PV Solarmodule – die neuesten Entwicklungen, größere, hocheffiziente Zellen, Leistung 600W+.

In der Solarenergie war die Effizienz der Paneele schon immer ein wichtiger Faktor. Aktuell ist jedoch ein neuer Kampf um das leistungsstärkste Solarmodul der Welt entbrannt, bei dem viele der größten Akteure der Branche großformatige Module der nächsten Generation mit einer Leistung von weit über 600 W ankündigen. Das Rennen um das leistungsstärkste Panel begann 2020, als Trina Solar das erste Panel mit einer Leistung von 600 W vorstellte. Wenig später stellte JinkoSolar auf der SNEC PV Power Expo in China eine 610-W-Version des Tiger Pro-Moduls vor. Etwa zur gleichen Zeit gab Trina Solar bekannt, dass ein leistungsstärkeres Modul mit 660 W+ in der Entwicklung sei. Dank dieser Innovationen hat sich die Leistung von Solarmodulen für den kommerziellen und privaten Gebrauch generell erhöht, so dass Module mit einer Leistung von 400 bis 550 Watt heute Standard sind. Viele Hersteller suchen nach Möglichkeiten, auch den Wirkungsgrad von Zellen zu erhöhen, indem sie viel Geld in Forschung und Entwicklung investieren. Die beträchtliche Leistungssteigerung ist in erster Linie auf die Erhöhung des Wirkungsgrads zurückzuführen. Um die beeindruckenden Leistungswerte zu erreichen, sind die Paneele und Zellen nicht nur größer geworden, sondern auch der Wirkungsgrad der Zellen wurde durch zahlreiche neue Technologien und fortschrittliche Rückseitenpassivierungstechniken wie TOPCon erheblich verbessert. N-Typ-Siliziumwafer sind eine der besten Möglichkeiten, den Wirkungsgrad zu steigern, aber sie sind traditionell teurer. Der Preisunterschied zwischen P-Typ- und N-Typ-Silizium verringert sich jedoch, da die Kosten für die Herstellung der hochleistungsfähigen N-Typ-Siliziumwafer, die als Grundlage für effizientere HJT- und TOPcon-Zellen verwendet werden, aufgrund von Skaleneffekten sinken. Für die Zukunft wird erwartet, dass die Perowskit-Zellentechnologie stabil und lebensfähig wird, so dass die Hersteller Tandemzellen der nächsten Generation mit einer Leistung von bis zu 800 W herstellen können.

700W+ PV Open Innovation Ökologische Allianz

Trina Solar hat in Zusammenarbeit mit Astronergy, Canadian Solar, Risen Energy, TCL Zhonghuan und Tongwei die 700W+ Photovoltaic Open Innovation Ecological Alliance eingeführt, die 2020 die 600W+ Version ablösen wird. Ziel der Allianz ist die Standardisierung von Design und Produktion von 700W+-Photovoltaikmodulen mit branchenüblichen Modulabmessungen von 2384mm x 1303mm (und einem vertikalen Lochabstand an der Längsseite von 400mm und 1400mm), um die Effizienz der Lieferkette zu verbessern, die Produktion zu steigern und die Kosten zu senken. Die Initiative betont die Einhaltung der vereinbarten Industriemaße und fordert kontinuierliche technologische Fortschritte in der gesamten Industriekette. Die Festlegung von Standards soll die Industrialisierung von 700W+ Modulen beschleunigen, die Konsistenz fördern, die Stromgestehungskosten (LCOE) senken und den langfristigen Wert der Photovoltaik maximieren.

