Исследование TÜV NORD показало, что преимущество модулей с обратным контактом перед модулями TOPCon проявляется только при незначительном затенении

На сайте инверторы ру, вы можете купить аккумулятор FIAMM 12FGL42

Исследование TÜV NORD показало, что модули с обратным контактом (back-contact, BC) превосходят модули TOPCon при незначительном частичном затенении, особенно когда затенены три или менее ячеек в разных подстроках одной цепочки. Однако если затенены более четырех ячеек, преимущество в производительности исчезает, и обе технологии демонстрируют схожие потери мощности — около 50%.

Теневой рисунок из трех ячеек, заштрихованных вдоль длинной стороны

Исследователи из немецкой ассоциации технического контроля TÜV NORD провели серию симуляций, чтобы сравнить характеристики солнечных модулей с обратным контактом (BC) с аналогами TOPCon в условиях частичного затенения, и обнаружили, что BC превосходит TOPCon, когда затенение происходит в разных подстроках в пределах одной строки.

«Когда затенение влияет на разные подстроки в рамках одной строки, модули BC демонстрируют преимущество в производительности при слабом затенении, — рассказал автор исследования Коэн Чен. — Однако по мере усиления затенения это преимущество сходит на нет, и потери выходной мощности модуля BC приближаются к потерям модуля TOPCon.»

По словам ученых, в их анализе учитывались реалистичные сценарии затенения и сложные закономерности, в том числе точечное, локальное, линейное и симметричное затенение, вызванное факторами окружающей среды. Такие условия могут привести к потерям напряжения и тока, возникновению многопиковых вольт-амперных характеристик и усложнить отслеживание точки максимальной мощности (Maximum Power Point Tracking, MPPT). В ходе исследования также оценивались дискретные затенения, связанные с распространенными природными явлениями, такими как птичий помет, опавшие листья и тени от вертикальных объектов.

Для сравнения производительности исследователи использовали двухдиодную модель, которая, по их словам, может точно имитировать поведение фотоэлектрических модулей при низкой освещенности и частичном затенении, учитывая диодные токи, фототок, электрическое сопротивление и эффекты обратного пробоя. Они объяснили, что частичное затенение снижает фототок и может привести к обратному смещению затененных элементов, поэтому характеристики пробоя являются ключевым фактором при активации байпасного диода. В то время как ячейки BC демонстрируют мягкий, низковольтный и неразрушающий пробой, что задерживает активацию байпасного диода и помогает снизить потери при затенении, ячейки TOPCon обычно приводят к активации байпасного диода раньше из-за более высокого напряжения пробоя.

Для тестирования ученые использовали модули BC и TOPCon с одинаковыми размерами и электрической конфигурацией. В обоих типах модулей использовалась 66-ячейковая компоновка со 132 ячейками половинной ширины, разделенными на три подстроки с байпасными диодами. Эксперименты проводились в лаборатории TÜV NORD, аккредитованной CNAS, с использованием импульсного солнечного имитатора в стандартных условиях тестирования.

Для оценки различий в производительности модулей были проведены тесты с частичным затенением по шести репрезентативным сценариям. Они включали затенение одной ячейки, сплошное затенение по длинной и короткой сторонам и реалистичные дискретные узоры. Точечное затенение (M1), пятнистое затенение (M2) и линейное затенение (M3) были разработаны для имитации пыли или птичьего помета, опавших листьев и теней от вертикальных объектов соответственно. Эксперименты были направлены на изучение активации байпасного диода и потерь мощности при различных условиях затенения.

Анализ показал, что модули BC более устойчивы к затенению по сравнению с модулями TOPCon благодаря их низковольтным характеристикам и мягкому пробою. Одна полностью затененная ячейка BC приводит к потере всего 12,9 % мощности, в то время как у TOPCon этот показатель составляет 33,9 %, что приводит к более раннему срабатыванию байпасных диодов.

Исследователи пришли к выводу, что модули BC демонстрируют явное преимущество перед модулями TOPCon в условиях слабого затенения ячеек в одной строке, когда затенены три или менее ячеек. Однако, когда количество затененных ячеек достигает четырех и более, это преимущество исчезает, и обе технологии демонстрируют схожие показатели с потерями мощности примерно в 50%.

«Определение этого порогового значения производительности четко обозначает практические рабочие пределы модулей с двусторонним фотоэлектрическим покрытием в условиях затенения, предоставляя количественную основу для выбора модулей и оптимизации компоновки фотоэлектрических систем», — заключил Чен.

Результаты испытаний были представлены в статье «Сравнительное исследование производительности модулей BC и TOPCon в условиях частичного затенения», опубликованной в Solar Energy.

В августе 2025 года исследователи из компании Trina Solar и китайского Наньчанского университета провели аналогичное исследование и пришли к схожим выводам. «Модули BC превосходят TOPCon, когда затенено менее трёх ячеек, а при превышении этого порога их мощность становится одинаковой», — заявили тогда исследователи. Они объяснили такое поведение тем, что напряжение пробоя элемента BC составляет 5 В, а для активации обходного диода требуется суммарное обратное смещение примерно в 15 В.