Technologie de panneau solaire TOPCon – Guide complet
Aujourd’hui, les panneaux solaires TOPCon sont les panneaux solaires les plus performants du marché. On fait le point dans ce guide complet.
Sommaire
- Panneau solaire TOPCon : qu’est-ce que c’est ?
- Fonctionnement des cellules photovoltaïques TOPCon
- Une brève histoire de la cellule photovoltaïque TOPCon
- Les nombreux avantages des cellules solaires TOPCon
- Dualsun FLASH 500 Half-Cut Glass-Glass TOPCon : le panneau solaire TOPCon de Dualsun
- Technologie solaire TOPCon : y a-t-il des inconvénients ?
- Comparatif des technologies photovoltaïques TOPCon, PERC, HJT
- Quel avenir pour la technologie photovoltaïque TOPCon ?
Panneau solaire TOPCon : qu’est-ce que c’est ?
La technologie de panneaux solaires TOPCon sont équipés de cellules photovoltaïques dites… “TOPCon”, pour Tunnel Oxide Passivated Contact.
Pour comprendre la spécificité de ce type de cellules, revenons à la définition d’une cellule photovoltaïque classique.
Pour schématiser, une cellule est composée de deux couches de silicium superposées : une couche N chargée négativement (-) et une couche P chargée positivement (+).
La plupart des cellules classiques reposent sur une couche principale P (qu’on appelle “base”), et une couche N dite “conductrice” beaucoup plus fine.
Or la cellule TOPCon appartient à la catégorie des cellules de type N : elle repose sur une base N plus épaisse que la couche P.
De plus, ses couches (ou plaquettes) de silicium sont dopées au phosphore, à la différence des cellules de type P dont les plaquettes sont dopées au gallium.
Enfin, ce qui fait la spécificité de la technologie TOPCon, c’est l’ajout d’une couche de passivation entre la couche de silicium et les contacts métalliques à l’arrière de la cellule.
Cette couche de passivation permet une meilleure conductivité, moins de pertes d’énergie et un meilleur rendement cellulaire.
Fonctionnement des cellules photovoltaïques TOPCon
Souvenez-vous : car elle fait partie des cellules de type N, la cellule TOPCon est constituée de couches de silicium dopé au phosphore.
Cette caractéristique permet d’ajouter des électrons supplémentaires au matériau, créant ainsi une région avec un excès d’électrons.
Lorsque la lumière du soleil frappe la face avant des panneaux solaires TOPCon, les photons absorbés par la première couche libèrent des électrons libres qui se déplacent de la couche + vers la couche -.
Un peu comme dans une pile, c’est cette circulation d’électrons entre les bornes qui va créer un courant électrique.
La cellule TOPCon maximise donc la captation et la conversion de la lumière du soleil en énergie électrique.
Avec des pertes d’énergie plus faibles, cette cellule propose un meilleur rendement par rapport aux cellules solaires classiques.
Autrement dit, le panneau photovoltaïque avec des cellules TOPCon produit davantage qu’un même panneau (même surface) mais en technologie cellulaire classique.
Une brève histoire de la cellule photovoltaïque TOPCon
La technologie TOPCon a été développée pour la première fois par l’Institut Fraunhofer pour les systèmes d’énergie solaire (ISE) en Allemagne en 2014.
Depuis, plusieurs acteurs (entreprises et instituts de recherche) de l’énergie solaire ont participé au développement de la technologie.
C’est en 2023 que la technologie connaît un tournant majeur avec une production de masse des cellules TOPCon, portée par des fabricants qui voient en cette technologie la solution du moment pour les panneaux solaires.
L’adoption plus massive de la technologie TOPCon en 2023 est aussi liée à des lignes de production qui sont facilement réalisables à partir de celles déjà existantes des cellules PERC.