Um die Ziele der grösseren Leistungen zu erreichen, zeichnen sich folgende Trends am Markt ab:
- Größere Zellgrößen
- neue Modulkonfigurationen
- Hocheffiziente Zellen
- Tiling Ribbon Technologie
- MBB, Multi-Busbars und Micro-Busbars
- PERC/PERC+, Passivierte Emitter- und Rückseitenzelle
- Heterojunction - Heteroübergang (HJT)
- TOPCon - Tunnel-Oxid-Passivierungskontakt
- N-Typ-Siliziumzellen - Substrat

Größere Zellgrößen: 166 mm, 182 mm und 210 mm

Traditionell waren Solarmodule in zwei Hauptgrößen erhältlich - das Standardformat mit 60 Zellen (etwa 1,65 m hoch und 1 m breit), das für Hausdächer verwendet wird, und das größere Format mit 72 Zellen für gewerbliche Anlagen (etwa 2 m hoch und 1 m breit). Dann kamen Halbzellenpaneele in etwa der gleichen Größe auf, jedoch mit der doppelten Anzahl an Halbzellen (120 Zellen und 144 Zellen). Neben den Standardgrößen produzieren einige Premiumhersteller wie SunPower und Panasonic einzigartige Paneele mit 96 und 104 Zellen.

Die Standardgröße für die Industrie war im letzten Jahrzehnt das 156 mm x 156 mm oder 6 Zoll große quadratische Zellenformat. In den letzten Jahren ist ein zunehmender Trend zu größeren Solarwafern und -modulen zu beobachten. Um die Herstellungskosten zu senken und die Effizienz zu steigern, sind die meisten Hersteller im Jahr 2020 von der standardmäßigen quadratischen Zellengröße von 156 mm zu Gunsten größerer Wafergrößen abgerückt. Die neuen Panelgrößen sind bis zu 2,4 m lang und 1,3 m breit und basieren auf den größeren 180- und 210-mm-Waferzellen. Dies entspricht einer Vergrößerung von 20 bis 30 % im Vergleich zu den herkömmlichen 2,0 m x 1,0 m großen 72-Zellen-Paneelen, was natürlich mit einer erheblichen Leistungssteigerung einhergeht.

Obwohl eine Vielzahl von Zellgrößen in der Entwicklung ist, haben sich einige Größen als neuer Industriestandard herauskristallisiert, darunter 166 mm, 182 mm und 210 mm. Viele der führenden Hersteller, darunter Jinko, Longi und Canadian, haben sich auf das 182-mm-Format eingestellt. Trina Solar setzt auf das größere 210-mm-Waferformat, während Longi, der weltweit größte Hersteller von Monosilizium-Wafern, je nach Anwendung die Formate 166 mm und 182 mm verwendet. Um wettbewerbsfähig zu bleiben, müssen sich viele kleinere Hersteller auf eine der neuen Wafergrößen einstellen, um gemeinsame Wafer- und Anlagenlieferanten zu nutzen.

Auch der Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau (VDMA) dokumentiert den aktuellen Trend zur Konsolidierung und Standardisierung von drei Wafergrößen. Laut Roadmap werden neben 166-Millimeter-Wafern künftig vor allem 210-Millimeter-Wafer in der Massenproduktion berücksichtigt, ebenso wie Wafer mit 182 Millimetern. Kleinere Formate werden dadurch nach und nach vom Markt verschwinden. Gegenwärtig verläuft die Lernkurve in der Photovoltaik schnell und steil nach oben, was die chemischen und metallischen Prozesse betrifft, die bei hocheffizienten Modulen und größeren Solarwaferformaten eingesetzt werden. 

Neue Modulkonfigurationen: 66, 78 und 84 Zellen

Neben den verschiedenen Zellgrößen gibt es eine Vielzahl neuer Modulkonfigurationen, die auf den zahlreichen Zellkombinationen basieren. Die drei beliebtesten, die sich herauskristallisiert haben, sind Paneele mit 66 Zellen (Halbschnitt 132), 78 Zellen (Halbschnitt 156) und 84 Zellen (Halbschnitt 168). Die extragroßen 210-mm-Zellen eignen sich auch gut für einzigartige Zellteilungsformate wie 1/3-Schnitt-Zellen, bei denen der quadratische Wafer in drei Segmente unterteilt wird, anstatt der üblichen halbgeschnittenen oder halbgroßen Zellen.

