Glossar: TOPCon

Der Name erklärt den Aufbau

TOPCon heißt ausgeschrieben Tunnel Oxide Passivated Contact. Drei Wörter, drei Aufgaben:

• Oxid: Auf der Rückseite des Wafers liegt eine Schicht Siliziumoxid, die nur wenige Nanometer dick ist.
• Tunnel: Die Schicht ist so dünn, dass Elektronen sie quantenmechanisch durchqueren. Man nennt das Tunneln.
• Passiviert, Kontakt: Die Oxidschicht deckt Fehlstellen an der Oberfläche ab, an denen sonst Ladungsträger verloren gingen. Darüber sitzt dotiertes Polysilizium, auf dem die Metallkontakte liegen.

Wikipedia ordnet TOPCon unter den Rückseitenkontakt-Techniken ein, neben Al-BSF und PERC. Gegenüber PERC kommt die Oxidschicht dazu, außerdem verlaufen die Silberleiterbahnen auf der Rückseite feiner.

Vom PERC zum TOPCon

1. Ältere Zellen hatten eine durchgehende Aluminiumschicht hinten und verloren dort viel Ladung.
2. PERC passivierte die Rückseite und verbesserte den Wirkungsgrad.
3. TOPCon geht darüber hinaus: Passivierung und Kontakt zugleich, daher weniger Rekombination.

Der Photovoltaics Report des Fraunhofer ISE hält fest, dass monokristalline N-Type-TOPCon-Technik dominant geworden ist und neben der Heterojunction-Technik die P-Type-PERC-Zelle ersetzt. Ein Vorsprung der Heterojunction vor TOPCon wird laut Wikipedia nicht erwartet, weil beide ähnliche theoretische Grenzen haben, die Heterojunction aber teurer zu fertigen ist.

Rechenbeispiel: Was zwei Prozentpunkte bedeuten

Ein Modul von etwa 1,98 Quadratmetern liefert bei 1.000 Watt Einstrahlung pro Quadratmeter und 21 Prozent Modulwirkungsgrad rechnerisch rund 416 Wp. Mit 23 Prozent sind es rund 455 Wp. Die zwei Prozentpunkte Unterschied machen also etwa 40 Wp aus, ohne dass das Modul größer wird. Zum Vergleich: Fraunhofer nennt für kommerzielle Siliziummodule einen gewichteten Durchschnitt von 22,7 Prozent bei einer Spanne von 18,9 bis 24,8 Prozent. Auf einem Balkon, auf den nur ein Standardmodul passt, ist solche Zusatzleistung das stärkste Argument für moderne Zelltechnik. Rechne trotzdem mit realen Bedingungen: Standardwerte gelten bei 25 Grad Zelltemperatur, im Sommer liegt die Zelle deutlich darüber.

Vergiss dabei die Obergrenze am Ausgang nicht: Mehr Modulleistung heißt nicht mehr Einspeisung, der Wechselrichter deckelt bei 800 VA.

Was du im Datenblatt prüfst

• Nennt der Hersteller „TOPCon“ oder „N-Type“, und welchen Modulwirkungsgrad gibt er an?
• Wie lauten Temperaturkoeffizient, Leistungsverlust im ersten Jahr und die Leistungsgarantie?
• Ist die Rückseite aus Glas? Dann lohnt der Blick auf das Glas-Glas-Modul und den Bifazialitätsfaktor.

Zum Zelltyp dahinter siehe N-Type-Zelle, zum Gesamtbild die Seite zu Modulen für Balkonkraftwerke.

Häufige Fragen

Ist TOPCon dasselbe wie N-Type?

Nicht ganz. N-Type beschreibt das Grundmaterial, TOPCon die Bauweise der Zelle. TOPCon-Zellen sitzen auf N-Typ-Wafern, aber auch andere Techniken wie die Heterojunction nutzen N-Typ-Material. Wer im Datenblatt nur „N-Type“ liest, weiß also noch nicht, welche Zellarchitektur im Modul steckt, und sollte den Zelltyp im Datenblatt genauer nachlesen.

Lohnt sich TOPCon für ein Balkonkraftwerk?

Wenn die Fläche begrenzt ist, ja, denn du bekommst mehr Wattpeak auf gleicher Fläche. Weil die Einspeisung auf 800 VA begrenzt bleibt, hängt der Nutzen aber von Ausrichtung und Verbrauch ab. Vergleiche deshalb Datenblattwerte und erwarteten Jahresertrag statt Technikbegriffe auf der Verpackung.

Werden TOPCon-Module schneller schlechter?

Das lässt sich nicht pauschal sagen. Verlässlich sind nur die Angaben zur Degradation und die Leistungsgarantie im Datenblatt des jeweiligen Moduls. Gute Hersteller nennen den Verlust im ersten Jahr und pro Folgejahr getrennt. Achte außerdem darauf, welche Restleistung nach Ablauf der Garantiezeit zugesagt wird und ob das Modul eine Glasrückseite hat, die Feuchtigkeit besser abhält.