Ces deux dernières années, des avancées technologiques majeures ont permis aux cellules TOPCon de s’imposer sur le marché :
Standardisation de la taille des cellules
Les cellules TOPCOn étaient initialement carrés (format M10 standard). En 2023-2024, le format rectangulaire intermédiaire s’est fortement popularisé.
Le marché a connu une standardisation de la largeur des cellules (182 mm) et des panneaux (1134 mm).
En 2025, un format rectangulaire de cellules TOPCon plus grand (format G12R) devrait se développer davantage.
Méthode LECO pour un gain de 5 à 10 Wc par panneau
En 2024, une nouvelle étape a été franchie avec l’introduction de la méthode LECO (Laser Enhanced Contact Optimization) sur la technologie TOPCon.
Grâce à cette avancée, la puissance des panneaux a été augmentée de 5 à 10 Wc par panneau (pour une même dimension), soit un gain de rendement de 0,2% à 0,4%.
Les nombreux avantages des cellules solaires TOPCon
Meilleur rendement
Comme nous l’avons vu, le processus de fabrication avec des plaquettes dopées au phosphore offre aux cellules TOPCon un meilleur rendement.
Actuellement, le rendement d’une cellule TOPCon est de 25,5%.
Sur le graphique ci-dessous, découvrez les rendements effectifs et les rendements atteignables des 3 principales technologies de cellules solaires :
Une meilleure efficacité face à la dégradation induite par la lumière (effet LID)
Exposées au soleil, les cellules sont soumises à une perte de puissance et d’efficacité lors de l’exposition aux premiers rayons lumineux.
C’est ce qu’on appelle la dégradation liée à la lumière, ou effet LID (Light Induced Degradation).
La technologie de cellules TOPCon dopées au phosphore permet de conserver des performances stables même après des premières expositions au soleil.
Ainsi, cette technologie permet de contrer les effets LID et d’avoir une cellule aux performances plus stables et à un meilleur rendement dans le temps.
Meilleures performances dans des conditions de chaleur extrême
Lorsqu’elle est exposée à une chaleur importante, une cellule photovoltaïque voit son rendement baisser.
En comparaison à des cellules PERC, les cellules TOPCon ont un coefficient de température plus élevé.
Autrement dit, les cellules TOPCon sont capables d’avoir une meilleure production électrique même sous haute chaleur, là où des cellules PERC vont avoir plus de perte d’efficacité.
Les panneaux Dualsun sont d’ailleurs testés dans des conditions de forte température, dans un laboratoire indépendant, le TÜV Rheinland, en Allemagne, pour valider ces meilleures performances dans des conditions climatiques très ensoleillées et chaudes.
Meilleures performances dans des conditions de faible luminosité
Avec sa couche de passivation en face arrière, les cellules TOPCon captent et convertissent plus d’énergie en électricité.
Ainsi, même dans des conditions de faible luminosité, les panneaux TOPCon produisent plus d’énergie que des panneaux photovoltaïques classiques.
Cela rend la technologie performante dans plusieurs configurations climatiques et plus durable.
Meilleure durabilité
Avec un rendement plus élevé, un effet de dégradation induite par la lumière réduit, un maintien de la performance sous forte chaleur et sous faible luminosité, les cellules TOPCon sont plus résistantes et performantes dans le temps.
Cela confère alors aux panneaux TOPCon une durabilité à toute épreuve.
Dualsun FLASH 500 Half-Cut Glass-Glass TOPCon : le panneau solaire TOPCon de Dualsun
La technologie TOPCon est au cœur de la stratégie de développement produit Dualsun.
Le FLASH 500 est la référence haut de gamme et ultra-performante du catalogue Dualsun.
Composé de cellules de type N TOPCon, le Dualsun FLASH 500 est également bi-verre (la face arrière est également protégée par une couche en verre, et non en polymère) et bi-facial.
C’est ce qui lui permet d’atteindre un rendement minimum garanti de 22,61% !