Tiling Ribbon Technologie

Der Grund für die typischen vertikalen Lücken von 2 bis 3 mm liegt darin, dass die traditionellen größeren Bändchen-Sammelschienen 2,0 mm und mehr benötigen, um die Vorder- und Rückseite jeder Zelle zu biegen und miteinander zu verbinden. Durch die Umstellung auf die Verwendung viel kleinerer Draht-Sammelschienen können diese Lücken erheblich verringert werden. Um die Effizienz der Module weiter zu steigern und die Leistung zu erhöhen, haben diverse Hersteller Techniken eingeführt, welche den vertikalen Zwischenraum zwischen den Zellen optimieren. Eine Reihe von Techniken wurde entwickelt, um diese Lücke zu minimieren oder zu beseitigen, wobei die gängigste darin besteht, den Zellenabstand einfach von etwa 2,0 mm auf 0,5 mm zu verringern. Durch die Beseitigung der typischen vertikalen Lücken von 2 bis 3 mm und das Zusammenpressen der Zellen steht mehr Fläche zur Verfügung, um Sonnenlicht zu absorbieren und Strom zu erzeugen. LONGi Solar ist ein Hersteller, dem es gelungen ist, den Abstand zwischen den Zellen auf 0,6 mm zu reduzieren, indem er eine Methode verwendet hat, die das Unternehmen als "intelligentes Löten" mit integrierten segmentierten Bändern bezeichnet. Diese neue Technologie verwendet ein einzigartiges dreieckiges Busbar-Design auf der Vorderseite der Zelle mit einem sehr dünnen abgeflachten Abschnitt, der sich biegt und hinter der Zelle verläuft, um die Verbindung herzustellen.

Jinko Solar, der derzeit weltgrößte Hersteller von Solarmodulen, hat eine Technologie entwickelt, die das Unternehmen als Tiling Ribbon oder TR-Zellen bezeichnet. Bei der Tiling-Ribbon-Zelltechnologie wird der Zwischenraum zwischen den Zellen durch eine leichte Überlappung der Zellen eliminiert, wodurch eine größere Zelloberfläche entsteht. Dies wiederum steigert den Wirkungsgrad und die Leistungsabgabe des Panels. Die Tiling-Ribbon-Technologie reduziert auch die Menge des benötigten Lots drastisch, da die Zellen durch Kompression miteinander verbunden werden, anstatt sie zu löten. Bei geschuppten Zellpaneelen, wie sie in der Sunpower Performance-Serie verwendet werden, kommt eine ähnliche Technologie zum Einsatz, bei der sich überlappende dünne Zellstreifen zu großformatigen Hochleistungspaneelen konfiguriert werden können.

Mehrere andere führende Hersteller wie Q Cells haben einen ähnlichen Ansatz zur Steigerung des Wirkungsgrads gewählt, indem sie den Zwischenraum zwischen den Zellen vollständig eliminieren. Die meisten Hersteller haben jedoch den gängigeren Ansatz gewählt und den Abstand zwischen den Zellen so weit wie möglich verringert, so dass nur noch eine sehr kleine Lücke von 0,5 mm verbleibt; auf diese Weise wird die Lücke effektiv beseitigt, ohne dass neue Zellverbindungstechniken entwickelt werden müssen.

MBB, Multi-Busbars und Micro-Busbars - Mehrfach-Sammelschienen

Von den zahlreichen Zellverbesserungen sind Multi-Busbars (MBB) die am häufigsten eingesetzte Technologie zur Steigerung der Effizienz. Die traditionellen Bändchen-Sammelschienen (5BB oder 6BB) werden rasch zugunsten von neun oder mehr Dünndraht-Sammelschienen (9BB oder 12BB) abgelöst. Einige Hersteller, wie z. B. REC, sind sogar zu 16 Mikrodraht-Sammelschienen in der Alpha-Panel-Serie übergegangen. Breitere Zellen bedeuten auch, dass mehr Busbars auf die Zellenoberfläche passen, wobei 18 oder sogar 21 Busbars in größere 210 mm breite Zellen integriert werden können.

