# Sfida sulle prestazioni in condizioni di scarsa illuminazione: TOPCon, BC

> Un confronto basato sui dati delle prestazioni in condizioni di scarsa illuminazione tra celle solari TOPCon, BC e HJT, esaminando la fisica della resistenza di shunt e della ricombinazione

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- ** 2026-06-24
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## Sfida sulle prestazioni in condizioni di scarsa illuminazione: TOPCon, BC

**Risposta rapida:** Le prestazioni in condizioni di scarsa illuminazione sono il fattore che determina la resa reale di un modulo, poiché la maggior parte delle ore di installazione non si verifica a 1000 W/m2. In un confronto tra TOPCon, BC e architetture comparabili, la differenza tra i tipi di celle si manifesta come percentuale di resa in condizioni di bassa irradianza: in condizioni di circa 100 W/m2, un'architettura ha misurato circa il 4,38% di resa relativa rispetto al 2,33% di un'altra. Questo divario è inferiore a una differenza di targa e maggiore di quanto sembri, perché si applica a ogni ora di scarsa illuminazione dell'anno. Il meccanismo è la resistenza di shunt e la ricombinazione a bassa concentrazione di portatori — una cella con maggiore ricombinazione perde proporzionalmente di più quando la luce è debole. Ecco perché un modulo che vince sulla potenza nominale in condizioni di test standard può perdere sulla resa annuale in una regione con foschia, nuvole o generazione nelle prime ore del mattino e nel tardo pomeriggio.

Produzione di moduli fotovoltaici · di Jerry, Ooitech

## Introduzione

> La potenza nominale è un valore di targa; la risposta alla scarsa illuminazione è la prestazione reale. Nella maggior parte delle regioni del mondo, l'irraggiamento rimane al di sotto di 1000 W/m² per oltre il 90% del tempo. Solo due o tre ore intorno al mezzogiorno solare si avvicinano alle condizioni STC. Alba, tramonto, cielo coperto, pioggia: le celle trascorrono la maggior parte della loro vita lavorativa in condizioni di scarsa illuminazione. Un'elevata efficienza nominale non garantisce un'elevata produzione reale. Oggi analizziamo la risposta alla scarsa illuminazione: chi vince dal punto di vista fisico, chi si dimostra più forte sul campo e come giudicare la qualità di una cella in condizioni di scarsa illuminazione direttamente sulla linea di produzione.

## La fisica della risposta alla scarsa illuminazione: chi perde e ricombina meno

Dal circuito equivalente a diodo, la causa principale del calo di efficienza in condizioni di scarsa illuminazione è semplice: **la corrente fotogenerata si riduce, ma la corrente di dispersione e la ricombinazione non si riducono proporzionalmente, quindi la loro quota relativa aumenta.**

### Il fattore più critico: la resistenza di shunt Rsh

In condizioni di scarsa illuminazione, la corrente fotogenerata diminuisce bruscamente, ma la corrente di dispersione rimane approssimativamente costante (dipende dalla tensione e da Rsh). Una quota maggiore di corrente di dispersione riduce la Voc, che trascina verso il basso il FF, che a sua volta riduce l'efficienza.

**Maggiore è la Rsh (minore è la dispersione), migliore è la risposta alla scarsa illuminazione. Questo è il fattore fisico principale.**

| Tipo di cella | Caratteristiche di Rsh | Prestazioni in condizioni di scarsa illuminazione |
| --- | --- | --- |
| HJT | Strato di passivazione i-a-Si:H con eccellente isolamento, ricombinazione all'interfaccia estremamente bassa | Migliore |
| TOPCon | Poli positivi e negativi separati su fronte e retro, poche zone di isolamento dei bordi, percorsi di dispersione controllabili | Buona |
| BC | Struttura interdigitata sul retro, molte trincee di isolamento P⁺/N⁺, maggiore rischio di dispersione ai bordi | Più debole |

### Fattore secondario: fattore di idealità n

Il fattore di idealità riflette il meccanismo di ricombinazione: n=1 per corrente di diffusione ideale, n=2 quando domina la ricombinazione nella regione di svuotamento. Più grande è n, più pesante è la perdita per ricombinazione in condizioni di scarsa illuminazione. La struttura di contatto passivato di TOPCon dà n≈1.1-1.2, la giunzione PN interdigitata posteriore di BC ha più canali di ricombinazione all'interfaccia con n≈1.2-1.4, e la passivazione con silicio amorfo di HJT eccelle con n≈1.0-1.1.

