Действительно ли солнечные панели с тыльным контактом показывают лучшие результаты в условиях частичного затенения?

Солнечные элементы с задним контактом не просто перемещают контакты на заднюю сторону. Они также обладают встроенным электрическим свойством — мягким пробоем — которое позволяет отдельным затененным элементам перенаправлять ток вокруг себя до того, как потребуется активировать обходной диод модуля. Именно эта реакция на уровне отдельных элементов делает технологию BC по-настоящему уникальной, а не маркетинговый ход.

В прошлом месяце один покупатель задал нам простой вопрос: “Будут ли панели с задним контактом продолжать вырабатывать электроэнергию, когда моя крыша окажется в частичном затенении?” Это вполне резонный вопрос. Затенение — одна из самых дорогостоящих и наименее изученных проблем в проектировании солнечных электростанций. И технология с задним контактом (BC) заслужила репутацию решения этой проблемы.

Короткий ответ: да, панели BC, как правило, лучше справляются с частичным затенением, чем стандартные модули TOPCon или PERC. Но полный ответ полезнее краткого. Он объясняет, почему это происходит, насколько значительна реальная польза и в каких случаях технология BC все еще не может спасти плохо спроектированную систему.

В этом руководстве подробно рассматриваются физические принципы, данные независимых лабораторных исследований и практический контрольный список необходимых инструментов для инженеров и менеджеров проектов.

Почему маленькая тень приводит к значительной потере мощности

Представьте себе цепочку солнечных элементов, похожую на цепь ведер, по которым течет вода. Каждое ведро должно перемещаться на одинаковое расстояние, иначе вся цепь замедлится. Солнечные элементы работают точно так же, если их соединить последовательно.

Если одна ячейка попадает в тень, она не может пропускать тот же ток, что и её соседи. Вся цепочка переключается на выход самой слабой ячейки, независимо от того, насколько мала тень. Это базовое поведение последовательной цепи, и именно поэтому даже тень размером с птичий помёт может иметь значение.

Хуже того, затененная ячейка не просто перестает вырабатывать энергию. Она начинает ее поглощать. Окружающие ячейки отталкивают ток обратно через темную ячейку, и та быстро нагревается. Инженеры называют это «горячей точкой». Если не принять меры, горячие точки приводят к деградации защитного покрытия, растрескиванию паяных соединений, а в редких случаях — к возгоранию.

Для ограничения этого повреждения используются обходные диоды. Когда напряжение на затененном участке падает слишком низко, диод перенаправляет ток в обход всего этого участка. Подвох в том, что стандартный модуль обычно разделяется на три защищенных диодами участка. Один затененный участок может отключить целую треть панели, даже несмотря на то, что сама тень покрывает крошечную площадь.

Чем отличаются ячейки с обратным контактом?

В ячейках с задним контактом оба электрических контакта перемещаются на заднюю сторону ячейки. В конструкциях с передним контактом, таких как PERC и TOPCon, для сбора тока необходимы металлические шины, проходящие по передней поверхности. В ячейках с задним контактом эта сетка полностью отсутствует.

Это единственное изменение в конструкции создает два отдельных преимущества для затенения:

Больше полезной площади поверхности. Благодаря отсутствию передних шин, блокирующих солнечный свет, ячейки BC обладают более высокой базовой эффективностью. Даже частично затененный модуль BC часто вырабатывает больше энергии, чем полностью незатененная панель более старой конструкции, просто потому что незатененная часть работает интенсивнее.

Встроенный механизм плавного отключения. Зазор между положительным и отрицательным контактами на обратной стороне элемента BC очень короткий. При обратном смещении этот короткий зазор приводит к тому, что элемент переходит в состояние, которое инженеры называют “мягким пробоем”, при низком напряжении, обычно от двух до пяти вольт, по сравнению с примерно десятью-двадцатью вольтами в обычных элементах с лицевыми контактами. ^[8]. Проще говоря, сама ячейка начинает перенаправлять ток в обход затененной области еще до того, как потребуется активировать обходной диод на уровне модуля.