Bifacial-Paneele mit MBB erfreuen sich ebenfalls zunehmender Beliebtheit, da durch die Nutzung der Rückseite des Paneels bis zu 20 % oder mehr Leistung (etwa 80 W zusätzlich) erzielt werden kann. Bifacial-Paneele sind jedoch im Allgemeinen nur auf hellen Oberflächen von Vorteil, z. B. auf leicht sandigem oder felsigem Boden, wie er in großen MW-Solarparks in eher trockenen Gebieten verwendet wird.

Bifacial-Paneele mit MBB erfreuen sich ebenfalls zunehmender Beliebtheit, da durch die Nutzung der Rückseite des Paneels bis zu 20 % oder mehr Leistung (etwa 80 W zusätzlich) erzielt werden kann. Bifacial-Paneele sind jedoch in der Regel nur auf hellen Oberflächen von Vorteil, z. B. auf leicht sandigem oder felsigem Boden, wie er in großen MW-Solarparks in eher trockenen Gebieten verwendet wird.

PERC/PERC+, Passivierte Emitter- und Rückseitenzelle

Was ist der Unterschied zwischen Standard- und PERC-Solarzellen? Die Standard-Solarzellenstruktur, die seit Jahrzehnten verwendet wird und etwa 80 % des Weltmarktanteils ausmacht, besteht aus einer Vorderseite und einer Rückseite der Zelle, welche wiederum folgende Beschaffenheit aufweisen:
- Siebgedruckte Silberpaste Vorderkontakt
- Anti-Reflexions-Beschichtung (ARC)
- Silizium-Wafer, die den P-N-Übergang bilden
- Aluminium-Back Surface Field (Al-BSF)
- Siebgedruckte Aluminiumpastenschicht

Bei diesen Zellen handelt es sich in der Regel um kristalline Siliziumzellen mit hohem Energieumwandlungswirkungsgrad. Das bedeutet, dass die zu Paneelen geformten Zellen im Verhältnis zur Paneelgrösse mehr Strom erzeugen können. Der Erfolg dieser Zellstruktur wird auf Folgendes zurückgeführt: einfache Produktionstechnologie im Vergleich zum erzielten Wirkungsgrad, Toleranz der Struktur und des Prozesses gegenüber Schwankungen in der Waferqualität und leicht verfügbare Produktionstechnologie, d.h. wichtige Strukturelemente oder Prozessabläufe sind nicht durch Patente oder andere rechtliche Fragen streng geschützt, was vielen Herstellern den Wettbewerb ermöglichte. Obwohl sich die Solartechnologie in Bezug auf Wirkungsgrad und Kosten stark verbessert hat, ist sie immer noch teurer als traditionelle Energiequellen. Daher wird kontinuierlich geforscht, um die Produktionskosten weiter zu senken und den Wirkungsgrad zu erhöhen, um mehr Energie zu erzeugen.

PERC-Solarzellen

PERC steht für Passivated Emitter and Rear Cell (Passivierte Emitter- und Rückseitenzelle) und ist eine neue Technologie, mit der durch Hinzufügen einer dielektrischen Passivierungsschicht auf der Rückseite der Zelle eine höhere Energieumwandlungseffizienz erreicht werden kann. Die Struktur einer PERC-Solarzelle von vorne nach hinten:
- Siebgedruckter Silberpasten-Frontkontakt
- Antireflexionsbeschichtung (ARC)
- Silizium-Wafer, die den P-N-Übergang bilden
- lokales Aluminium-Back-Surface-Field (Al-BSF)
- dielektrische Passivierungsschicht
- SiNx-Deckschicht
- siebgedruckte Aluminiumpastenschicht