### La resistenza in serie Rs conta meno qui. La perdita di potenza attraverso Rs è I²R; in condizioni di scarsa illuminazione la corrente è piccola, quindi il suo impatto relativo si indebolisce.

## Perché BC è più debole in condizioni di scarsa illuminazione: una ragione strutturale

BC posiziona sia gli elettrodi positivi che negativi sul retro, richiedendo numerose trincee di isolamento tra le regioni P⁺ e N⁺ per ottenere la separazione elettrica. Queste trincee portano due problemi:

- **Rischio di perdita ai bordi**: L'incisione delle trincee può danneggiare il substrato di silicio e formare percorsi di perdita. Una singola superficie posteriore di BC contiene centinaia di trincee di isolamento, ognuna un potenziale percorso di perdita.
- **Ricombinazione all'interfaccia**: L'area dell'interfaccia P⁺/N⁺ della struttura interdigitata posteriore diventa più grande, aggiungendo centri di ricombinazione e spingendo il fattore di idealità n più in alto.

**Questa è una sfida strutturale intrinseca, non una questione di "chi l'ha fatto male."** L'ottimizzazione del processo (controllo della morfologia delle trincee, miglioramento degli strati di passivazione) può aiutare, ma la struttura mette BC in una posizione di svantaggio naturale su questo punto.

La ragione per cui HJT funziona meglio in condizioni di scarsa illuminazione è l'opposto: lo strato di passivazione intrinseco in silicio amorfo i-a-Si:H offre una passivazione superficiale eccezionale, bassa densità di stati all'interfaccia, la Rsh più alta e il fattore di idealità più piccolo.

## Evidenza sul campo: TOPCon supera BC in produzione per watt in condizioni di scarsa illuminazione

I dati sul campo di diversi istituti di test indicano una direzione coerente:

| Istituto di test | Località | Scenario | Guadagno TOPCon vs BC in scarsa illuminazione |
| --- | --- | --- | --- |
| CPVT | Yinchuan, Ningxia | Periodi di scarsa illuminazione mattina/sera | Nuvoloso +3.89%, soleggiato +2.33% |
| CPVT | Yinchuan, Ningxia | Irraggiamento estremamente basso (0-100 W/m²) | +4.38% |
| TÜV Nord | Kagoshima, Giappone | <400 W/m² | +10.79% |
| TÜV Rheinland | Chengdu | 90% di giornate nuvolose/piovose | +2,37%, picco mattina/sera +7,18% |
| CGC | Hainan | 127 giorni inclusi 76 giorni piovosi | +7.83% |
| State Grid | Zhangbei | 200 W/m² | +2.6% |

**In condizioni di scarsa illuminazione, la produzione per watt di TOPCon supera quella di BC, e minore è l'irraggiamento, maggiore è il divario.**

Ma anche la variazione all'interno della stessa tecnologia è ampia. I test comparativi multi-fornitore del Carbon Search Evaluation Lab mostrano prodotti BC che perdono **dal 2,78% al 6,57%** a basso irraggiamento di 200 W/m², mentre TOPCon varia dal **2,14% al 4,72%**. **Il divario tra i "migliori prodotti" delle tre tecnologie è minore del divario tra "buoni prodotti vs. prodotti scadenti" all'interno della stessa tecnologia.**

Conclusione per la produzione: **nella scelta, il livello di processo del produttore conta tanto quanto la scelta della tecnologia.**

## Non Confondere il Coefficiente di Temperatura con la Risposta alla Scarsa Illuminazione

Il coefficiente di temperatura e la risposta alla scarsa illuminazione sono due parametri indipendenti, ma facilmente confondibili.

| Parametro | Scenario Rilevante | HJT | TOPCon | BC |
| --- | --- | --- | --- | --- |
| Coefficiente di temperatura | Scenari ad alta temperatura (modulo >50°C) | -0.24%/℃ | -0.29%/℃ | -0.26%/℃ |
| Risposta alla scarsa illuminazione | Scenari a basso irraggiamento (<400 W/m²) | Migliore | Buona | Più debole |

In una calda giornata estiva nuvolosa, alta temperatura e scarsa illuminazione si sommano, e HJT eccelle in entrambe, amplificando il suo vantaggio. In una fredda giornata invernale nuvolosa, la bassa temperatura riduce l'influenza del coefficiente di temperatura, e la risposta alla scarsa illuminazione prende il sopravvento. **Non usare il coefficiente di temperatura per spiegare le prestazioni in scarsa illuminazione, e non dedurre il coefficiente di temperatura dalle prestazioni in scarsa illuminazione: sono due grandezze fisiche distinte.**

Anche l'ottimizzazione per la bassa luminosità e la resistenza all'UVID non sono intrinsecamente mutuamente esclusive dal punto di vista fisico. La bassa luminosità dipende dai meccanismi di perdita elettrica (Rsh, n), mentre l'UVID dipende dalla stabilità del materiale (legami chimici dello strato di passivazione, [incapsulante](https://www.ooitech.com/EVA-POE-EPE-Encapsulant-Film-for-Solar-Panel-Manufacturing-Complete-Technical-Guide.html) film). I due aspetti possono essere migliorati separatamente attraverso un'ottimizzazione indipendente.

## Come giudicare la qualità in condizioni di scarsa illuminazione di una cella sulla linea di produzione

**L'indicatore più diretto: la resistenza di shunt Rsh.**

Nei test I-V, maggiore è la Rsh di una cella, maggiore è la probabilità che funzioni bene in condizioni di scarsa illuminazione. Se un lotto mostra un'ampia distribuzione di Rsh con un'alta percentuale di celle a bassa Rsh, la resa in condizioni di scarsa illuminazione ne risentirà sicuramente.

**Nota speciale per le linee BC**: le celle che mostrano punti luminosi anomali nelle regioni delle trincee di isolamento nelle immagini EL hanno probabilmente una bassa Rsh. Ciò corrisponde alla "perdita di corrente dal bordo della trincea" menzionata in precedenza, un problema a cui la struttura è naturalmente soggetta.

**Linee TOPCon**: una Rsh superiore a 1000 Ω·cm² è generalmente normale; sotto i 500 è necessario indagare sull'isolamento dei bordi o su fori nello strato di passivazione. Le celle con un eccellente comportamento in condizioni di scarsa illuminazione di solito mostrano una Rsh superiore a 3000.

**Linee HJT**: la Rsh è naturalmente alta, e valori superiori a 5000 sono comuni. Ma una bassa Rsh su una cella HJT di solito significa che qualcosa è andato storto nell'interfaccia tra TCO e a-Si:H.

## Riepilogo

> Il bilancio fisico della risposta in condizioni di scarsa illuminazione: HJT è la migliore, TOPCon è buona, BC affronta sfide strutturali. Il bilancio sul campo: in condizioni di scarsa illuminazione, la resa per watt di TOPCon supera effettivamente quella di BC, e minore è l'irraggiamento, maggiore è il divario. Ma non giudicare solo in base alla tecnologia: il divario tra prodotti buoni e scadenti sulla stessa tecnologia è ancora più grande del divario tra le tecnologie.

**Fonti dei dati**: test sul campo CPVT Yinchuan (2025), test sul campo TÜV Nord Kagoshima, test sul campo TÜV Rheinland Chengdu, test sul campo CGC Hainan, test sul campo State Grid Zhangbei, test comparativi multi-fornitore del Carbon Search Evaluation Lab (2025).

**Il punto di vista di Ooitech**: la resa reale in condizioni di scarsa illuminazione, non l'efficienza nominale, è la vera misura di una cella solare, e la resistenza di shunt è il singolo fattore che la determina di più.

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