هل تدخل خلايا TOPCon الشمسية حقبة جديدة من الكفاءة؟ قراءة في الرقم القياسي الجديد لشركة JinkoSolar

مقدمة

يشهد قطاع الطاقة الشمسية سباقاً متسارعاً نحو رفع كفاءة الخلايا وتقليل تكلفة الطاقة المنتجة على مدى العمر التشغيلي للمشروع. وفي هذا السياق، أعلنت شركة JinkoSolar عن تحقيق رقم قياسي عالمي جديد في كفاءة الخلايا الشمسية من نوع  n-type TOPCon، ليشكّل ذلك محطة مهمة في مسار تطور هذه التقنية ودلالاتها المستقبلية لصناعة الطاقة الكهروضوئية.

أولاً: رقم قياسي عالمي جديد لكفاءة خلايا  TOPCon

أعلنت JinkoSolar عن الوصول إلى كفاءة تحويل كهربائي تبلغ 27.79% لخليتها الشمسية من نوع n-type TOPCon  بقياس 182 مم. وقد تم التحقق من هذه النتيجة بصورة مستقلة من قِبل معهد أبحاث الطاقة الشمسية في هاميلن بألمانيا  (ISFH)، ما يعزّز موثوقية الإنجاز ويضعه في إطار الأرقام القياسية المعترف بها عالمياً للخلايا السيليكونية أحادية الوصلة.

سبق أن حققت الشركة في يونيو من العام نفسه كفاءة بلغت 27.02% لنفس نوع الخلية، تم اعتمادها من المركز الصيني الوطني لقياس واختبار صناعة الفوتوفولتيك  (NPVM)، ما يعكس مساراً تصاعدياً واضحاً في أداء هذه التقنية خلال فترة زمنية قصيرة نسبياً.

ثانياً: الابتكارات التقنية وراء تحقيق الكفاءة

لم يكن الوصول إلى كفاءة 27.79% نتيجة لتحسين واحد منعزل، بل اعتمد على حزمة من التطويرات المتكاملة في تصميم الخلية وموادها وعمليات تصنيعها. من بين أبرز العناصر التقنية التي أسهمت في هذا الإنجاز:

• استخدام طبقة نفقية فائقة الرقة من أكسيد السيليكون (Ultrathin Silicon Oxide Tunneling Layer) لتحسين انتقال الحاملات.
• تطبيق تلامس ممرْكَز من البوليسيليكون (Doped Polysilicon Passivated Contacts) للحد من إعادة اتحاد الحاملات وتقليل الخسائر.
• إدخال مواد محسّنة في طبقات التمرير السطحي (Passivation) بما يحد من فقدان الشحنة ويحسّن الجهد والتيار في الخلية.
• خفض الخسائر البصرية عبر تقليل الانعكاسات وتحسين تصميم الطبقات البصرية.
• ترقية تقنيات الطلاء المعدني (Metallization) لتحقيق موصلية أفضل مع الحد من التظليل على سطح الخلية.
• اعتماد عمليات هيدروجينة متقدمة، بالتعاون مع شركاء في البحث والتطوير، لتحسين جودة البلورة وتقليل العيوب في البنية الداخلية للسيليكون.

هذه المنظومة المتكاملة من التحسينات أنتجت خلية ذات أداء أعلى عند مستوى الخلية المفردة، وهو ما ينعكس مباشرة على كفاءة الوحدات (Modules) وعلى مؤشرات الجدوى الاقتصادية للمشروعات.

ثالثاً: تطور زمني سريع في أداء تقنية  TOPCon

يكشف المسار الزمني لأداء خلايا TOPCon عن تسارع ملحوظ في وتيرة التطوير. فبعد أن كانت كفاءة الجهاز في أكتوبر 2022 عند مستوى 26.1% فقط، تمكنت الشركة خلال فترة وجيزة من تجاوز 27%، والاقتراب الآن من عتبة 28%

• 1% في أكتوبر 2022
• 02% في يونيو 2024 لنفس قياس الخلية 182 مم  n-type
• 79% في القياس الأخير الذي تحقق لدى  ISFH

وتشير JinkoSolar في ورقة بيضاء حديثة إلى أن هدفها هو تجاوز كفاءة 28% بحلول عام 2028، ما يضع تقنية TOPCon  في مسار تنافسي قوي مع أنظمة الخلايا المتقدمة الأخرى، ويمهّد لمرحلة انتقال تدريجي من الأجيال الحالية إلى أجيال أكثر تطوراً من حيث الأداء والموثوقية.

