# Duel de performance en faible luminosité : TOPCon, BC

> Une comparaison basée sur les données des performances en faible luminosité des cellules solaires TOPCon, BC et HJT, examinant la physique de la résistance shunt et de la recombinaison

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- ** 2026-06-24
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## Duel de performance en faible luminosité : TOPCon, BC

**Réponse rapide :** Les performances en faible éclairement sont ce qui détermine la production réelle d'un module, car la plupart des heures d'installation ne se font pas à 1000 W/m2. Dans une comparaison entre TOPCon, BC et architectures comparables, la différence entre types de cellules se manifeste en pourcentage de production à faible irradiance : dans des conditions d'environ 100 W/m2, une architecture a mesuré environ 4,38 % de production relative contre 2,33 % pour une autre. Cet écart est plus petit qu'une différence de puissance nominale et plus grand qu'il n'y paraît, car il s'applique à chaque heure de faible éclairement de l'année. Le mécanisme est la résistance shunt et la recombinaison à faible concentration de porteurs — une cellule avec plus de recombinaison perd proportionnellement plus lorsque la lumière est faible. C'est pourquoi un module qui gagne en puissance nominale dans des conditions de test standard peut perdre en rendement annuel dans une région avec brume, nuages ou production en début de matinée et en fin d'après-midi.

Fabrication de modules PV · par Jerry, Ooitech

## Introduction

> La puissance nominale est une valeur de référence ; la réponse en faible luminosité est la performance réelle. Dans la plupart des régions du monde, l'irradiance reste inférieure à 1000 W/m² pendant plus de 90 % du temps. Seules deux ou trois heures autour du midi solaire se rapprochent des conditions STC. Lever du soleil, coucher du soleil, ciel couvert, pluie—les cellules passent la majeure partie de leur vie active sous une faible luminosité. Un rendement nominal élevé ne garantit pas une production réelle élevée. Aujourd'hui, nous analysons la réponse en faible luminosité : qui gagne sur le plan physique, qui se montre plus fort sur le terrain, et comment évaluer la qualité en faible luminosité d'une cellule directement sur la ligne de production.

## La physique de la réponse en faible luminosité : qui fuit et se recombine le moins

D'après le circuit équivalent à diode, la cause fondamentale de la baisse de rendement en faible luminosité est simple : **le courant photogénéré diminue, mais les fuites et la recombinaison ne diminuent pas proportionnellement, donc leur part relative augmente.**

### Le facteur le plus critique : la résistance shunt Rsh

En faible luminosité, le courant photogénéré chute fortement, mais le courant de fuite reste à peu près constant (il dépend de la tension et de Rsh). Une part plus importante de courant de fuite fait baisser la Voc, ce qui entraîne la FF, ce qui réduit le rendement.

**Plus la Rsh est élevée (plus la fuite est faible), meilleure est la réponse en faible luminosité. C'est le facteur physique fondamental.**

| Type de cellule | Caractéristiques de Rsh | Performance en faible luminosité |
| --- | --- | --- |
| HJT | Couche de passivation i-a-Si:H avec une excellente isolation, une recombinaison d'interface extrêmement faible | Meilleure |
| TOPCon | Pôles positif et négatif répartis sur l'avant et l'arrière, peu de zones d'isolation des bords, chemins de fuite contrôlables | Bonne |
| BC | Structure interdigitée arrière, nombreuses tranchées d'isolation P⁺/N⁺, risque accru de fuite sur les bords | Plus faible |

### Facteur secondaire : facteur d'idéalité n

Le facteur d'idéalité reflète le mécanisme de recombinaison : n=1 pour un courant de diffusion idéal, n=2 lorsque la recombinaison dans la zone de déplétion domine. Plus n est grand, plus la perte par recombinaison est importante sous faible luminosité. La structure de contact passivé de TOPCon donne n≈1,1-1,2, la jonction PN interdigitée arrière de BC a plus de canaux de recombinaison d'interface avec n≈1,2-1,4, et la passivation au silicium amorphe de HJT excelle avec n≈1,0-1,1.

### La résistance série Rs importe moins ici. La perte de puissance à travers Rs est I²R ; sous faible luminosité, le courant est faible, donc son impact relatif diminue.

## Pourquoi BC est plus faible sous faible luminosité : une raison structurelle

BC place les électrodes positive et négative à l'arrière, nécessitant de nombreuses tranchées d'isolation entre les régions P⁺ et N⁺ pour obtenir une séparation électrique. Ces tranchées posent deux problèmes :

- **Risque de fuite en bordure**: La gravure des tranchées peut endommager le substrat de silicium et former des chemins de fuite. Une seule surface arrière de BC contient des centaines de tranchées d'isolation, chacune étant un chemin de fuite potentiel.
- **Recombinaison d'interface**: La zone d'interface P⁺/N⁺ de la structure interdigitée arrière devient plus grande, ajoutant des centres de recombinaison et poussant le facteur d'idéalité n plus haut.

**C'est un défi structurel inhérent, pas une question de « qui l'a mal fait ».** L'optimisation du processus (contrôle de la morphologie des tranchées, amélioration des couches de passivation) peut aider, mais la structure place BC dans une position de désavantage naturel sur ce point.

La raison pour laquelle HJT performe le mieux sous faible luminosité est l'inverse : la couche de passivation en silicium amorphe intrinsèque i-a-Si:H offre une passivation de surface exceptionnelle, une faible densité d'états d'interface, la Rsh la plus élevée et le plus petit facteur d'idéalité.