Производители описывают эту перенастройку на уровне ячеек под разными маркетинговыми названиями. Компания LONGi называет свою версию конструкцией “слабой проводимости” в своей платформе HPBC 2.0. Компания AIKO называет свой подход оптимизацией частичного затенения в своих модулях ABC. Основные физические принципы тесно связаны: ток находит путь вокруг темной ячейки, вместо того чтобы заставлять всю цепочку отключать определенный участок.

Оптимизаторы солнечной энергии для частично затененной крыши — Технология защиты от затенения модулей Aiko ABC

Что именно измеряли независимые лаборатории?

Сделать маркетинговые заявления легко. С данными независимых лабораторных исследований спорить сложнее. Три независимые организации — TÜV Rheinland, CPVT и TÜV Nord — опубликовали четыре набора сравнительных результатов между модулями BC и обычными модулями TOPCon в контролируемых условиях затенения.

Лаборатория / Сертификация	Модуль протестирован	Условие теста	Результат
TÜV Rheinland (октябрь 2025 г.)	LONGi HPBC 2.0 (Hi-MO X10) в сравнении с TOPCon	Идентичное частичное затенение, температура в самой горячей точке	Температура TOPCon достигла пика выше 160 °C; температура HPBC 2.0 оставалась около 100 °C, снизившись на 77 °C. ^[1]
TÜV Rheinland (июнь 2025 г.)	LONGi Hi-MO X10	Точечная классификация затенения	Рейтинг A+ за защиту от затенения.
CPVT, Китай (сентябрь 2025 г.)	LONGi Hi-MO X10 против TOPCon	Отдельная ячейка, затененная на 50 процентов.	Потеря мощности составила 10,15% против 36,48% у TOPCon. ^[2]
TÜV Rheinland 2 PfG 2926/01.23	AIKO Neostar 475 Вт	Три стандартные маски теней (длинная сторона, короткая сторона, отдельная ячейка).	Сертификат класса А, дополнительные потери мощности не более пяти процентов ^[3]
TÜV Nord	AIKO ABC против TOPCon	Одноячеечная полностью затененная клетка	Увеличение производительности модуля ABC до 30 процентов. ^[4]

Полученные результаты объединяет одна заслуживающая внимания закономерность. Преимущество наиболее отчетливо проявляется при легком локальном затенении: птичий помет, отдельный лист, тень от небольшого вентиляционного отверстия. Это также наиболее распространенный сценарий затенения в реальных условиях на крышах коммерческих и жилых зданий, гораздо более распространенный, чем тень от дымохода или дерева, отбрасывающая треть солнечной батареи.

Честное предостережение, которое должен знать каждый покупатель.

Вот в чем заключается разница между тщательной технической оценкой и рекламной презентацией. Не существует единого стандарта IEC, который бы однозначно подтверждал, что “все задние контактные панели превосходят другие по характеристикам при частичном затенении”.

Соответствующие стандарты, включая IEC 61215-2 MQT09, обеспечивают устойчивость к перегреву. ^[6] и IEC 61730-2 для обеспечения безопасности при обратном смещении. ^[7], Они проверяют надежность и безопасность. Они не ранжируют выработку энергии между различными технологиями ячеек. Отдельный стандарт, IEC TS 63140, рассматривает устойчивость к частичному затенению, но он был разработан в первую очередь для монолитно интегрированных тонкопленочных модулей, а не для кристаллических кремниевых панелей, которые чаще всего выбирают коммерческие покупатели. ^[5].

Указанные выше сертификаты — рейтинг A+ и класс A от TÜV Rheinland, а также сертификат Three-Proof от CPVT — являются реальными, независимо подтвержденными и значимыми. Однако они относятся к конкретным семействам модулей, протестированных в сравнении с конкретными конкурентами при конкретных условиях затенения. Это не универсальное отраслевое правило, утверждающее, что каждая панель BC превосходит каждую панель TOPCon при любых условиях затенения.