رابعاً: خلايا Tandem Perovskite–Silicon كمسار موازٍ للتطوير

إلى جانب التطوير في تقنية  TOPCon، تعمل JinkoSolar أيضاً على مسار متقدم آخر يتمثل في خلايا البيروفسكايت–سيليكون المزدوجة  (Perovskite–Silicon Tandem). ففي يناير، أعلنت الشركة عن تحقيق كفاءة تحويل بلغت 33.84% لهذا النوع من الخلايا المعتمدة على رقائق سيليكون من نوع n-type وقد تم اعتماد النتائج من معهد النظم الدقيقة وتكنولوجيا المعلومات الدقيقة في شنغهاي، التابع للأكاديمية الصينية للعلوم (CAS) ، كانت الشركة قد سجلت سابقاً كفاءة 33.24% لنفس تكوين الخلية، ما يؤكد أن هناك مجالاً إضافياً لرفع الكفاءة في هذا المسار، وربما الاقتراب أكثر من الحدود النظرية القصوى المتاحة للتراكيب المزدوجة.

خامساً: دلالات الإنجاز لصناعة الطاقة الكهروضوئية

يحمل هذا الرقم القياسي الجديد عدداً من الدلالات المهمة لصناع القرار والمستثمرين ومطوري المشاريع في قطاع الطاقة الشمسية:

1. خفض تكلفة الطاقة المنتجة : (LCOE) كفاءة أعلى تعني قدرة أكبر على إنتاج الطاقة من نفس المساحة، ما ينعكس على خفض التكلفة على مدى العمر التشغيلي للنظام، خصوصاً في المواقع ذات تكلفة الأراضي المرتفعة أو المساحات المحدودة.
2. توظيف أفضل للأراضي والبنية التحتية: عندما ترتفع كفاءة الخلايا، يمكن الوصول إلى نفس القدرة الاسمية باستخدام عدد أقل من الألواح أو مساحة أقل، ما يحسن من استخدام الأراضي في المشروعات واسعة النطاق ويقلل من بعض عناصر التكلفة غير المباشرة.
3. تسريع الانتقال إلى تقنيات n-type: النتائج المتتالية التي تحققها خلايا n-type TOPCon تسهم في تسريع التحول من تقنيات p-type التقليدية، سواء على مستوى خطوط الإنتاج أو على مستوى اعتماد هذه التقنيات في المناقصات والمشروعات طويلة الأجل.
4. رفع سقف التوقعات التقنية للمشروعات المستقبلية: مع اقتراب كفاءة TOPCon من 28% بالتوازي مع تقدم خلايا Tandem إلى ما فوق 33%، يصبح تصور محطات شمسية ذات كفاءة عالية وكثافة طاقة أكبر أمراً واقعياً من منظور التخطيط الاستراتيجي للمشروعات.
5. تعميق التكامل بين البحث والتطوير والتطبيق الصناعي: يشير مسار الإنجاز إلى دور الشراكات بين الشركات المصنعة والمؤسسات البحثية المستقلة في تقليص الفجوة بين التجارب المخبرية وتطبيقاتها على مستوى الإنتاج شبه التجاري.

 خاتمة

يعكس الرقم القياسي الذي حققته JinkoSolar في كفاءة خلايا TOPCon انتقالاً تدريجياً من مرحلة تحسينات هامشية إلى قفزات نوعية مدروسة في تصميم الخلايا وموادها وتقنيات تصنيعها. ومع المشروعات البحثية المتوازية في مجال الخلايا المزدوجة  Perovskite–Silicon، يتجه قطاع الطاقة الشمسية نحو حقبة جديدة من الكفاءة العالية والتكلفة التنافسية، ما يعزز دور الطاقة الكهروضوئية كأحد الأعمدة الرئيسة لتحولات الطاقة والاستدامة على مستوى العالم.

📚  المصدر:

يستند هذا العرض إلى تقرير نشرته منصة pv magazine  بعنوان:
JinkoSolar achieves world record efficiency of 27.79% for TOPCon solar cell، الصادر في 27 نوفمبر 2025، والمتاح عبر الرابط: https://www.pv-magazine.com/2025/11/27/jinkosolar-achieves-world-record-efficiency-of-27-79-for-topcon-solar-cell/