Die dielektrische Passivierungsschicht trägt zur Erhöhung des Wirkungsgrads bei. Sie verringert die Elektronenrekombination. Die Elektronenrekombination blockiert den freien Fluss der Elektronen durch die Zelle und verringert so den Wirkungsgrad. Die zusätzliche Passivierungsschicht macht den Elektronenfluss gleichmäßiger und konsistenter, wodurch zusätzlicher elektrischer Strom erzeugt wird. Es erhöht auch die Fähigkeit der Solarzelle, Licht einzufangen. Denn nicht absorbiertes Licht wird von der Passivierungsschicht zurück zur Solarzelle reflektiert, wo es einen zweiten Absorptionsversuch unternimmt, um zusätzliche Energie zu erzeugen, was die Effizienz der Zellen erhöht. Bestimmte Wellenlängen werden von der hinteren Schicht der Solarzelle absorbiert, wodurch sich Wärme ansammelt und der Wirkungsgrad sinkt. Die zusätzliche Passivierungsschicht reflektiert diese Wellenlängen aus der Solarzelle heraus und hält die Temperatur der Solarzelle aufrecht. Die PERC-Solarzellentechnologie ist unkomplizierter, da sie sich nur geringfügig von den Standard-Solarzellen unterscheidet. Sie ist auch kostengünstiger, da sie aufgrund der effizienteren Energieumwandlung eine Maximierung der Energieausbeute ermöglicht.

Heterojunction - Heteroübergang (HJT)

Die Heterojunction-Technologie (HJT) ist eine nicht mehr ganz so neue Methode zur Herstellung von Solarmodulen, die in den letzten zehn Jahren stark an Bedeutung gewonnen hat. Das HJT-Produktionskonzept wurde in den 1980er Jahren von SANYO Electric entwickelt (SANYO wurde 2009 von Panasonic übernommen). SANYO war das erste Unternehmen, das Solarzellen aus amorphem Silizium (a-Si) kommerziell herstellte. Diese Dünnschichttechnologie, die vor allem in Taschenrechnern zum Einsatz kommt, absorbiert einen großen Teil des Lichtspektrums, hat aber einen geringen Wirkungsgrad (der höchste für a-Si gemessene Wert liegt bei 13,6 %). Deshalb hat SANYO mit a-Si Zellen gespielt und sie schließlich mit kristallinen Siliziumscheiben und einer transparenten leitenden Oxidschicht (TCO) laminiert. Die c-Si-Komponente sorgte für einen stabileren Wirkungsgrad, während die a-Si-Seite für eine erhöhte Lichtabsorption sorgte. Die Heterojunction-Technologie war geboren. Die Technologie ist seither die beste Option für die Solarbranche, um den Wirkungsgrad und die Leistung auf das höchste Niveau zu steigern. HJT kombiniert die besten Eigenschaften von kristallinem Silizium mit denen der amorphen Silizium-Dünnschicht, um eine Hochleistungs-Hybridzelle herzustellen, welche die Leistung der branchenüblichen PERC-Technologie übertrifft. Der Bericht "International Technology Roadmap for Photovoltaic" aus dem Jahr 2019 geht davon aus, dass HJT-Zellen im Jahr 2026 einen Marktanteil von 12 % und bis 2029 von 15 % erreichen werden - ein stetiger Anstieg für eine Technologie, die noch vor einem Jahrzehnt nur von Panasonic eingesetzt wurde.

Einer der Vorteile der HIT-Technologie ist der niedrige Temperaturkoeffizient. Die Heterojunction-Technologie kann deshalb über die Lebensdauer des Systems mehr Energie erzeugen kann als ein Modul mit ähnlicher Nennleistung. Dadurch kann der Verbraucher über die gesamte Lebensdauer des Systems viel Geld sparen.

