پیش‌بینی می‌شود صنعت انرژی خورشیدی از ۲۵۳.۶۹ میلیارد دلار در سال ۲۰۲۳ به ۴۳۶.۳۶ میلیارد دلار تا سال ۲۰۳۲ برسد، با نرخ رشد سالانه مرکب ۶ درصد (بر اساس گزارش Fortune Business Insights). در خط مقدم این رشد، دو فناوری رقابتی سلول خورشیدی یعنی TOPCon و PERC قرار دارند.

TOPCon (تماس غیرفعال‌شده با اکسید تونلی) و PERC (سلول با امیتر و پشت غیرفعال‌شده) از جدیدترین پیشرفت‌ها در طراحی سلول‌های خورشیدی هستند که بازدهی و عملکرد بهتری ارائه می‌دهند. با افزایش توجه صاحبان خانه‌ها و کسب‌وکارها به نصب پنل خورشیدی، درک تفاوت‌های کلیدی این فناوری‌ها برای اتخاذ تصمیمی آگاهانه ضروری است.

این راهنمای جامع از مجله خورشیدی اکو مهر به بررسی دقیق سلول‌های خورشیدی TOPCon و PERC می‌پردازد و آن‌ها را از نظر بازدهی، هزینه، پیچیدگی تولید، عملکرد در دماهای بالا، طول عمر و سایر عوامل مقایسه می‌کند. با بررسی مزایا و معایب هر فناوری و همچنین داده‌های عملکرد واقعی از تولیدکنندگان مطرح، دید روشنی برای انتخاب بهترین گزینه خواهید داشت.

سلول‌های خورشیدی TOPCon

TOPCon که مخفف Tunnel Oxide Passivated Contact است، یک فناوری پیشرفته در سلول‌های خورشیدی است که به‌سرعت در صنعت فتوولتائیک (PV) در حال گسترش است. این طراحی نوآورانه، پیشرفت قابل‌توجهی نسبت به ساختارهای سنتی سلول خورشیدی محسوب می‌شود و بازدهی و عملکرد بهتری ارائه می‌دهد.

در ساختار این سلول‌ها از یک لایه نازک اکسید و یک لایه سیلیکون پلی‌کریستال استفاده می‌شود تا یک تماس الکتریکی بسیار کارآمد ایجاد شود. این طراحی باعث بهبود استخراج حامل‌های بار و در نتیجه افزایش نرخ تبدیل انرژی می‌شود. سلول‌های TOPCon از نوع n-type هستند و با استفاده از نیمه‌هادی دوپ‌شده با فسفر ساخته می‌شوند که به عملکرد برتر آن‌ها کمک می‌کند.

یکی از مهم‌ترین مزایای این فناوری، دستیابی به بازدهی بالاتر نسبت به فناوری‌های رایج است. طبق گزارش Solarwatt، سلول‌های TOPCon این پتانسیل را دارند که به استاندارد جدید صنعت تبدیل شوند و از نظر بازدهی حتی از فناوری PERC نیز پیشی بگیرند.

پیشنهاد مطالعه: مقایسه پنل خورشیدی HJT و TOPCon

سلول‌های خورشیدی PERC

PERC که مخفف Passivated Emitter and Rear Cell است، فناوری‌ای است که بازدهی سلول‌های خورشیدی معمولی را بهبود می‌بخشد.

در این نوع سلول، سطح پشتی با یک لایه دی‌الکتریک پوشانده می‌شود که باعث کاهش تلفات بازترکیب و بازتاب نور استفاده‌نشده به داخل سلول می‌شود. این ویژگی باعث افزایش تولید انرژی در حدود ۶ تا ۱۲ درصد نسبت به سلول‌های استاندارد می‌شود.

مزیت اصلی فناوری PERC، افزایش بازدهی بدون افزایش قابل‌توجه در پیچیدگی یا هزینه تولید است. به همین دلیل، این فناوری به استاندارد رایج در پنل‌های خورشیدی خانگی و تجاری تبدیل شده است.

مقایسه بازدهی TOPCon و PERC

یکی از مهم‌ترین مزایای TOPCon، بازدهی بالاتر آن نسبت به PERC است. طبق گزارش SunGold Solar:

• TOPCon: حدود ۲۶.۱٪
• PERC: حدود ۲۲.۵٪

این تفاوت به معنای تولید برق بیشتر از یک سطح یکسان است.

داده‌های آزمایشگاهی و واقعی نیز این موضوع را تأیید می‌کنند. مطالعه‌ای توسط Fraunhofer ISE نشان داد که ماژول‌های TOPCon در تولید انبوه به بازدهی بیش از ۲۵٪ رسیده‌اند و عملکرد بهتری نسبت به پنل‌های PERC دارند. این بازدهی بالاتر به معنای تولید برق بیشتر با استفاده از فضای کمتر است.

مقایسه هزینه و پیچیدگی تولید

از نظر هزینه و پیچیدگی تولید، فناوری PERC مزیت نسبی دارد. فرآیند تولید آن ساده‌تر و تثبیت‌شده‌تر است و همین موضوع باعث کاهش هزینه اولیه می‌شود. طبق تحلیل Eltel Networks، هزینه تولید سلول‌های PERC حدود ۱۰ تا ۱۵ درصد کمتر از TOPCon است.