## Preuve sur le terrain : TOPCon bat BC en production par watt sous faible luminosité

Les données de terrain de plusieurs instituts de test indiquent une direction cohérente :

| Institut de test | Emplacement | Scénario | Gain TOPCon vs BC sous faible luminosité |
| --- | --- | --- | --- |
| CPVT | Yinchuan, Ningxia | Périodes de faible luminosité matin/soir | Nuageux +3,89%, ensoleillé +2,33% |
| CPVT | Yinchuan, Ningxia | Irradiance extrêmement faible (0-100 W/m²) | +4.38% |
| TÜV Nord | Kagoshima, Japon | <400 W/m² | +10.79% |
| TÜV Rheinland | Chengdu | 90% de jours couverts/pluvieux | +2,37%, pic matin/soir +7,18% |
| CGC | Hainan | 127 jours dont 76 jours de pluie | +7.83% |
| State Grid | Zhangbei | 200 W/m² | +2.6% |

**Dans des conditions de faible luminosité, la production par watt de TOPCon dépasse celle de BC, et plus l'irradiance est faible, plus l'écart se creuse.**

Mais la variation au sein d'une même technologie est également importante. Les tests comparatifs multi-fournisseurs du Carbon Search Evaluation Lab montrent que les produits BC perdent **2,78% à 6,57%** à 200 W/m² de faible irradiance, tandis que TOPCon varie de **2,14% à 4,72%**. **L'écart entre les « meilleurs produits » des trois technologies est plus petit que l'écart entre « bons produits vs. mauvais produits » au sein d'une même voie.**

Conclusion pour la production : **lors du choix, le niveau de processus d'un fabricant compte autant que le choix de la technologie.**

## Ne Confondez Pas le Coefficient de Température Avec la Réponse en Faible Luminosité

Le coefficient de température et la réponse en faible luminosité sont deux paramètres indépendants, mais ils sont facilement confondus.

| Paramètre | Scénario pertinent | HJT | TOPCon | BC |
| --- | --- | --- | --- | --- |
| Coefficient de température | Scénarios à haute température (module >50°C) | -0.24%/℃ | -0.29%/℃ | -0.26%/℃ |
| Réponse en faible luminosité | Scénarios à faible irradiance (<400 W/m²) | Meilleure | Bonne | Plus faible |

Lors d'une chaude journée d'été couverte, la température élevée et la faible luminosité se cumulent, et HJT est en tête sur les deux, ce qui accentue son avantage. Lors d'une froide journée d'hiver couverte, la basse température réduit l'influence du coefficient de température, et la réponse en faible luminosité prend le dessus. **N'utilisez pas le coefficient de température pour expliquer les performances en faible luminosité, et ne déduisez pas le coefficient de température à partir des performances en faible luminosité—ce sont deux grandeurs physiques distinctes.**

L'optimisation en faible luminosité et la résistance aux UVID ne sont pas non plus intrinsèquement physiquement mutuellement exclusives. La faible luminosité dépend des mécanismes de perte électrique (Rsh, n), tandis que les UVID dépendent de la stabilité du matériau (liaisons chimiques de la couche de passivation, [encapsulant](https://www.ooitech.com/EVA-POE-EPE-Encapsulant-Film-for-Solar-Panel-Manufacturing-Complete-Technical-Guide.html) film). Les deux peuvent être améliorés séparément grâce à une optimisation indépendante.

## Comment évaluer la qualité en faible luminosité d'une cellule sur la ligne de production

**L'indicateur le plus direct : la résistance shunt Rsh.**

Lors des tests I-V, plus la Rsh d'une cellule est élevée, plus elle est susceptible de bien performer en faible luminosité. Si un lot présente une large distribution de Rsh avec une forte proportion de cellules à faible Rsh, la production en faible luminosité en souffrira certainement.

**Note spéciale pour les lignes BC**: les cellules présentant des points lumineux anormaux dans les régions de tranchées d'isolation sur les images EL sont susceptibles d'avoir une faible Rsh. Cela correspond à la « fuite de bord de tranchée » mentionnée précédemment—un problème auquel la structure est naturellement sujette.

**Lignes TOPCon**: une Rsh supérieure à 1000 Ω·cm² est généralement normale ; en dessous de 500, il faut enquêter sur l'isolation des bords ou les trous d'épingle dans la couche de passivation. Les cellules avec un excellent comportement en faible luminosité présentent généralement une Rsh supérieure à 3000.

**Lignes HJT**: la Rsh est naturellement élevée, et au-dessus de 5000 est courant. Mais une faible Rsh sur une cellule HJT signifie généralement que quelque chose a mal tourné à l'interface TCO et a-Si:H.

## Résumé

> Le bilan physique de la réponse en faible luminosité : HJT est le meilleur, TOPCon est bon, BC fait face à des défis structurels. Le bilan sur le terrain : en faible luminosité, la production par watt de TOPCon dépasse réellement celle de BC, et plus l'irradiance est faible, plus l'écart se creuse. Mais ne jugez pas uniquement par la voie technologique—l'écart entre les bons et les mauvais produits sur la même voie est encore plus grand que l'écart entre les voies.

**Sources de données**: test de terrain CPVT Yinchuan (2025), test de terrain TÜV Nord Kagoshima, test de terrain TÜV Rheinland Chengdu, test de terrain CGC Hainan, test de terrain State Grid Zhangbei, test comparatif multi-fournisseurs du Carbon Search Evaluation Lab (2025).

**Point de vue d'Ooitech**: la production réelle en faible luminosité, et non l'efficacité nominale, est la véritable mesure d'une cellule solaire, et la résistance shunt est le facteur unique qui la détermine le plus.

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