SANYO vermarktete seine HJT-Module unter dem Markennamen HIT (Heterojunction with Intrinsic Thin-layer technology), den Panasonic noch heute verwendet. Die ersten HIT-Module, die 1997 auf den Markt kamen, hatten einen Wirkungsgrad von 14,4 % und eine Leistung von 170 W. Die neuesten 96-Zellen-HIT-Modelle von Panasonic haben einen durchschnittlichen Wirkungsgrad von rund 20 % und eine Leistung von über 330 W. Meyer Burger und andere Hersteller von Solaranlagen sind auf den HJT-Zug aufgesprungen, nachdem die Patente von SANYO/Panasonic auf die HIT-Technologie im Jahr 2010 abgelaufen waren. Dan Glaser, Ingenieur bei Panasonic Life Solutions of America, sagte, Panasonic begrüße die Unterstützung der Industrie für seine ursprüngliche Technologie. HJT sorgte für Schlagzeilen, als die REC Group das leistungsstärkste 60-Zellen-Solarmodul der Branche mit 380 W ankündigte. Diese Leistung wurde durch HJT-Prozesse ermöglicht, die der Anlagenhersteller Meyer Burger, seit 2010 ein HJT-Marktführer, perfektioniert hat. Als einziger Equipment-Lieferant, der einen schlüsselfertigen HJT-Herstellungsprozess anbietet, setzt Meyer Burger eine Bewegung in Gang: Das Unternehmen lieferte Equipment für die im Bau befindliche 1-GW-HJT-Linie von EkoRE in der Türkei sowie für die in Florida produzierten HJT-Paneele von SolarTech Universal.

Meyer Burger hat sich aufgrund ihres kontinuierlich getesteten Herstellungsprozesses als führend in der HJT-Technologie etabliert. Die HJT-Fertigungsanlagen von Meyer Burger arbeiten mit niedrigeren Temperaturen und weniger Energie als herkömmliche Fertigungslinien - eine wichtige Voraussetzung für perfekte HJT-Endprodukte. Die Tücke liegt in der TCO-Schicht, die im Wesentlichen die a-Si- und c-Si-Wafer miteinander verbindet. Die TCO-Abscheidung darf nicht zu heiß sein, um die empfindliche a-Si-Schicht nicht zu beeinträchtigen.

Andere große asiatische Unternehmen setzen ebenfalls auf HJT. Jinergy war eines der ersten Unternehmen, das HJT-Module in China auf den Markt gebracht hat, und gab im März 2019 bekannt, dass es mit seinen HJT-Zellen einen Wirkungsgrad von 23,79 % erreicht hat und sein 72-Zellen-Modul JNHM72 eine Leistung von 452,5 W aufweist. Risen Energy hat im August 2019 den ersten Spatenstich für eine 2,5-GW-HJT-Zellen- und -Modulproduktionsanlage in China gesetzt, welche seit 2021 fertiggestellt ist. Es ist zu erwarten, dass weitere Unternehmen auf den HJT-Zug aufspringen werden, wenn sie die Entscheidung treffen, bestehende PERC-Linien zu aktualisieren oder eine völlig neue Richtung einzuschlagen. Der HJT-Fertigungsprozess umfasst vier Schritte weniger als der herkömmliche PERC-Prozess, so dass nach der ersten Inbetriebnahme erhebliche Kosteneinsparungen möglich sind. Und die potenziellen Leistungs- und Effizienzsteigerungen sind sogar noch größer.

TOPCon - Tunnel-Oxid-Passivierte-Kontakt-Solarzellen (TOPCon)

TOPCon (Tunnel Oxide Passivated Contact) bezeichnet eine spezielle Technik zur Passivierung der Zellrückseite, die dazu beiträgt, die internen Rekombinationsverluste in der Zelle zu verringern und den Wirkungsgrad der Zelle zu erhöhen. Das Verfahren ist bereits seit einigen Jahren verfügbar, wird aber jetzt zum neuen Industriestandard, da die Hersteller bestrebt sind, den Wirkungsgrad und die Leistung zu erhöhen.

