Pytanie zawarte w tytule powraca co jakiś czas i jest pretekstem do dyskusji, o tym czy to w ogóle możliwe i czy na pewno wybrano właściwą technologię produkcji ogniw? Od kilku lat, ideę budowy fabryki ogniw w naszym kraju intensywnie rozwija Instytut Energii Odnawialnej (IEO). Jako najlepszą technologię wskazuje TOPCon a docelową wydajność produkcji określa na 1 GWp rocznie.
Instytut Energii Odnawialnej - IEO
Instytut Energii Odnawialnej powstał w 2011 roku. Od początku swojej działalności skupiał się na analizie rynku i doradztwie w obszarze szeroko pojętych odnawialnych źródeł energii. Posiada on doświadczenie w pracach, w których występował w charakterze doradcy technicznego i biznesowego. Jak można przeczytać na stronie instytutu [1] wspierał firmy i samorządy w przedsięwzięciach związanych z odnawialnymi źródłami energii. Od niedawna prowadzi także studia podyplomowe „Energetyka odnawialna dla biznesu” oraz szkolenia dla przedsiębiorstw i samorządu gospodarczego. Ponadto ma w swoim dorobku wiele ekspertyz i analiz, które przygotowywał dla instytucji rządowych. Najciekawszym i chyba najbardziej wartościowym elementem działalności IEO jest przygotowywanie corocznego raportu „Rynek fotowoltaiki w Polsce”. Na dzień dzisiejszy jest to najdłużej pojawiające się i najobszerniejsze opracowanie, które zawiera wiele ważnych i przydatnych informacji na temat polskiej fotowoltaiki. Raport ukazuje się już od 11 lat. Jak wspomniano na początku, najbardziej ambitnym projektem, który rozwija IEO jest koncepcja wybudowania i uruchomienia w Polsce fabryki ogniw fotowoltaicznych. Na potrzeby tego projektu powołano spółkę akcyjną GIGA PV, w której większościowym udziałowcem jest IEO. Oba podmioty łączy także osoba Grzegorza Wiśniewskiego Prezesa Zarządu IEO oraz jednocześnie Prezesa GIGA PV S.A. IEO nie ma własnego zaplecza technologicznego pozwalającego na produkcję ogniw PV czy udoskonalanie technologii. Podsumowując, IEO ma odpowiednie doświadczenie i wiedzę w obszarze analiz rynku oraz organizacji przedsięwzięć, ale nie ma własnego zaplecza badawczego oraz technologicznego.
Technologia produkcji ogniw PV
Brak własnej linii produkcyjnej czy własnych laboratoriów nie jest istotnym ograniczeniem na dzisiejszym rynku usług zarówno tych badawczych, jak i produkcyjnych. IEO podkreśla, że współpracuje z Instytutem Fraunhofera z Niemiec. To właśnie Fraunhofer Institute for Solar Energy rozwija od 2013 roku technologię TOPCon. Opis oraz zalety tego rozwiązania można znaleźć na naszym portalu (Ogniwo TOPCon – następca PERC ?, Nowe rekordy sprawności ogniw wykonanych w technologii TOPCon). Warto przypomnieć, że ogniwa TOPCon są pierwszym i najważniejszym kandydatem do zastąpienia technologii PERC. Dzieje się tak dlatego, że jeśli porównamy ze sobą ogniwo PERC z ogniwem TOPCon to okazuje się, że różnice są znacznie mniejsze niż w przypadku innych technologii wysokosprawnych ogniw PV takich jak HJT czy IBC. Największe zmiany dotyczą tylnej części ogniwa. Pojawia się na niej ultra cienki tlenek tunelowy oraz warstwa polikrystalicznego krzemu typu n. Dzięki takim zmianom osiągniecie wyższych sprawności, niż te które mają ogniwa PERC, jest możliwe przy akceptowalnych kosztach transformacji technologii. Jeszcze do niedawna jako podstawową wadę TOPCon wskazywano dużo niższe sprawności