Для отделов закупок это различие имеет значение. Когда поставщик заявляет о превосходстве в затенении, следует спросить, какая лаборатория проводила тест, какой конкурирующий модуль использовался в качестве эталона и какой рисунок затенения был применен. Нечеткое упоминание “технологии BC” без указания конкретного отчета о тестировании требует дополнительного вопроса.

В этом отношении полезное уточнение обеспечивает проведенное в 2025 году рецензируемое исследование, выполненное Государственной ключевой лабораторией фотоэлектрической науки и технологий компании Trinasolar и Наньчанским университетом. ^[9]. Исследователи смоделировали модули BC и TOPCon при трех стандартизированных схемах затенения — затенение одной ячейки, короткого края и длинного края — и обнаружили, что модули BC превосходят TOPCon только тогда, когда затенено менее трех ячеек в подстроке. За этим порогом обе технологии дают статистически идентичный результат, поскольку обе в конечном итоге используют одну и ту же логику обходного диода, как только затенение становится достаточно большим. Этот вывод согласуется с приведенными выше данными сертификации: задокументированное преимущество BC реально, но оно проявляется в зоне малого затенения, а не во всех сценариях затенения.

Не уверены, какой сертификат подходит для профиля затенения вашего проекта? Обратитесь к инженерной команде Couleenergy. для отчета о тестировании любого модуля, который вы оцениваете.

Подтехнологии BC не все идентичны.

Технологии	Механизм затенения	Наилучший документально подтвержденный результат
IBC (межпальцевый задний контакт)	Мягкое обратное разрушение на клеточном уровне, разработанное для устойчивости к затенению.	Улучшенная выходная мощность и сниженное обратное напряжение по результатам рецензируемых испытаний на уровне ячеек, однако для больших затененных участков по-прежнему требуются обходные диоды. ^[8]
HPBC 2.0 (LONGi)	Конструкция для шунтирования слабых токов проводимости	Температура в самой горячей точке на 77°C ниже; потери мощности составляют 10,15% против 36,48% при 50-процентном затенении одной ячейки, согласно CPVT.
ABC (AIKO)	Низкое напряжение обратного пробоя, присущее геометрии задних контактов с чередующимися контактами; контролируемый мягкий пробой пассивно перенаправляет ток на уровне ячейки — отдельная электроника не требуется.	По данным TÜV Nord, выходная мощность при использовании одной полностью затененной ячейки увеличивается до 30 процентов; сертификат TÜV Rheinland класса A.

Каждая из конструкций решает одну и ту же основополагающую физическую проблему, используя различный инженерный подход. Ни одна из них не устраняет потери от затенения. Они уменьшают потери и снижают риск возгорания, связанный с образованием локальных очагов возгорания.

Что важнее, чем одни лишь клеточные технологии?

Поставщики редко акцентируют внимание на этом аспекте, поскольку это смещает разговор с ячейки на систему. В реальных условиях эксплуатации, когда речь идет о качестве затенения, ряд других факторов обычно перевешивают выбор между BC и TOPCon.

Конфигурация обходного диода. Модуль, разделённый на большее количество более мелких секций с диодной защитой, теряет меньше энергии на затенённую ячейку, чем модуль с меньшим количеством более крупных секций.
Схема расположения ячеек с частичным или частичным разрезом. Меньшие по размеру сегменты клеток сужают область, на которую влияет любое отдельное событие обхода.
Конструкция струн и параллельное подключение. Распределение световых нитей по разным плоскостям крыши уменьшает вероятность того, что один источник тени повлияет на всю линию целиком.
Силовая электроника на уровне модулей. Оптимизаторы и микроинверторы позволяют каждой панели работать на своей точке максимальной мощности, независимо от соседних панелей, находящихся в тени. Это единственное изменение часто приводит к большему улучшению защиты от затенения, чем технология переключения ячеек.
Ориентация и наклон массива. Анализ затенения на конкретном участке на этапе проектирования позволяет выявить проблемы, которые невозможно устранить с помощью существующих сотовых технологий после установки.

