Module mit PERC-Technologie steigern die Effizienz von PV-Modulen durch eine verbesserte Umwandlung des einfallenden Lichts in Energie. Dies wird erreicht, indem der Teil des Lichts, der bis zur Zellenrückseite vordringt, durch eine Schicht an der Modulrückseite – die sogenannte Rückseitenpassivierung – reflektiert wird. Die erhöhte Effizienz der PERC-Zellen im Vergleich zu herkömmlichen Modulen liegt bei etwa 1 %, was wiederum dazu beiträgt, die Produktionskosten pro gewonnenem kWp zu reduzieren.

Um maximale Wirkungsgrade zu erzielen, werden in PERC-Zellen vorrangig Mono-Wafer verwendet. Die Weiterentwicklung dieses Solarzellentyps hat in den vergangenen Jahren erhebliche Fortschritte gemacht und führte dazu, dass PERC-Zellen im Bereich professioneller PV-Anlagen nahezu vollständig herkömmliche Al-BSF-Zellen verdrängt haben. Obwohl PERC-Zellen bereits 1983 von der University of New South Wales in Australien erstmals erwähnt wurden, konnten erst ständig verbesserte Produktionsverfahren die Technologie für die umfassende Massenproduktion nutzbar machen.

Dennoch ist die PERC-Technologie nicht frei von Problemen. Diese Zellen sind empfindlicher als herkömmliche Zellen gegenüber lichtinduzierter Degradation. Der sogenannte LID-Effekt führt zu einem Leistungsabfall der Solarzellen nach dem ersten Lichteinfall. Ebenfalls besteht ein höheres Risiko für potenzialinduzierte Degradation (PID). PID-Defekte können erhebliche Auswirkungen haben und die Leistung von gesamten PV-Anlagen empfindlich beeinträchtigen. Investoren sollten daher besonders darauf achten, dass PERC-Zellen gemäß IEC TS 62804 für ihre PID-Resistenz zertifiziert wurden.

Die Technologie wurde 2013 von einer deutschen Forschergruppe (Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme) erstmals in der Industrie eingeführt. Es handelt sich um eine Art von Solarzellentechnologie, die darauf abzielt, die Effizienz von Solarzellen zu verbessern.

Solche Zellen können sowohl mono- als auch bifazial sein und setzen im Gegensatz zu PERC hauptsächlich auf N-Typ-Wafer. Sie weisen im Vergleich zu PERC ein erweitertes Potenzial für den Wirkungsgrad auf. Im vergangenen Jahr demonstrierte der chinesische Hersteller Jinko Solar die Leistungsfähigkeit durch die Einführung eines monokristallinen, bifazialen N-Typ TOPCon-Solarmoduls mit einem Wirkungsgrad von bis zu 23,53 %. Eine noch beeindruckendere Leistung zeigte das von Longi Solar im Jahr 2021 vorgestellte TOPCon-Modul. Dieses erzielte mit einer TOPCon-Zelle vom P-Typ einen Wirkungsgrad von 25,19 % und somit einen neuen Weltrekord für den Wirkungsgrad dieser Technologie. Angesichts der dynamischen Entwicklungen ist es wahrscheinlich, dass dieser Rekord in absehbarer Zeit übertroffen wird. Die konzentrierte Forschung an den Modulen wird sicherstellen, dass die Entwicklung auch dann noch lange nicht am Ende angelangt ist.

Obwohl die Performance von TOPCon-Solarzellen schwer zu übertreffen ist, dominiert die PERC-Technologie weiterhin den Markt. Dies dürfte auch weiterhin aufgrund der kontinuierlich steigenden Effizienz der Zellen und gleichzeitig sinkender Produktionskosten der Fall sein.

Dennoch gewinnen TOPCon-Zellen aufgrund ihres außergewöhnlich hohen Wirkungsgrads an Bedeutung. Derzeit sprechen noch die hohen Produktionskosten gegen diese Art von PV-Zellen. Mit dem Beginn der Massenproduktion ist jedoch zu erwarten, dass auch hier erhebliche Skaleneffekte eintreten. Das könnte dazu führen, dass sich TOPCon-Module in Deutschland zu einer ernstzunehmenden Konkurrenz für die PERC-Technologie entwickeln. Diese Prognose wird auch von Forschern des Fraunhofer-ISE unterstützt. Ihrer Meinung nach ist jedoch neben einer Reduzierung der Herstellungskosten auch eine Steigerung der Produktionsleistung auf das Niveau der PERC-Zellen erforderlich, um die wirtschaftliche Tragfähigkeit der TOPCon-Module zu gewährleisten.

Laut den Erkenntnissen der Wissenschaftler verursacht die TOPCon-Technologie im Vergleich zu PERC bei Freiflächen-PV-Anlagen mit einer Leistung von 5 Megawatt um 13,5 bis 18,6 % höhere Gesamtkosten für Solarzellen und 3,6 bis 5,5 % höhere Modulgesamtkosten. Dennoch betonen die Forscher des Fraunhofer ISE, dass ein um 0,4 bis 0,55 % höherer Zellwirkungsgrad der TOPCon-Solarzellen im Vergleich zu bifazialem p-PERC eine kosteneffiziente Großserienfertigung ermöglicht.