10 MBB, N-Tpye TopCon 108 mitges cel·les 420W-435W mòdul solar

Les cèl·lules solars TOPCon (Tunnel Oxide Passivated Contact) són una tecnologia fotovoltaica d'alta eficiència que representa una millora important respecte als dissenys de cèl·lules solars convencionals.El disseny de la cèl·lula TOPCon implica una capa d'òxid de túnel situada entre una fina capa de contacte de silici i la capa emissora.La capa d'òxid del túnel proporciona un camí de baixa resistència perquè els portadors de càrrega es transfereixin des de la capa de contacte de silici a la capa emissora, millorant així l'eficiència de conversió d'energia.

L'estructura bàsica d'una cèl·lula solar TOPCon consisteix en un substrat de silici de tipus p rematat amb una fina capa de silici de tipus n.Això és seguit per una fina capa d'òxid del túnel, normalment de menys de 5 nanòmetres de gruix.A la part superior de la capa d'òxid del túnel hi ha una capa dopada de tipus n, que forma l'emissor de la cèl·lula solar.Finalment, es col·loca una reixeta de contacte metàl·lica a la superfície frontal de la cèl·lula per recollir els portadors de càrrega generats.

Un dels principals avantatges de les cèl·lules solars TOPCon és l'alta qualitat de passivació de l'òxid del túnel.Aquesta massa resulta en menys llocs de recombinació per als portadors de càrrega excitats, reduint la pèrdua d'energia i augmentant l'eficiència.A més, el camí de baixa resistència proporcionat per la capa d'òxid del túnel permet un transport eficient del portador des de la capa de contacte de silici fins a l'emissor, millorant encara més l'eficiència.

Un altre avantatge de la tecnologia TOPCon és l'absència de camps de superfície frontal.Les cèl·lules solars convencionals sovint inclouen regions fortament dopades a la superfície frontal per facilitar la transferència de portadors de càrrega, la qual cosa comporta una pèrdua d'eficiència.El disseny TOPCon elimina aquest problema facilitant el transport del portador a través de l'òxid del túnel, millorant així el rendiment.

Pel que fa a l'eficiència, les cèl·lules solars TOPCon van aconseguir una eficiència de conversió rècord mundial del 25,0% en un entorn de laboratori, en comparació amb l'eficiència més alta del 23,4% de les cèl·lules solars de silici convencionals.Aquesta millora de l'eficiència es tradueix en una major producció d'energia i una reducció dels costos de l'energia solar.

Les cèl·lules solars TOPCon també tenen una major durabilitat i estabilitat.La capa d'òxid del túnel passiva eficaçment la superfície de silici, reduint així la degradació de la vida útil del portador al llarg del temps.Això es tradueix en una vida útil més llarga i uns costos de manteniment més baixos que els dissenys de cèl·lules solars convencionals.

Un dels principals reptes del disseny de TOPCon va ser la complexitat addicional que implica la producció de la capa d'òxid del túnel.Aquest procés pot ser més car i consumir més temps que produir dissenys tradicionals de cèl·lules solars.Tanmateix, el potencial d'augmentar l'eficiència i reduir els costos de manteniment fa que la tecnologia sigui una opció atractiva per a la producció de cèl·lules solars a gran escala.

En general, les cèl·lules solars TOPCon representen un desenvolupament important en la tecnologia fotovoltaica, oferint molts avantatges en termes d'eficiència, durabilitat i estabilitat.A mesura que els costos de producció continuen disminuint i les eficiències augmenten, les cèl·lules solars TOPCon poden convertir-se en una opció cada cop més habitual i desitjable per a la generació d'energia solar.