Eine neue Ära hocheffizienter Solartechnologie: Wie BC- und TOPCon-Zellen die Zukunft der Photovoltaik neu gestalten

Im Zuge des globalen Strebens nach CO2-Neutralität erfährt die Solarmodultechnologie tiefgreifende Veränderungen. BC-Zellen (Back Contact Cells) und TOPCon-Zellen (Tunnel Oxide Passivation Contact Cells) sind die beiden Spitzentechnologien der Photovoltaikbranche und beschleunigen mit höherer Umwandlungseffizienz und differenzierten Vorteilen die Modernisierung der Branche.

Technischer Kern: Strukturelle Innovation bestimmt Leistungsgrenzen

BC-Zellen: „unverbautes Design“ mit extremer Effizienz

BC-Zellen nutzen die Rückkontaktelektrodentechnologie, um alle Metallgitterlinien auf die Rückseite der Zelle zu verlegen, ohne dass die Vorderseite blockiert wird. Dieses Design maximiert die Lichtabsorptionsfläche, wobei der Wirkungsgrad im Labor über 26 % und in der Massenproduktion stabil bei 24–25 % liegt. Zu den wichtigsten Vorteilen gehören:

Höhere Leistungsabgabe: Bei gleicher Fläche erhöht sich die Stromerzeugung von BC-Komponenten um 5–10 %, was sich besonders für platzbeschränkte Szenarien wie Photovoltaik auf Hausdächern eignet.

Ästhetischer Vorteil: Das komplett schwarze Erscheinungsbild fügt sich perfekt in das Gebäude ein und ist daher die bevorzugte Lösung für BIPV (gebäudeintegrierte Photovoltaik).

TOPCon Zellen: ein Meister der Balance zwischen Wirtschaftlichkeit und Effizienz

TOPCon basiert auf herkömmlichen PERC-Batterien und reduziert die Ladungsträgerrekombination durch die Passivierungskontaktstruktur aus ultradünner Siliziumoxidschicht und dotierter Polysiliziumschicht deutlich. Die Massenproduktionseffizienz liegt bei 24–25,5 % und bietet deutliche Kostenvorteile:

Kompatibilität mit der Produktionslinie: Es kann auf der vorhandenen PERC-Produktionslinie aufgerüstet werden und die Kosten für die Geräteumwandlung werden um 30–50 % gesenkt.

Verdünnungspotenzial: Unterstützt Silizium-Wafer unter 130μm, wodurch die Materialkosten weiter gesenkt werden.

Marktstruktur: Chancen und Herausforderungen bei der Differenzierung technischer Pfade

Laut dem SPE Global 2024 Photovoltaic Technology Report belegt TOPCon dank seiner hohen Kosteneffizienz 70 % der neuen Produktionskapazität und hat sich zur gängigen Wahl für Bodenkraftwerke entwickelt. BC-Batterien konzentrieren sich derzeit aufgrund ihres komplexen Prozesses und der hohen Kosten auf den High-End-Markt für verteilte Energie, ihr Anteil wächst jedoch jährlich um 15 %.

Wichtige Marktdynamiken:

Explosion der TOPCon-Kapazität: Im Jahr 2024 wird die globale TOPCon-Kapazität 500 GW übersteigen und führende Unternehmen wie Longi und Jinko werden ihren Ausbau beschleunigen, was zu einem deutlichen Rückgang der Kosten pro Kilowattstunde führen wird.

Durchbruch in der BC-Technologie: SunPower und Longi arbeiten zusammen, um die Produktionskapazität für IBC-Module zu erweitern. Dabei zielen sie auf den europäischen und amerikanischen Haushaltsmarkt ab und erreichen einen Premiumanteil von 8–12 %.

Politisch motiviert: Die Erneuerbare-Energien-Richtlinie der EU schreibt die Installation von Solarmodulen in Neubauten vor. Die hohe Effizienz und die ästhetischen Eigenschaften von BC könnten die größten Vorteile politischer Maßnahmen bringen.

Anwendungsszenarien: Wie wählt man die beste Lösung aus?

Dächer von Privathaushalten sowie Industrie- und Gewerbegebäuden: Geben Sie BC-Batteriekomponenten den Vorzug, um bei begrenzter Fläche höhere Erträge zu erzielen und gleichzeitig den ästhetischen Wert des Gebäudes zu steigern.

Große Bodenkraftwerke: TOPCon hat sich aufgrund seiner niedrigen Stromkosten und der schnellen Erweiterungsmöglichkeiten zu einer wirtschaftlichen Wahl für Großanwendungen entwickelt.

Projekte in extremen Umgebungen: BC-Batterien weisen aufgrund ihres niedrigen Temperaturkoeffizienten (-0,29 %/℃) und eignen sich für Märkte wie den Nahen Osten und Australien.

Zukunftstrends: Effizienzwettbewerb und Technologieintegration

Die Photovoltaikindustrie bewegt sich auf das Zeitalter der Effizienz von über 26 % zu, und es entwickeln sich weiterhin zwei wichtige technische Ansätze:

TOPCon-Upgrade-Richtung: Durch die Optimierung doppelseitiger Poly-Si- und Metallisierungsprozesse wird erwartet, dass die Effizienz der Massenproduktion im Jahr 2025 26 % übersteigt.

Durchbruch in der BC-Technologie: Lasertransfer und maskenlose Prozesse senken die Kosten und die Laboreffizienz der HBC-Technologie in Kombination mit HJT (Heterojunction) hat 26,5 % überschritten.

Fazit: Technologieorientiert, szenariobasiert

Ob die BC-Batterie mit extremer Effizienz oder die TOPCon-Technologie mit ihrer Kosteneffizienz – Solarmodule sind in ein Zeitalter hoher Effizienz und Weiterentwicklung eingetreten. Unternehmen müssen geeignete technische Lösungen basierend auf Projektanforderungen, Budget und langfristigem Nutzen wählen. Mit dem technologischen Fortschritt und der Nutzung von Skaleneffekten wird der „Win-Win-Wettbewerb“ zwischen BC und TOPCon die Photovoltaikbranche weiter voranbringen, Kosten senken, die Effizienz steigern und den globalen Energiewandel beschleunigen.