TOPCon besteht aus einer ultradünnen dielektrischen Schicht mit breiter Bandlücke, in der Regel Siliziumoxid, die zwischen dem Siliziumabsorber und einer dotierten polykristallinen Silizium- oder Polysiliziumschicht (Poly-Si) liegt. Diese Struktur sorgt für Ladungsträgerselektivität, indem sie die Migration von Minoritätsträgern von c-Si in die Poly-Si(n)-Schicht verhindert. Die Ladungsträgerselektivität wird auch durch einen flachen Hoch-Tief-Übergang (n+/n) in c-Si(n) verbessert, der typischerweise während des Hochtemperaturschritts gebildet wird, der für die Dotierung und Kristallisation der Poly-Si-Schicht erforderlich ist.

Industrieller TOPCon (i-TOPCon)

Die industrielle Version der TOPCon-Zellen mit n-Typ c-Si-Front-Emitter, bekannt als industrielle TOPCon-Zelle (i-TOPCon), wird weithin als evolutionäre Weiterentwicklung der etablierten p-PERC-Zellen angesehen. Das Design der i-TOPCon-Zelle sieht eine Prozessroute vor, die von der Ähnlichkeit der Verarbeitung mit der PERC-Zelle profitiert, so dass nur wenige zusätzliche Prozessschritte in die Zellprozesskette integriert werden müssen. Die Zellarchitektur soll so hohe Wirkungsgrade von > 25,0 % in der Pilotlinie und in der Serienproduktion führender Zellhersteller erzielen, mit Rekordwirkungsgraden von > 26,0 %.

Trotz des vielversprechenden Potenzials der i-TOPCon-Zellen gibt es einige technologische Herausforderungen zu bewältigen. Die TOPCon-Solarzellentechnologie (Tunnel Oxide Passivated Contact) hat sich als vielversprechende Lösung zur Überwindung der Einschränkungen herkömmlicher Solarzellenkontakte erwiesen. Sie bietet ein potenzielles evolutionäres Upgrade zu den etablierten p-PERC-Zellen mit hohen Wirkungsgraden von > 24,0 % in der Pilot- und Serienproduktion. Um ihr volles Potenzial auszuschöpfen, müssen jedoch noch einige technologische Herausforderungen gemeistert werden.

N-Typ-Siliziumsubstrat

Zellen, die auf einem N-Typ-Siliziumsubstrat aufgebaut sind, bieten eine bessere Leistung als das häufigere P-Typ-Silizium, da sie eine größere Toleranz gegenüber Verunreinigungen aufweisen, was den Gesamtwirkungsgrad erhöht. Außerdem haben N-Typ-Zellen einen niedrigeren Temperaturkoeffizienten im Vergleich zu Mono- und Multi-P-Typ-Zellen. N-Typ-Zellen haben auch eine viel geringere LID-Rate (lichtinduzierte Degradation) und leiden im Allgemeinen nicht unter LeTID (licht- und temperaturinduzierte Degradation), was ein häufiges Problem bei P-Typ-Zellen ist.

Siliziumwafer vom N-Typ sind eine der besten Möglichkeiten, den Wirkungsgrad zu steigern, aber sie sind traditionell teurer. Der Preisunterschied zwischen P-Typ- und N-Typ-Silizium verringert sich jedoch, da die Kosten für die Herstellung der hochleistungsfähigen N-Typ-Siliziumwafer, die als Grundlage für effizientere HJT- und TOPcon-Zellen verwendet werden, aufgrund von Skaleneffekten sinken. Für die Zukunft wird erwartet, dass die Perowskit-Zellentechnologie stabil und rentabel wird und es den Herstellern ermöglicht, Tandemzellen der nächsten Generation mit einer Leistung von bis zu 800 W herzustellen.