Células solares topcon: ¿qué son y qué ventajas ofrecen?

Las células solares TOPCon ofrecen mayor eficiencia y menor tasa de degradación entre otras ventajas.

Ya te hemos hablado de diferentes tipos de células solares. Entre ellas, la que actualmente domina el mercado es la célula solar PERC. Sin embargo, los desarrollos tecnológicos en fotovoltaica están ofreciendo nuevas composiciones que pugnan por hacerse un hueco en el mercado de fabricación de paneles solares. Tecnologías como las células solares de heterounión, las IBC o las celdas de peroskita son algunas de las que más se está escuchando en los últimos tiempos. Y ahora también entra en esta pugna por la sucesión de las células PERC las células solares TOPCon.

En Cambio Energético queremos mantenerte actualizado de las novedades que ofrece el mercado fotovoltaico. Entre ellas, hoy os hablamos de ese componente tan importante para los módulos como son las células solares. Si tienes alguna duda sobre autoconsumo con energías renovables, contacta con nosotros.

En este artículo te hablamos de las células solares TOPCon, sus características, ventajas e inconvenientes, así como las perspectivas de futuro que tienen.

¿Qué son las células solares TOPCon?

Las TOPCon (abreviatura de ‘Tunnel Oxide Passivated Contact’) son células solares tipo-n que constan de una oblea de silicio de tipo-n, con una difusión de boro en la parte delantera y un TOPCon de área completa en la parte trasera.

En la tecnología TOPCON la celda está pasivada por una fina capa de óxido de aluminio (Al2O3) en la superficie. Esta contiene: una capa muy fina (aproximadamente 2 nm) de dióxido de silicio (SiO2) de efecto túnel; y una película delgada de polisilicio debajo de la capa de SiO2. Estos óxidos de efecto túnel bloquean un tipo de portador y, por lo tanto, se denominan contactos de pasivación.

¿Qué ventajas ofrecen las células solares TOPCon?

Esa capa que introduce en la célula solar la tecnología TOPCon le reporta una serie de ventajas. Una mayor eficiencia, una tasa de degradación más baja y un mejor comportamiento en climas cálidos, son algunas de ellas. Veamos con un poco más de detalle estas ventajas que proporcionan las células solares TOPCon.

Mayor eficiencia

Las células solares de fabricación tradicional alcanzan eficiencias máximas de hasta el 23%. Las células solares TOPCon, por su parte, prometen eficiencias máximas por encima del 25%. Y se prevé que esta eficiencia pueda llegar al 28% después de 2028.

En laboratorio, las células solares TOPCon tienen el límite superior de eficiencia teórica en 28,2%-28,7%. Esto supera al de Heterounión, que se sitúa en el 27,5% y supera ampliamente al de las células PERC, en el 24,5%. Se acerca al límite teórico de todas las células solares basadas en silicio cristalino en un 29,43%.

Y un sistema más eficiente, significa también un mayor potencial de ahorro.

Tasa de degradación más baja

La tasa de degradación de los paneles con células solares TOPCon es más baja que las células estándar. Esto es gracias a una susceptibilidad mucho menor tanto a la degradación inducida por la luz (LID) como a la degradación inducida por la temperatura elevada de la luz (LETID).

Las células solares TOPCon tienen una tasa de degradación el primer año de en torno al 1% y una degradación lineal anual de 0,44%. Mientras que las células solares tipo-p estándar, los porcentajes de degradación se amplían a en torno al 2% y al 0,55%, respectivamente. Lo que significa que al final de los 25 o 30 años que tengan de garantía tus paneles solares, el rendimiento al que estarán funcionando será más alto con las células solares TOPCon.

Mayor rendimiento con poca luz

Otra ventaja de los módulos con células solares TOPCon respecto a otros tipos de célula, es la capacidad de generar antes energía y continuar haciéndolo hasta más tarde en el día. Es decir, necesita menos luz solar para funcionar. Esto puede suponer una ganancia de energía promedio de 1,5-3% en comparación con los módulos PERC.

Mejor comportamiento en climas cálidos

Como ya te hemos contado en otras ocasiones, la temperatura influye en el rendimiento de los paneles solares. Cuando la temperatura sube de 25ºC empieza a haber una pérdida de potencia del módulo. Esta reducción del rendimiento viene expresada en el coeficiente de temperatura de un panel solar, que no es otro que el porcentaje de disminución en la producción por cada aumento de 1°C en la temperatura por encima de 25°C.

