Därför dröjer genombrottet för ny solcellsteknik

Har du hört talas om TOPcon och Heterojunction? Eller Perovskitsolceller. När kommer de teknikerna ut på marknaden?

Övergången från äldre till nyare teknik att bygga solceller innebär en ganska långsam ökning av deras verkningsgrad. Det stora språnget med Perovskitsolceller, som det talas mycket om, ligger av allt att döma långt in i framtiden.

Ingen god idé?
Lönar det sig att vänta på bättre solcellsteknik?

De paneler som idag ligger i toppen på effektivitetskurvan är de som är uppbyggda av så kallade IBC-celler, celler som har alla elektriska ledare på baksidan för att dessa inte ska skymma ljusinstrålningen. De är uppbyggda av silikonsubstrat av det man kallar N-typ, en variant som är effektivare än den tidigare P-typ teknologin. N-typ celler är dopade med fosfor medan P-typ innebär dopning med bor. Bor är känsligt för syre, vilket inte är fallet med fosfor – därav övergången till N-typ, som dessutom innebär ett ökat antal fria elektroner i cellen, vilket ökar effektiviteten.

TOPCon står för Tunnel Oxide Passivated Contacts på engelska. Tekniken innebär att baksidan av cellen beläggs med lager av oxid och polykristallint kisel, vilket medför att cellen klarar högre spänningar, vilket i sin tur ökar elproduktionen. En stor fördel med den här tekniken är att den kan produceras med samma maskiner som tidigare teknik. Tillverkarna slipper investera i ny produktionsteknik. På cellnivå kan TOPCon nå upp till verkningsgrader på 28 procent, att jämföra med 24 procent för den hittills dominerande PERC-tekniken. Därtill åldras TOPCon-celler inte lika snabbt som PERC-celler.

TOPCon på Inter Solar:
Solceller i standardformat med 445 Wp

Ytterligare en fördel med TOPCon är att deras effekt ökar mer när man bygger glas-glas paneler, en typ som blir alltmer populär på marknaden. Elproduktionen under sämre ljusförhållanden är också större för TOPCon.

HJT-celler är en annan typ av solceller som förväntas öka sin marknadsandel.  HJT står för Heterojunction-celler. Det är celler som är dyrare att tillverka eftersom de är uppbyggda av ett tjockt lager med mycket rent fosfordopat kisel som bas. På båda sidorna är det omgivet av lager med formlöst, icke-kristallinskt, kisel och underst ytterligare ett tunt lager fosfordopat kisel. De här olika lagren innebär att cellen kan absorbera fler fotoner och att förlusterna inuti cellen blir mindre.

HJT-celler har väldigt god tolerans mot höga temperaturer men de är dyrare att tillverka.

Perovskit-solceller är en ny lösning som fått stor uppmärksamhet på senare år. De har i laboratorium uppvisat avsevärt högre effektivitet och är billigare att tillverka. Materialen som används är organiska och oorganiska blyhalider som är effektiva på att ta upp ljus och som har en optimal struktur för att generera och transportera elektriska laddningar. Men just materialet innebär att det finns en hel del problem med Perovskit.

Solceller av Perovskit är känsliga för fukt, värme och UV-ljus och därför är de inte långsiktigt hållbara i en solanläggning som ska stå i kanske 30 år. Bly är giftigt så att använda ämnet i solceller innebär miljö- och hälsorisker. Och en tredje utmaning är att skala upp produktionen av celler från laboratorie- till industriskala. 

Läget på teknikfronten för ett år sen:
7 solcellstekniker att hålla koll på

Sammantaget innebär de här faktorerna att det sannolikt kommer att dröja många år innan utmaningarna hanterats. 

– Den första användningen av Perovskit – i så kallade tandemceller – solceller med ett tunt Perovskit-skikt ovanpå en traditionell monokristallin kiselcell – kan ligga så långt fram i tiden som 20-30 år, tror Tim Ljunggren på Senergia.

Kolla kalkylen:
Räkna på om solceller lönar sig där du bor

De tio effektivaste solpanelerna just nu och deras verkningsgrad: