Back-contacttechnologie: Hoe LONGi’s HPBC 2.0-technologie de prestaties bij gedeeltelijke schaduw verbetert

Iedereen die met zonnepanelen heeft gewerkt kent de frustratie: een klein schaduwplekje van een boom of rookmuur kan een onevenredige daling van de opbrengst veroorzaken. Traditionele zonnepanelen zijn zeer gevoelig voor schaduw. Zelfs wanneer slechts een klein deel van het oppervlak wordt geblokkeerd, zijn outputverliezen van 15–25% gebruikelijk. In ernstigere gevallen hebben studies en veldtesten verliezen van 30–40% gerapporteerd, en in extreme scenario's – wanneer een enkele cel in een string wordt geschaduwd – kunnen hele modules meer dan de helft van hun vermogen verliezen. Deze brede spreiding benadrukt waarom schaduw wordt beschouwd als een van de grootste prestatie-risico's in conventionele zonne-ontwerpen.

LONGi’s Hybrid Passivated Back Contact (HPBC)-technologie vormt een significante stap voorwaarts in het ontwerp van zonnecellen. Voor het eerst gelanceerd in november 2022 met de Hi-MO 6-serie en in 2024 vernieuwd met de Hi-MO X10, verplaatst HPBC alle elektrische contacten naar de achterkant van de cel. Deze architectuur maximaliseert de lichtopname aan het vooroppervlak en zorgt ervoor dat de stroom via meerdere routes kan vloeien, waardoor de prestatie-achteruitgang bij gedeeltelijke schaduw afneemt. Met HPBC 2.0 heeft LONGi nog een stap verder gezet door een ingebouwde schaduwoptimalisator te introduceren. Deze functie verwijst de stroom slim om schaduwrijke gebieden heen, bijvoorbeeld van een blad of tak, waardoor het module een hogere output behoudt, zelfs onder niet-ideale omstandigheden.

Voor huiseigenaren en bedrijven betekent dit hogere opbrengsten waar gedeeltelijke schaduw altijd een beperkende factor is geweest.

Wat is HPBC 2.0-technologie?

HPBC staat voor Hybrid Passivated Back Contact, een zonnecelarchitectuur die door LONGi is gepionierd. Het ontwerp combineert geavanceerde passivatietechnieken met een volledig achtercontact-ontwerp, waardoor het vooroppervlak vrij blijft van metalen roosterlijnen. Het ontbreken van front-side metallisatie verbetert esthetiek, maar nog belangrijker is dat het de cel in staat stelt meer fotonen te absorberen. Het resultaat is een hogere conversie-efficiëntie en een fundamenteel andere manier om de stroom te beheren, één die de prestatie-achteruitgang bij schaduw vermindert.

De HPBC 2.0-technologie van LONGi heeft een wereldrecordmodules-efficiëntie van 25,4% behaald, onafhankelijk gecertificeerd door Fraunhofer ISE onder laboratoriumomstandigheden. Dit cijfer toont het ultieme potentieel van de technologie. De Hi-MO X10-serie, gebouwd op hetzelfde HPBC 2.0-platform, levert commerciële module-efficiënties tot 24,8% en vermogens tot 670 W.

Dankzij het geoptimaliseerde stroombeheer en de ingebouwde schaduwregeling kan HPBC 2.0 de vermogensverliezen door gedeeltelijke schaduw tot wel 70% verlagen ten opzichte van conventionele modultechnologieën, wat zorgt voor een stabiele energieopbrengst, zelfs in complexe dakomgevingen.

‍

Waarom conventionele panelen moeite hebben met schaduw

Conventionele PERC- en TOPCon-modules schakelen cellen in serie, vergelijkbaar met een reeks lampjes. Wanneer een deel van één cel wordt schaduwd, verhoogt dit de weerstand voor de hele string, waardoor de output afneemt. Zelfs lichte schaduw van 5% van het oppervlak van een module kan leiden tot een verlies van 15–25% of meer in de productie.

Deze structurele zwakte heeft altijd de zonneprestaties in bebouwde omgevingen beperkt waar schoorstenen, bomen of nabije gebouwen periodiek schaduw werpen.

Back-contact-ontwerp: Hoe HPBC 2.0 schaduw anders aanpakt

In HPBC 2.0-cellen bevinden zowel positieve als negatieve contacten zich aan de achterzijde in een interdigitated patroon. Dit maakt het volledige vooroppervlak vrij voor lichtabsorptie en vermindert optische schaduw.

In plaats van de stroom langs één route te dwingen, laat het achterontwerp van HPBC elektriciteit toe om schaduwrijke regio's te omzeilen door via alternatieve routes te stromen. Dit is vergelijkbaar met het omleiden van verkeer rond een afgesloten weg.

Samen leveren deze kenmerken een stabielere stroomopbrengst. Volgens tests van China’s National Photovoltaic Quality Inspection Center (CPVT) hebben LONGi’s HPBC 2.0-modules dagelijks rendementen laten zien van meer dan 10% hoger dan conventionele modules in dynamische schaduwscenario's.

In echte projecten melden klanten significante verbeteringen. Een installatie met schaduw van bomen zag de productie met bijna 18% toen werd overgeschakeld op HPBC-modules, met het grootste voordeel in de late namiddag wanneer schaduwen vroeger grote verliezen veroorzaakten.

HPBC 2.0, TOPCon en PERC vergelijken

De huidige zonne-markt biedt in feite drie belangrijke technologieën. Zo presteert LONGi’s HPBC 2.0 vergeleken met de twee conventionele technologieën.

Technologische kenmerken uitgelegd

LONGi’s back-contacttechnologie HPBC 2.0

HPBC 2.0 markeert de volgende evolutie van LONGi’s back-contacttechnologie. Voortbouwend op de eerste generatie Hi-MO 6, gelanceerd in 2022, en de in 2024 geïntroduceerde Hi-MO X10 combineert een schone voorkant zonder rooster met een geïntegreerde schaduwoptimalisatie-layout. Deze innovatie verhoogt de efficiëntie niet alleen tot recordniveaus van 26,6% bij de cel en 24,8% bij de module, maar zorgt ook voor een stabielere prestaties wanneer delen van een paneel zijn geschaduwd. Met zijn hogere basale efficiëntie en verbeterde real-world veerkracht is HPBC 2.0 vooral aantrekkelijk voor daken, gevels, commerciële en industriële (C&I) projecten, evenals utiliteitsprojecten op grootschalige schaal waar energiedichtheid en betrouwbaarheid direct invloed hebben op de terugverdientijd van het systeem.

Hier volgt een overzicht van de belangrijkste kenmerken:

Schaduwvrije vooroppervlak: Door beide elektrische contacten naar de achterkant van de cel te verplaatsen, is het vooroppervlak volledig vrij van obstakels, waardoor maximaal zonlicht de lichtabsorberende laag bereikt.

Versterkte lichtabsorptie: Een meerlaagse antireflectie-film en verbeterde uniformiteit van microtextuur verminderen de reflectie van kortgolfig licht, waardoor meer zonlicht wordt vastgelegd en de kortsluitstroom stijgt.

Toegenomen open-circuit voltage: Het gebruik van zelf ontwikkelde bipolaire hybride passivatie-technologie verhoogt de open-circuit spanning, wat bijdraagt aan een hogere algehele cel efficiëntie.

Verminderde schaduwverliezen en hotspots: Bipolaire laag-weerstands-passivatie contacten en schaduwoptimalisatie-technologie verlagen de vermogensverliezen door schaduw met meer dan 70% en verminderen hotspots temperaturen met 28%.

Verbeterde betrouwbaarheid en langetermijnprestaties:

• Uniforme passivatie minimaliseert UV-gedreven degradatie, waardoor langetermijn-efficiëntie en veerkracht toenemen.
• Het gebruik van dikkere, robuuste eigen TaiRay-wafers verhoogt de mechanische stabiliteit en vermindert het risico op microcracks, wat bijdraagt aan grotere modulebetrouwbaarheid.
• De speciale 0BB-structuur (Zero Busbar) verhoogt bovendien de module-uitgang en betrouwbaarheid.

Betere temperatuurprestaties: De technologie kent een vermogens-temperatuurcoëfficiënt van -0,26%/°C, een verbetering van 0,03%/°C ten opzichte van TOPCon-modules, wat zorgt voor superieure prestaties in hete klimaten.

‍

PERC (Passivated Emitter and Rear Cell)

Deze technologie is lange tijd de werkpaard van de zonne-industrie. In vergelijking met conventionele Al-BSF-cellen voegt PERC een dielectische passivatie-laag en lokaal geopende achtercontacten toe, wat recombinatie vermindert en onbenutte fotonen terugkaatst in de cel. Deze verbetering levert vaak een winst op tot ongeveer 1–2 procentpunten in efficiëntie bij praktische hoogwaardige implementaties. Tegenwoordig leveren commerciële PERC-modules doorgaans efficiënties van ongeveer 20–21,5%. Echter, naarmate de industrie vordert, geloven velen dat de praktische efficiëntiegrens van PERC wordt benaderd en de architectuur kent inherente kwetsbaarheden zoals lichtgeïnduceerde degradatie of LeTID - vooral bij p-gedoteerde formuleringen. Daardoor schakelen veel fabrikanten over op n-type en back-contact-alternatieven zoals TOPCon en Back Contact-technologie, die een hoger efficiëntie-potentieel en grotere degradatie-resistentie beloven.

TOPCon (Tunnel Oxide Passivated Contact)

Het bouwt voort op PERC door een dunne tunnel-oxide-laag toe te voegen en een gedopeerde polysiliciumfilm op het achteroppervlak. Deze configuratie vermindert recombinatieverliezen en ondersteunt een hogere open-circuit spanning. In commerciële modules bereikt TOPCon routinematig ~22–23% efficiëntie, en geavanceerde celontwerpen drijven richting 24–25%. Omdat de fabricage-stappen grotendeels compatibel zijn met PERC-productielijnen, is TOPCon een aantrekkelijke upgrade-route voor bestaande fabrieken.

De toekomst van back-contact-technologie

De toekomst van back-contact-technologie wordt algemeen beschouwd als een van de meest veelbelovende richtingen in zonne-energie. Experts zoals Radovan Kopecek van ISC Konstanz voorspellen dat BC-cel- en moduleproductie tegen 2030 kan uitgroeien tot 1 TW wereldwijde capaciteit, wat het 'ultieme evolutiestap voor kristallijn silicium' genoemd wordt. Volgens Kopecek zal het aflopen van belangrijke BC-patenten rond 2028 de marktadoptie versnellen, waardoor barrières voor meer fabrikanten om de markt te betreden afnemen. TÜV Rheinland en andere certificatie-instellingen hebben de architectonische sterktes van BC benadrukt - een schone, ongestoorde voorkant en een hoger conversiepotentieel - als redenen waarom het goed gepositioneerd is om de volgende mainstream PV-technologie te worden.

De vooruitzichten worden ondersteund door industrie Roadmaps: de International Technology Roadmap for Photovoltaics (ITRPV) ziet BC-ontwerpen een gestaag groter aandeel van nieuwe installaties veroveren tot ver in de late jaren 2020, met vooral sterke vooruitzichten op daken, gevels en gedistribueerde opwekking. Met real-world voordelen onder schaduw, langetermijnbetrouwbaarheidsverbeteringen en record-efficiëntie-benchmarks, wordt BC steeds meer gezien niet als niche maar als een hoeksteen-technologie die de volgende fase van zonne-energie zal bepalen.

LONGi’s leiding ziet back-contact-technologie als centraal voor de toekomst van de industrie. “In de komende vijf tot zes jaar zullen back-contactcellen de mainstream van kristallijn silicium zijn,” zei LONGi-voorzitter Zhong Baoshen in 2023.

Is LONGi’s HPBC 2.0 de juiste keuze voor u?

Bij het bepalen of HPBC 2.0 en de gerelateerde Hi-MO X10-serie geschikt zijn voor uw project, houdt u rekening met deze factoren:

• Schaduwblootstelling: Als uw site gedeeltelijke schaduw ondervindt, kan HPBC 2.0 de real-world output aanzienlijk verhogen.
• Visuele vereisten: De strakke, uniforme voorkant spreekt huiseigenaren en architecten aan.
• Ruimtebeperkingen: Waar het dakoppervlak beperkt is, kan hogere efficiëntie per vierkante meter beslissend zijn.
• Budget: HPBC 2.0 levert extra energieopbrengst die hogere initiële kosten compenseert.
• Klimaat: HPBC’s stabiele temperatuurcoëfficiënt zorgt voor betrouwbare opbrengsten, zelfs in warme regio's.
• Laag-belaste daken: LONGi heeft ook een lichte ontwerpmodule met HPBC 2.0 geïntroduceerd die 30% lichter is dan conventionele enkelglas-modules, genaamd Hi-MO X10 Guardian Light Design
• Hoge opbrengst, snelle ROI: Voor C&I-projecten levert HPBC 2.0 een snellere ROI en hogere lifetime yields. Zijn superieure efficiëntie en schaduw-resistentie verbeteren de kortetermijncashflow terwijl maximale lange-termijnwaarde wordt bereikt.

HPBC 2.0 is een optie voor veeleisende omstandigheden – in het premiumsegment en daarbuiten

Door na te denken over hoe cellen licht verzamelen en elektriciteit geleiden, pakt HPBC 2.0 een van zonne-energie’s langst staande zwaktes aan: schaduwgevoeligheid. Deze innovatie heeft back-contact-technologie ook toegankelijk gemaakt buiten premium daken, waardoor de voordelen breder toepasbaar zijn. Met zijn hogere conversie-efficiëntie, superieure schaduw-tolerantie, bewezen weerstand tegen sneeuw, hagel en harde wind, en stabiele langetermijnoutput, is HPBC 2.0 een aantrekkelijke keuze voor alle – residentieel, commercieel, industrieel en utiliteitsprojecten.

Voor C&I-klanten levert BC snellere ROI door hogere opbrengsten per vierkante meter, terwijl bij utiliteitsprojecten de ruimtelijke efficiëntie toeneemt, de BOS-kosten afnemen en de energieopbrengst over de levensduur van het project wordt gemaximaliseerd. Nu de productie uitbreidt en de kosten dalen, is BC gepositioneerd om een toonaangevende technologie te worden in alle belangrijke marktsegmenten.

Voor huiseigenaren en bedrijven met schaduwuitdagingen, prestatie- of ontwerpprioriteiten, biedt HPBC 2.0 een weg naar hogere opbrengsten, grotere betrouwbaarheid en een strak esthetisch uiterlijk – waardoor het een van de meest toekomstgerichte zonne-technologieën van vandaag is.

Leer hier meer over onze Hi-MO X10-serie als onderdeel van de EcoLife-serie hier.