Wprowadzenie produktu

"Czy TOPCon naprawdę może wycisnąć kolejne 0,5%? Granica Augera już praktycznie przed nami."

To zdanie z pokoju socjalnego w zasadzie podsumowuje wspólny niepokój wszystkich prowadzących linię n-TOPCon w ciągu ostatnich dwóch lat. Pełnowymiarowe ogniwa M10, wydajność produkcji masowej utknęła gdzieś między 25,5% a 26%, a każdy dodatkowy 0,1% oznacza walkę z rekombinacją, kontaktem i pastą srebrną. Następnie Jinko, wraz z Ningbo Institute of Materials, publikuje ten artykuł w Nature Energy i podnosi certyfikowaną wydajność przemysłowych M10 TOPCon bezpośrednio do 26,66%, a przy okazji zwiększa bifacjalność do 88,3%. Wersja jednym zdaniem: napraw obie strony elektryczne jednocześnie, zamiast gonić tylko za pasywacją lub tylko za liniami siatki.

Yang, Z. et al. Dual-side electrical refinement enables efficient industrial tunnel oxide passivating contact silicon solar cells. Nat. Energy 11, 699-709 (2026). doi:10.1038/s41560-026-01982-2

26,66%, Skąd wziął się ten nowy krok

„Wiadomości o wydajności” TOPCon z ostatniego roku są już szczerze mówiąc trochę męczące. 26,1%, 26,35%, głównie selektywna modyfikacja laserowa lub drobne poprawki emitera borowego. Tym razem linia Jinko tnie po obu stronach jednocześnie:

• Powierzchnia przednia: emiter borowy o wysokiej rezystancji warstwy plus optymalizacja wzoru linii siatki, zmniejszające rekombinację i straty transportowe.

• Powierzchnia tylna: podwójna struktura polikrzem/SiOx, blokująca dyfuzję srebra, wewnętrzna warstwa o wysokiej krystaliczności, niska nieaktywna zawartość fosforu w podłożu oraz lokalne pocienienie.

• Platforma certyfikacyjna: przemysłowe pełnowymiarowe ogniwa M10, a nie laboratoryjne próbki.

Ta 88,3% bifacjalność jest w rzeczywistości bardziej rzucająca się w oczy niż absolutna wydajność w świecie n-TOPCon, a wyjaśnię dlaczego później.

Powierzchnia przednia: Emiter borowy o wysokiej rezystancji warstwy, odważ się go zastosować

Stara sprzeczność przedniej powierzchni i-TOPCon: dyfuzja boru zbyt silna, a Auger plus rekombinacja koncentracyjna eksplodują; zbyt słaba, a rezystancja poprzeczna emitera rośnie, prąd pod cienkimi palcami nie może być zbierany, i wracasz do wymuszania kontaktu za pomocą LECO.

Co robi ten artykuł (patrz seria rysunków 2):

• Aktywnie zwiększaj rezystancję warstwy emitera borowego, gdy jakość pasywacji jest odpowiednia i niebieska odpowiedź jest utrzymana.

• Przeprojektuj wzór szyn zbiorczych/palców, aby straty transportu poprzecznego zostały zniwelowane na etapie siatki.

• Po stronie metalizacji zastosuj podejście typu nano-ogrzewania Joule'a (podstawy tej samej grupy w Zhou et al., Small 2025 są w referencjach), aby obniżyć rezystancję kontaktu Ag-Si.

Porównanie IQE/PL z rysunku 2 pokazuje to: gęstość prądu rekombinacji powierzchniowej j0 grupy z emiterem o wysokiej rezystancji wyraźnie spada, a współczynnik wypełnienia nie załamuje się, co oznacza, że optymalizacja siatki i lokalnego kontaktu rzeczywiście naprawiła stronę transportową.

Reakcja inżyniera linii: największą pułapką z emiterem borowym o wysokiej rezystancji nie jest wydajność elektryczna, ale okno wypalania przez pastę i kompatybilność z procesem LECO. To zespół z własnej linii Jinko (autorzy tacy jak Mao Jie i Wang Zhao pochodzą z Haining Jinko), co oznacza, że ta kombinacja dyfuzji boru i siatki najprawdopodobniej przeszła już swoje DOE na linii M10, to nie jest czysto laboratoryjna receptura.

Powierzchnia tylna: Podwójny polikrzem to prawdziwy ciężar

Sekcja tylnej powierzchni jest najbardziej inżynierską częścią całego artykułu (rysunki 3 i 4).

Każdy zna pułapki, w które wpadła tradycyjna struktura n+-poly / SiOx:

• Podczas wypalania pasty srebrnej, Ag wwierca się w podłoże wzdłuż granic ziaren, indukując stany międzyfazowe, a degradacja świetlna i ciemna rosną razem.

