BC-Solarmodule, oder Back-Contact-Solarzellen, stellen einen bedeutenden Fortschritt in der Photovoltaik-Technologie dar. Durch die Verlagerung der Metallgitterleitungen von der Vorderseite zur Rückseite der Zelle reduzieren BC-Solarmodule die Behinderung durch Sonnenlicht und verbessern die Umwandlungseffizienz. Diese Innovation bietet mehrere Vorteile, darunter eine hohe Umwandlungseffizienz, einen höheren Kurzschlussstrom, einen hohen Füllfaktor, eine verbesserte Beständigkeit gegen Degradation und ein ästhetisch ansprechendes Erscheinungsbild. Trotz ihres komplexen Herstellungsprozesses und der höheren Kosten haben BC-Solarmodule ein vielversprechendes Potenzial auf dem Solarenergiemarkt.

Arten von BC-Solarzellen

BC-Solarzellen umfassen verschiedene Typen, darunter Interdigitated Back Contact (IBC), Tunnel Oxide Passivated Contact (TBC), Heterojunction with Intrinsic Thin-Layer (HBC) und Hybrid Passivated Back Contact (HPBC). Jeder Typ kombiniert die grundlegende BC-Technologie mit anderen Fortschritten, um die Leistung zu optimieren:

1. IBC-Zellen: Die klassischen IBC-Zellen verfügen über ein Design, bei dem der Emitter und das Back Surface Field (BSF) abwechselnd auf der Rückseite der Zelle angeordnet sind, wodurch die Lichtbehinderung minimiert und die Effizienz maximiert wird. Die Marke Maxeon von SunPower ist ein führendes Beispiel mit einer Produktionskapazität von mehreren Gigawatt und einem bedeutenden Marktanteil in den USA.

2. TBC-Zellen: Durch die Kombination von TOPCon- und IBC-Technologien nutzen TBC-Zellen N-Typ-Siliziumsubstrate und bieten höhere Umwandlungseffizienzen. Führende TOPCon-Unternehmen bereiten die Veröffentlichung von TBC-Produkten mit voraussichtlichen Leistungen von 600 bis 610 Watt vor.

3. HBC-Zellen: Diese Zellen vereinen HJT- und IBC-Technologien und nutzen intrinsische amorphe Siliziumfilme zur Passivierung, wodurch die Reduzierung von Oberflächendefekten verbessert wird und gleichzeitig der Vorteil der ungehinderten Lichtabsorption von IBC-Zellen erhalten bleibt.

4. HPBC-Zellen: HPBC-Zellen wurden von Unternehmen wie Longi entwickelt und verwenden Siliziumsubstrate vom P-Typ und bieten eine kostengünstige Lösung mit beeindruckender Effizienz und ästhetischen Qualitäten.

Vorteile von BC-Solarmodulen

BC-Solarmodule bieten gegenüber herkömmlichen Solarzellen mehrere entscheidende Vorteile:

1. Verbesserte Effizienz: Durch den Wegfall der vorderseitigen Gitterlinien vergrößern BC-Solarmodule die für die Sonnenlichtabsorption verfügbare Fläche und erhöhen den Kurzschlussstrom im Vergleich zu herkömmlichen Zellen um etwa 7 %.

2. Flexibles und robustes Design: Die rückseitige Verkabelung von BC-Panels ermöglicht eine einfachere, flexiblere Kapselung und verbessert die Widerstandsfähigkeit gegen Mikrorisse und andere Formen von Belastung. Beispielsweise weisen die HPBC-Zellen von Longi im Vergleich zu herkömmlichen Zellen eine Reduzierung der Kantenspannung um 48 % auf.

3. Ästhetischer Reiz: Mit einer einheitlichen, gitterfreien Vorderseite bieten BC-Solarmodule eine optisch ansprechendere Lösung für Wohn- und Gewerbeinstallationen, was sie besonders für verteilte High-End-Märkte attraktiv macht.

Marktpotenzial und Zukunftsaussichten

Da die PERC-Zellentechnologie an ihre Effizienzgrenzen stößt, wächst der Marktanteil für N-Typ-Technologien wie TOPCon- und BC-Zellen. Derzeit befinden sich BC-Zellen in einem frühen Stadium der Markteinführung, gewinnen jedoch aufgrund ihrer Effizienz und deutlichen Vorteile an Bedeutung. Die größte Herausforderung für die BC-Technologie ist die Reduzierung der Produktionskosten. Unternehmen wie Aiko Solar wollen bis Mitte 2024 Kostenparität mit TOPCon-Zellen erreichen, was die Wettbewerbsfähigkeit von BC-Modulen deutlich steigern würde.

BC-Solarmodule eignen sich gut für Anwendungen, bei denen Effizienz und Ästhetik im Vordergrund stehen, beispielsweise in Fahrzeugen, Schiffen, Satelliten und Gebäuden mit begrenzter Tragfähigkeit. Wenn die Herstellungskosten sinken, könnten BC-Module den Markt für Dachsolaranlagen und darüber hinaus dominieren. Prognosen deuten darauf hin, dass der Marktanteil von BC-Zellen bis 2025 von derzeit 1–3 % auf 10–15 % steigen könnte, mit einer jährlichen Produktionserweiterung von etwa 40 GW. Einige Prognosen deuten sogar darauf hin, dass die BC-Technologie neben anderen Technologien wie TOPCon, HJT und PERC 30–40 % des Marktes erobern könnte.

Abschluss

BC-Solarmodule stellen einen vielversprechenden Fortschritt in der Photovoltaik-Technologie dar und bieten überragende Effizienz, Flexibilität und Ästhetik. Während die hohen Herstellungskosten eine Herausforderung darstellen, könnten laufende Bemühungen zur Senkung dieser Kosten BC-Module zu einer führenden Lösung auf dem globalen Solarmarkt machen. Da die Nachfrage nach hocheffizienten, optisch ansprechenden Solarlösungen wächst, ist die BC-Technologie bereit, eine entscheidende Rolle in der zukünftigen Energielandschaft zu spielen.