Наша рекомендация для инженеров, проектирующих системы на частично затененных участках: рассматривайте технологию BC как существенное базовое улучшение, затем добавьте интеллектуальную конструкцию гирлянд и, в случае сильного или непредсказуемого затенения, электронику на уровне модулей. Такое сочетание неизменно превосходит любой из подходов по отдельности.

Контрольный список для покупателя по оценке заявлений о затенении

✅	Запрашивайте конкретное название лаборатории и протокол анализа, а не общие рекламные заявления.
✅	Уточните, какой конкурирующий модуль использовался в качестве эталонного.
✅	Проверьте, соответствует ли рисунок тени реальным условиям вашего участка (отдельная ячейка, краевая полоса или большая площадь).
✅	Проверьте количество шунтирующих диодов и схему расположения элементов в техническом описании.
✅	Уточните, учитывают ли данные о деградации многократные температурные циклы, вызванные затенением, а не только первоначальные параметры работы.
✅	Для участков с сильным или непредсказуемым затенением запросите коммерческое предложение, включающее в себя комплектацию модуля оптимизатором или микроинвертором.

Где проекты BIPV и VIPV приносят наибольшую пользу

В проектах по установке солнечных батарей, интегрированных в здания и транспортные средства, редко удается получить чистую, свободную от теней поверхность. Парапеты, вентиляционные отверстия, антенны и конструктивные элементы создают предсказуемое частичное затенение. Именно в таких ситуациях допуск на затенение на уровне ячеек, обеспечиваемый технологией BC, дает наиболее очевидную практическую выгоду, поскольку тени, как правило, небольшие, локализованные и повторяющиеся, а не большие и всеобъемлющие.

Для фасадных установок и изогнутых или встроенных солнечных поверхностей наиболее надежная реальная производительность достигается за счет сочетания ячеек BC с тщательной сегментацией цепочки. Именно по этой причине линейки продукции Couleenergy для OEM-производителей и BIPV-систем построены на основе этого сочетания.

Часто задаваемые вопросы

Нужны ли по-прежнему обходные диоды для панелей BC?

Да. Плавный пробой на уровне ячеек снижает частоту срабатывания диодов и потери мощности при этом, но диоды остаются необходимым элементом безопасности для больших затененных площадей.

Будет ли солнечная панель BC нормально работать в полной тени?

Никакая технология не может обеспечить значимую выработку энергии от полностью затененного модуля. Устойчивость к затенению повышает производительность при частичном, а не при полном затенении.

HPBC 2.0 — это то же самое, что и ABC?

Нет. Это отдельные архитектуры ячеек от разных производителей, LONGi и AIKO соответственно, каждая со своей запатентованной конструкцией, снижающей затенение, и независимой сертификацией.

Стоит ли мне по-прежнему использовать оптимизаторы с панелями BC на затененной крыше?

Да, для участков со значительным количеством деревьев или непредсказуемым затенением. Технология BC и силовая электроника на уровне модулей решают разные части одной и той же проблемы и хорошо работают вместе.

Актуальны ли эти тесты затенения для OEM-модулей и модулей нестандартных форматов?

Основные физические принципы работы ячеек применимы и к пользовательским, и к встроенным форматам, однако результаты на уровне модуля зависят от конкретной схемы ламинирования, проводки и расположения диодов, используемых в данном изделии. Всегда запрашивайте у поставщика данные тестирования, специфичные для конкретного формата.