Il dispose de deux garanties 30 ans :
- garantie produit
- garantie de rendement
Technologie solaire TOPCon : y a-t-il des inconvénients ?
L’inconvénient principal de la technologie TOPCon par rapport aux cellules solaires traditionnelles comme le PERC est la sensibilité à l’humidité.
En effet, les cellules TOPCon ont une métallisation en face avant composée d’argent et d’aluminium.
Cet alliage, plus sensible à l’humidité, augmente le risque de corrosion des cellules TOPCon.
Ainsi, la majorité des panneaux photovoltaïques à la technologie TOPCon sont produits avec une structure bi-verre, plus hermétique, assurant une meilleure protection et résistance à l’humidité.
Le choix d’un encapsulant spécifique, comme le POE (élastomère de polyoléfine) permet aussi une meilleure résistance face à l’humidité.
Toutefois, la maturité du marché sur la technologie TOPCon et les évolutions technologiques ont conduit à la production de cellules de ce type bien plus résistantes à la corrosion.
Comparatif des technologies photovoltaïques TOPCon, PERC, HJT
Aujourd’hui, la technologie TOPCon est la plus intéressante sur le marché :
- Sa fabrication de masse est simple et moins coûteuse que pour les technologies plus anciennes ;
- Elle est mature et permet d’atteindre un rendement de cellules de 25,5%
La technologie PERC perd en intérêt à cause d’un rendement et de performances moins intéressantes que le TOPCon, l’hétérojonction (HJT) ou même le back contact (TBC).
L’hétérojonction (HJT) et le back contact (TBC) continuent de se développer, mais le manque de maturité de ces technologies et leur coût élevé n’en font pas encore des choix stratégiques privilégiés par la majorité des fabricants de panneaux solaires.
Quel avenir pour la technologie photovoltaïque TOPCon ?
Alors que jusqu’en 2023, la technologie PERC restait dominante sur le marché, la technologie TOPCon est en train de révolutionner le secteur et de prendre une part de marché de plus en plus importante.
D’ici 2032, la taille du marché mondial des cellules TOPCon devrait croître d’au moins 22%.
L’ère du TOPCon n’en est encore qu’à ses débuts, avec un marché qui devient de plus en plus mature :
- Efficacité cellulaire ;
- Réduction des coûts avec les progrès dans les processus de fabrication, rendant les cellules TOPCon plus compétitives tout en restant performantes sur le marché.
Zoom sur quelques évolutions technologiques pressenties sur le TOPCon .
TOPCon : Passivation en face avant
En 2025, une nouvelle méthode est pressentie : la passivation des cellules en face avant, et plus seulement en face arrière.
Si celle-ci aboutit, la puissance des panneaux pourrait être augmentée de 10 à 15 Wc pour un panneau de même dimension, soit un gain de rendement de 0,4% à 0,6%.
TOPCon : Passivation des bords de cellules half-cut
Une passivation du bord de la cellule découpée au laser permettrait de réduire les recombinaisons et d’augmenter le rendement des cellules.
Un gain de 5 Wc associé à cette évolution serait envisagé.
TOPCon : Cellules zéro busbars
Les cellules TOPCon restent consommatrices d’argent (entre 12 à 16 mg par Wc).
Un développement envisagé est le retrait des busbars au niveau des cellules.
Ce processus permettrait d’économiser environ 10% d’argent et de gagner 5 Wc.
-
Qu’est-ce qu’un panneau solaire topcon ?
Un panneau solaire TOPCon est équipé des cellules photovoltaïques les plus récentes appelées TOPCon (pour Tunnel Oxide Passivated Contact). Elles permettent d’obtenir le meilleur rendement actuellement.
-
Quels sont les avis sur les panneaux solaires TOPCon ?
La plupart des particuliers et professionnels plébiscitent les panneaux solaires TOPCon pour leur efficacité. Ils permettent de rentabiliser plus vite un projet solaire.
Aucun commentaire pour le moment