با این حال، باید هزینه‌های چرخه عمر را نیز در نظر گرفت. اگرچه TOPCon هزینه اولیه بیشتری دارد، اما بازدهی بالاتر آن می‌تواند هزینه نهایی تولید برق (LCOE) را کاهش دهد. طبق گزارش Canadian Solar، پنل‌های TOPCon می‌توانند بیش از ۳ درصد برق بیشتری نسبت به PERC تولید کنند که در بلندمدت هزینه اولیه را جبران می‌کند.

پیشنهاد مطالعه: تفاوت پنل مونوکریستال و پلی‌کریستال

مقایسه عملکرد در آب‌وهوای گرم

یکی از مزیت‌های کلیدی TOPCon، عملکرد بهتر در دماهای بالا است. طبق مطالعه RenewSysWorld این پنل‌ها به دلیل ساختار خاص خود، در دماهای بالا بازدهی بیشتری حفظ می‌کنند.

در مقابل، پنل‌های PERC با افزایش دما افت عملکرد بیشتری دارند و در دماهای بالاتر از ۲۵ درجه سانتی‌گراد ممکن است ۳ تا ۵ درصد کاهش بازدهی داشته باشند. بنابراین TOPCon گزینه مناسب‌تری برای مناطق گرم است.

همچنین نرخ افت سالانه در TOPCon حدود ۰.۲۵٪ است، در حالی که این عدد برای PERC حدود ۰.۵ تا ۰.۷٪ در سال است که در طول عمر پنل تفاوت قابل‌توجهی ایجاد می‌کند.

مقایسه طول عمر و نرخ افت عملکرد

هر دو نوع سلول برای طول عمر ۲۵ تا ۳۰ سال طراحی شده‌اند. با این حال، نرخ افت عملکرد آن‌ها متفاوت است. طبق pv-magazine انتظار نمی‌رود TOPCon نسبت به PERC افت بیشتری در طول ۳۰ سال داشته باشد.

به‌طور کلی، پنل‌های خورشیدی سالانه حدود ۰.۵٪ افت عملکرد دارند، اما عواملی مانند دما، رطوبت و نگهداری می‌توانند این روند را تسریع کنند (اطلاعات کامل‌تر در مورد طول عمر پنل‌ها در این مقاله).

پیشنهاد مطالعه: مقایسه پنل دوطرفه و مونوکریستال 

مقایسه مزایا و معایب سلول‌های TOPCon و PERC

مقایسه سایر مشخصات

جمع‌بندی از مقایسه پنل‌های خورشیدی TOPCon و PERC

سلول‌های TOPCon با بازدهی بالاتر و عملکرد بهتر، گزینه‌ای پیشرفته و آینده‌دار هستند. در مقابل، سلول‌های PERC تعادل خوبی بین قیمت و عملکرد ارائه می‌دهند. انتخاب نهایی اما به نیاز، بودجه و شرایط شما بستگی دارد. با بررسی دقیق این عوامل، می‌توانید بهترین تصمیم را برای سرمایه‌گذاری در انرژی خورشیدی بگیرید.

• تفاوت اصلی بین TOPCon و PERC چیست؟ تفاوت اصلی در ساختار و بازدهی آن‌هاست. TOPCon از فناوری پیشرفته‌تری استفاده می‌کند که باعث افزایش بازدهی و کاهش افت عملکرد می‌شود، در حالی که PERC فناوری ساده‌تر و ارزان‌تری است.
• کدام فناوری بازدهی بالاتری دارد؟ سلول‌های TOPCon معمولاً بازدهی بالاتری دارند (حدود ۲۴ تا ۲۶ درصد) در حالی که بازدهی PERC حدود ۲۰ تا ۲۲ درصد است.
• آیا پنل‌های TOPCon ارزش هزینه بیشتر را دارند؟ در بسیاری از موارد بله. اگرچه هزینه اولیه آن‌ها بیشتر است، اما به دلیل تولید انرژی بیشتر و افت کمتر در طول زمان، در بلندمدت مقرون‌به‌صرفه‌تر هستند.
• کدام نوع برای مناطق گرم مناسب‌تر است؟ پنل‌های TOPCon به دلیل عملکرد بهتر در دماهای بالا و افت کمتر بازدهی، گزینه مناسب‌تری برای مناطق گرم هستند.
• آیا PERC هنوز گزینه مناسبی برای خرید است؟ بله، PERC همچنان یکی از رایج‌ترین و مقرون‌به‌صرفه‌ترین گزینه‌ها در بازار است و برای پروژه‌هایی با بودجه محدود یا فضای کافی انتخاب مناسبی محسوب می‌شود.
• طول عمر پنل‌های TOPCon و PERC چقدر است؟ هر دو نوع معمولاً بین ۲۵ تا ۳۰ سال عمر مفید دارند، اما TOPCon معمولاً افت عملکرد کمتری در طول زمان دارد.
• برای استفاده خانگی کدام گزینه بهتر است؟ اگر فضای محدود و بودجه مناسب دارید، TOPCon انتخاب بهتری است. اما اگر به دنبال گزینه اقتصادی‌تر هستید، PERC نیز می‌تواند نیازهای شما را به‌خوبی پوشش دهد.

منبع: solarnplus.com