Ключевые выводы

•	Ячейки с тыльным контактом уменьшают потери на затенение за счет встроенного механизма мягкого пробоя, а не просто за счет перемещения контактов на заднюю сторону.
•	Независимые лаборатории, в том числе TÜV Rheinland, TÜV Nord и CPVT, опубликовали сравнительные данные, демонстрирующие значительные улучшения по сравнению с TOPCon в условиях частичного затенения.
•	Ни один стандарт IEC не сертифицирует технологию BC как универсально превосходящую другие; в заявлениях всегда следует ссылаться на конкретный модуль тестирования и сравнения. Независимые академические исследования показывают, что практическое преимущество BC заключается в наличии менее трех затененных ячеек на подстроку.
•	Конструкция байпасных диодов, компоновка цепей и электроника на уровне модулей зачастую имеют такое же значение для реальных показателей затенения, как и технология ячеек.
•	Проекты BIPV, VIPV и проекты на крышах с неизбежным частичным затенением получают наибольшую выгоду от сочетания фотоэлектрических элементов с продуманным системным проектированием.

Сноски

[1]	В ходе сравнительного теста на затенение, проведенного компанией TÜV Rheinland, было зафиксировано снижение пиковой температуры в самой горячей точке на 77 °C для LONGi HPBC 2.0 (Hi-MO X10) по сравнению с TOPCon в идентичных условиях. eu.longi.com
[2]	Китайский Национальный центр надзора и инспекции качества солнечной фотоэлектрической продукции (CPVT) измерил потери мощности при 50-процентном затенении отдельных ячеек. longi.com
[3]	Сертификат TÜV Rheinland класса A по частичному затенению (стандарт 2 PfG 2926/01.23), подтверждающий, что прожектор AIKO Neostar 475 Вт теряет не более 5 процентов дополнительной мощности при использовании трех стандартных теневых масок. aikosolar.com
[4]	Результаты испытаний TÜV Nord, приведенные AIKO и SolarLab AIKO Europe, для условий полного затенения одной ячейки. electronicspecifier.com
[5]	Официальное заявление об области применения стандарта IEC TS 63140:2021, подтверждающее, что стандарт распространяется на монолитно интегрированные модули и исключает модули, образованные взаимосвязанными отдельными ячейками. webstore.iec.ch
[6]	IEC 61215-2:2021 — официальный стандарт по квалификации конструкции и процедурам испытаний наземных фотоэлектрических модулей, включая испытание на долговечность в условиях перегрева (MQT 09). webstore.iec.ch
[7]	IEC 61730-2:2023 (ред. 3.0) — действующий официальный стандарт испытаний на безопасность фотоэлектрических модулей, охватывающий требования к испытаниям на поражение электрическим током, пожарную опасность и образование зон перегрева, связанных с обратным смещением. Заменяет редакцию 2016 года. webstore.iec.ch
[8]	Чу, Х. и др., “Поведение при мягком пробое кремниевых солнечных элементов с чередующимися тыльными контактами”, рецензированная статья на SiliconPV 2015, Energy Procedia 77 (2015): 29–35. Подтверждает напряжение пробоя ячеек с тыльными контактами примерно 2–5 В по сравнению с 10–20 В для обычных ячеек с передними контактами. sciencedirect.com
[9]	Государственная ключевая лаборатория фотоэлектрической науки и технологий Trinasolar и Наньчанский университет, “Анализ выходной мощности фотоэлектрического модуля с задним контактом в условиях реального затенения поля: сравнение с фотоэлектрическим модулем TOPCon”, Solar Energy (2025). Исследование на основе моделирования; обнаружено, что модули с задним контактом превосходят TOPCon только тогда, когда затенено менее трех ячеек в подцепочке, как сообщается в журнале pv magazine. pv-magazine.com

Планируете использовать модули для участка с частичным затенением, фасада с интегрированными в здание фотоэлектрическими системами или в нестандартном формате OEM? Инженерная команда Couleenergy поможет вам разобраться в профиле затенения, требованиях к сертификации и вариантах конфигурации модулей.

Электронная почта: info@couleenergy.com Звоните +1 737 702 0119