En el promedio de los paneles de células solares tipo-p, el rango de coeficiente de temperatura suele estar entre -0,34%/°C y -0,36%/°C. Mientras que la tecnología TOPCon maneja coeficientes del -0,30 %/°C.

Lo que se traduce en un mejor rendimiento en la producción fotovoltaica a altas temperaturas.

¿Algún inconveniente?

Por el momento, las células solares TOPCon todavía tienen un coste por vatio más alto que las PERC. Esto podría dificultar su venta para algunos proyectos, especialmente si se tiene en cuenta que es una tecnología menos madura y con poca trayectoria en el campo.

A su vez, si bien las células TOPCon pueden ofrecer actualmente una mayor eficiencia en la actualidad, el límite superior de eficiencia teórica está un punto porcentual por debajo del resto de células solares basadas en silicio cristalino.

La celda TOPCon también requiere sustancialmente más plata en la metalización que la célula PERC. Hablamos de alrededor de 130-150mg por pieza frente a 85mg con PERC. Esto supone un aumento del precio de coste y una cierta incertidumbre a medio-largo plazo por la posible escasez del material. También aumenta el coste de los recursos humanos necesarios para la fabricación, en comparación con la Heterounión, por ejemplo. Unos costes que son difíciles de minimizar.

¿Qué futuro le depara a las células solares TOPCon?

Hay algunos desafíos que las células solares TOPCon deben afrontar. No obstante, las previsiones de crecimiento de la implantación de esta tecnología en la fabricación de módulos solares, son muy altas en los próximos años. Esto es, en parte, porque la tecnología TOPCon puede aprovechar los procesos de fabricación y líneas de producción de células PERC ya existentes.

Esta compatibilidad significa que se pueden actualizar fácilmente, con un pequeño aumento en el coste. Este aumento se compensa, según los fabricantes, por los beneficios adicionales que suponen una mayor eficiencia y rendimiento energético.

En este sentido, si bien los procesos de fabricación de células de Heterounión son más sencillos, son incompatibles con los procesos de fabricación de PERC y, por tanto, requieren una línea de producción completamente nueva. Lo que ofrece una ventaja competitiva a las celdas TOPCon, siendo el coste de adaptación para la fabricación más bajo que tener que crear una línea de producción nueva.

La tendencia de crecimiento de TOPCon es la más fuerte a corto plazo, en comparación con las tecnologías Heterounión e IBC. Prueba de ello, es la apuesta de cada vez más fabricantes por esta tecnología. Este es el caso del fabricante chino-canadiense Canadian Solar que en este 2023 comenzará la producción en masa de paneles solares TOPCon. Hablamos de las series TOPBiHiKu6 (células M10 de 182mm) y TOPBiHiKu7 (células G12 de 210mm) de módulos fotovoltaicos mono y bifaciales, con eficiencia de célula del 25% y un factor de bifacialidad superior al 85%.

Esta potencialidad no quiere decir que las células solares PERC vayan a perder su trono tan fácilmente. El menor costo de inversión de PERC y la gran capacidad que ya está funcionando, significa que probablemente retendrá una participación de mercado considerable durante los próximos años.

¿Me interesa apostar por placas con células solares TOPCon?

En términos generales, la mayor eficiencia que ofrecen las células solares TOPCon supone un menor coste nivelado de energía (LCOE) en €/kWh. Al final, utilizar paneles solares de mayor eficiencia significa disponer de más potencia por metro cuadrado. Más potencia significa necesitar menos paneles. Y menos módulos fotovoltaicos significan menos espacio, menor costo de BOS y menos mano de obra. Estos menores costes reducen el precio total de la electricidad solar generada. Por lo que si dispones de poco espacio en tu tejado, puede ser una opción muy interesante.

Si, por el contrario, tienes espacio suficiente para instalar el número de paneles solares que necesites, la mejor opción sería apostar por modelos de calidad pero de gamas estándar. La razón: son más baratos e instalando un mayor número se puede lograr más potencia que con un número menor de paneles de alta calidad. Esto, al menos, mientras no se reduzcan los costes de fabricación de las células solares de tipo-n.

Como hemos visto en este artículo, las células solares TOPCon van a ir ganando hueco en el mercado fotovoltaico, gracias a su mayor eficiencia, su menor tasa de degradación y su mayor facilidad para implementar el proceso de fabricación. Si quieres saber más sobre la energía fotovoltaica o estás pensando en instalar paneles solares en tu casa o empresa, contacta con nosotros:

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