• Warstwa polikrzemu zbyt gruba, a pasożytnicza absorpcja na tylnej stronie zjada bifacjalność; zbyt cienka, a pasywacja i kontakt nie mogą pozostać stabilne.

Poprawka polega na zastosowaniu dwuwarstwowego tlenku tunelowego poli-Si od strony tylnej (Rysunek 3 TEM uwidacznia różnicę w krystaliczności i rozkładzie domieszek między dwiema warstwami):

• Warstwa zewnętrzna jest „defensywna”: blokuje dyfuzję srebra, chroniąc pasywację interfejsu przed zniszczeniem przez metalizację.

• Warstwa wewnętrzna jest „ofensywna”: wysoka krystaliczność plus stłumione nieaktywne stężenie P po stronie podłoża, co poprawia jakość pasywacji (dane iVoc i j0 na Rysunku 4 to potwierdzają).

• Lokalnie pocieniona warstwa poli (prawdopodobnie LCO lub obszary otwarte laserowo): wzrasta transmisja od tyłu, bifacjalność osiąga 88,3%.

Na krzywych porównawczych Rysunku 4 grupa z podwójnym poli w stosunku do bazowego pojedynczego poli:

• Voc pozostaje bez zmian (dzięki warstwie wewnętrznej o wysokiej krystaliczności i niskiej zawartości nieaktywnego fosforu).

• FF nie jest poświęcany (dyfuzja srebra jest zatrzymywana przez warstwę zewnętrzną, rezystywność kontaktowa nie wzrasta).

• Bifacjalność wzrasta z konwencjonalnych ~80% dla TOPCon do 88,3%, co ma większe znaczenie dla kosztu BOS niż 0,3% na karcie sprawności.

Zastosowanie produktu

Porzuć odruch „Nature paper, musi być drogie”. Dla każdego, kto faktycznie prowadzi linię n-TOPCon, są tu trzy rzeczy, które można w zasadzie skopiować wprost:

• Przestań trzymać się starego menu 80-100 omów/kwadrat dla emitera borowego. Zwiększ go, przelicz linie siatki, dostosuj okno LECO, a 0,2-0,3% abs na przedniej powierzchni jest realne do zdobycia.

• Zmień tylne poli z pojedynczej warstwy na podwójną. Warstwa zewnętrzna niekoniecznie jest droga, to tylko jedna dodatkowa warstwa CVD, ale dyfuzja srebra jako ukryty tryb awarii to realne pieniądze w ciągu 25-letniego okresu użytkowania modułu bifacjalnego.

• Wymień lokalne pocienienie poli na bifacjalność. To lepsza opcja niż tylko optymalizacja szkła i kapsulantu. 88% bifacjalności z trackerem, a matematyka kosztu kWh na końcu elektrowni mówi sama za siebie.

Oczywiście są pułapki: budżet termiczny dwuwarstwowego poli, wydajność i jednorodność lokalnego pocieniania laserowego oraz skala modernizacji w porównaniu z istniejącą linią inline. Artykuł ich nie wymienia, ale Jinko odważyło się opublikować certyfikowaną sprawność, co oznacza, że przynajmniej linia pilotażowa M10 działa już płynnie.

Pytanie otwarte: w ramach obecnego budżetu termicznego TOPCon wynoszącego 1300+ wysokotemperaturowej dyfuzji boru plus LECO, czy należy nałożyć na to kolejną warstwę modyfikującą selektywną laserowo (jak w przypadku ścieżki UV-ps w artykule Wang Q z 26,35%)? Czy też tylne podwójne poly już wyczerpało trójkąt kompromisu pasywacja-kontakt-dwustronność do granic możliwości, co oznacza, że następnym krokiem powinno być przejście na strukturę BC zamiast dalszego wyciskania TOPCon?

Opinia Ooitech

Co jest tutaj cicho interesujące, to fakt, że obie te dźwignie, emiter borowy o wysokiej rezystancji warstwy i tylne podwójne poly, działają prawie wyłącznie po stronie ogniwa, a jednak efekt pojawia się na poziomie modułu poprzez tę 88,3% dwustronność. Na linii modułów wyższa dwustronność zmienia sposób myślenia o układzie, wyborze backsheetu lub szkła oraz naciągu stringera dla cieńszych, bardziej kruchych ogniw, więc okno procesowe po stronie modułu musi się z tym przesuwać. Jako producenci modułów pod klucz pracujący w różnych formatach od M10 po shingled i TOPCon, uważnie obserwujemy te zmiany na poziomie ogniwa, ponieważ wyznaczają one tempo tego, co linia downstream musi obsłużyć. Jeśli chcesz zobaczyć, jak faktycznie działa nowoczesna linia produkcyjna modułów, kanał Ooitech na YouTube pod adresem www.youtube.com/ooitech jest wart subskrypcji.