w porównaniu do rekordowych ogniw BC. Te obawy wydają się przesadzone szczególnie w aspekcie ostatnich doniesień na temat sprawności produkcyjnych ogniw TOPCon. Firma Jollywood pokazała ogniwo TOPCon o sprawności 26,7%, wykonane na płytach o wymiarach M10 czyli o powierzchni 182 mm x 182 mm [4]. Inna firma Trina Solar ogłosiła, że jest w stanie produkować na masową skalę ogniwa TOPCon o sprawności 26% na płytkach o powierzchni 210 mm x 210 mm [5]. Ostatnio firma DAS Solar zaprezentowała ogniwo TOPCon o sprawności 26,33% wykonane z użyciem płytek krzemowych o powierzchni 333,4 cm² [6]. Podobnie wśród dziesięciu najsprawniejszych modułów PV, które są obecnie dostępne na świecie, aż 5 produkowanych jest w oparciu o ogniwa TOPCon. Najsprawniejszy z nich znajduje się w ofercie firmy Jinko Solar. Tylko moduły wyprodukowane w oparciu o ogniwa IBC mają wyższą sprawność. Na podstawie tych danych można powiedzieć, że TOPCon jest dobrym wyborem dla firm, które do tej pory produkowały ogniwa PERC oraz tych, które w najbliższych latach chcą dostarczać ogniwa do produkcji modułów PV. Na dzień dzisiejszy ogniwa tego typu będą bardzo często stosowane przy produkcji wysokowydajnych modułów PV. Jednocześnie trudno wnioskować czy ogniw TOPCon nie zastąpią w końcu wydajniejsze ogniwa IBC oraz kiedy to się stanie.
Plany na udoskonalenie technologii – badania naukowe
Ponadto spółka Giga PV planuje udoskonalać technologię produkcji ogniw TOPCon. Celem jest obniżenie kosztów produkcji poprzez zmniejszanie zużycia srebra na przednie i tylne elektrody. Możliwości redukcji są duże, gdyż elektrody (głównie srebro) stanową prawie 60% kosztów wykonania ogniwa. Giga PV proponuje zredukować ten koszt poprzez zmianę procesu metalizacji na galwanizację. Jednak do tego potrzebne jest zaplecze badawcze. Rozwiązaniem może być dalsze wsparcie ze strony Instytutu Fraunhofera, jak również współpraca z polskimi instytutami badawczymi.
Podsumowanie
Wydaje się, że największą niewiadomą i potencjalnym problemem na drodze do stworzenia i uruchomienia produkcji ogniw PV w naszym kraju mogą być względy ekonomiczne. Pierwsza sprawa to środki na tak duże przedsięwzięcie. IOE podaje, że 19 maja 2023 firma Soltec (obecnie pod marką SOLFINITY) podpisała umowę ze spółką Giga PV, na mocy której uzyskuje 10% udziałów. Ponadto w marcu spółka Giga PV S.A złożyła wniosek do unijnego programu Innovation Fund (InnoFund) na projekt PhoTons – Produkcja ogniw fotowoltaicznych TOPCon w Polsce w ramach europejskiego łańcucha dostaw. Jednak największe wątpliwości natury ekonomicznej związane są okolicznością, czy fabryka w Polsce jest w stanie wyprodukować ogniwa w podobnej cenie, jak fabryki w Chinach ? Jeśli nie, to czy dostęp do ogniw na miejscu w Europie będzie dostateczną zaletą dla producentów modułów PV? Pytań jest wiele a powodzenie całej inwestycji zależy od bardzo wielu czynników i prawdopodobnie nie ma prostej odpowiedzi na pytanie postawione w tytule.
W artykule wykorzystano ogólnodostępne materiały oraz:
- https://giga-pv.pl/
- https://www.pv-magazine.com/2023/04/12/jolywood-claims-26-7-efficiency-for-n-type-topcon-solar-cell/
- https://www.trinasolar.com/en-glb/resources/newsroom/matrina-solar-n-type-i-topcon-advanced-technology-steps-world-stage-efficiency
- https://www.das-solar.com/en/site/news_details/1156
