# Ogniwa TOPCon w warunkach wilgotnego ciepła: dlaczego > Szczegółowe spojrzenie na to, dlaczego stos pasywacji tylnej strony ogniw słonecznych TOPCon degraduje się szybciej w warunkach wilgotnego ciepła i zanieczyszczenia solą sodową ![Ogniwa TOPCon w warunkach wilgotnego ciepła: dlaczego](https://cdn.ooitech.com/static/upload/image/20260717/f468075ae4a8855289bdec6f476ac39b.webp) - ** 2026-07-17 - ** 293 wyświetleń - ** [Blog](./Blog.html) ## Ogniwa TOPCon w warunkach wilgotnego ciepła: dlaczego **Krótka odpowiedź:** TOPCon zdobył większość rynku wysokowydajnego krzemu krystalicznego, a otwartym pytaniem nie jest już wydajność, lecz to, jak ogniwo zachowuje się po latach pracy w terenie w warunkach wilgotnego ciepła. Standardowy test przyspieszony przebiega w 85 °C i 85% wilgotności względnej — DH85 — który został zaprojektowany tak, aby wnikać wilgocią do enkapsulantu i stosu ogniwa szybciej, niż miałyby to miejsce w warunkach terenowych. Struktura warstwowa ma tu znaczenie: tlenek tunelowy o grubości około 10 nm pod domieszkowaną warstwą polikrzemu jest wystarczająco cienki, że o niezawodności decyduje chemia międzyfazowa, a nie materiał objętościowy. Temperatury laminowania bliskie 150 °C oraz własna przepuszczalność wilgoci przez enkapsulant wpływają na tę samą ścieżkę awarii. Narzędzia charakteryzujące klasy QL200 są używane do śledzenia, co ekspozycja na wilgotne ciepło robi z pasywacją, a nie tylko tego, czy moc spadła. Produkcja modułów PV · autor: Jerry, Ooitech ## Wprowadzenie [TOPCon](https://www.ooitech.com/what-is-topcon-solar-cell-a-complete-guide-to-tunnel-oxide-passivated-contact-technology.html) przejął większość rynku wysokowydajnych krzemowych ogniw monokrystalicznych (c-Si), ale długoterminowa niezawodność w warunkach polowych wciąż jest trudna do przewidzenia. Jeden słaby punkt stale się pojawia w badaniach nad wilgotnym ciepłem: tylny stos pasywacyjny. Niedawne badanie (Tong i in., Sol. Energy Mater. Sol. Cells, DOI: 10.1016/j.solmat.2024.113188) ustaliło, co faktycznie idzie nie tak, gdy sole sodu osadzają się na powierzchni ogniwa i pozostają w warunkach 85°C/85% RH. W skrócie — tylna warstwa SiNₓ jest słabym punktem, a cienka warstwa AlOₓ osadzana metodą ALD naprawia większość problemu. ### Najważniejsze wnioski na wstępie - Tylna warstwa SiNₓ jest słabym punktem w wilgotnym cieple. Octan sodu (CH₃COONa) obniżył tylne napięcie obwodu otwartego (Voc) o 5,8% i zwiększył rezystancję szeregową (Rₛ) o 450%. - Sole sodowe przyspieszają utlenianie powierzchni i utratę azotu. XPS wykazał skok tylnego stosunku atomowego Si/N z 1,3 do 23, a O/N z 1,6 do 53. - Bariera 10nm ALD Al₂O₃ zrobiła ogromną różnicę — utrata PCE przy zanieczyszczeniu CH₃COONa spadła z 16% do zaledwie 0,4%. - Przednia pasywacja jest znacznie odporniejsza. Wielowarstwa AlOₓ/SiOᵧNᵣ blokuje dyfuzję sodu, więc zanieczyszczenie tam kosztowało tylko 0,87% PCE. - Dwa zanieczyszczenia działają różnie: octan sodu atakuje kontakt metalowy, podczas gdy chlorek sodu (NaCl) głównie utlenia warstwę pasywacyjną. ## Tło Kluczowe pytanie jest łatwe do sformułowania, ale trudniejsze do odpowiedzi: dlaczego ogniwa TOPCon tracą wydajność w wilgotnym cieple, gdy obecne są sole sodowe, i dlaczego tylna pasywacja jest dotknięta bardziej (Kyranaki i in., 2022)? ### Gdzie są luki Większość wcześniejszych prac koncentrowała się na korozji kontaktu metalowego (Iqbal i in., 2023), ale nikt nie zbadał systematycznie samego rozkładu chemicznego warstwy pasywacyjnej. Przedni i tylny stos są zbudowane inaczej — przedni to AlOₓ/SiNₓ/SiOᵧNᵣ, tylny to SiNₓ na domieszkowanym poly-Si — i ich odporność na korozję nigdy nie była bezpośrednio porównywana (Feldmann i in., 2014). Dodatkowo uważano, że dwa powszechne zanieczyszczenia (CH₃COONa vs. NaCl) zachowują się tak samo, a tak nie jest (Li i in., 2021). Właściwe podejście do tego ma znaczenie dla realnych pieniędzy. Elektrownie PV są sprzedawane z obietnicą 25-letniego okresu eksploatacji (Peters et al., 2021), a tryb awarii tylnej strony, który ujawnia się w warunkach wilgotności, jest dokładnie tym, co podkopuje tę obietnicę. ## Podejście Przepływ pracy został utrzymany blisko rzeczywistego procesu produkcyjnego: przemysłowe ogniwa TOPCon → miejscowe natryskiwanie soli sodowej na powierzchnię przednią lub tylną → przyspieszona próba wilgotnego gorąca (85°C/85% RH) → charakterystyka elektryczna i chemiczna → test bariery ALD AlOₓ → opracowanie mechanizmu ochrony. ### Co jest tu nowego Od strony teoretycznej jest to pierwsze badanie wskazujące na utratę azotu w tylnej warstwie SiNₓ jako główny czynnik spadku Voc. Od strony praktycznej warstwa AlOₓ o grubości 10nm działa na standardowym przemysłowym sprzęcie ALD i kosztuje jedynie około 0,01% bezwzględnej wydajności. A pod względem metodologicznym zespół opracował test DH na poziomie ogniwa, w którym 20 godzin odpowiada kilku latom starzenia zewnętrznego (Sen et al., 2023). Łańcuch logiczny jest łatwy do prześledzenia: zanieczyszczenie tylnej strony powoduje gwałtowny spadek Voc, co wskazuje bezpośrednio na awarię pasywacji. XPS następnie potwierdza reakcję utleniania SiNₓ i otwieraną przez nią ścieżkę dyfuzji sodu. Dodanie warstwy AlOₓ blokuje sód, a obrazowanie PL potwierdza zahamowanie defektów. ## Metody ### Przygotowanie próbek | Pozycja | Szczegóły | | --- | --- | | Struktura ogniwa | TOPCon typu n. Przód: emiter dyfundowany borem + AlOₓ/SiNₓ/SiOᵧNᵣ, ARC. Tył: SiO₂/poli-Si domieszkowany fosforem + SiNₓ, ARC | | Zanieczyszczenie | 0,155 mol/L roztwór CH₃COONa lub NaCl, 0,3 g na próbkę, miejscowy natrysk | | Bariera ALD | 10nm AlOₓ, osadzana w 150°C (Leadmicro QL200) | | Wilgotne gorąco | 85°C/85% RH, 20 godzin (komora środowiskowa ASLi) | ### Jak to zmierzono - Parametry I-V (Pmax, Voc, FF, Jsc) za pomocą systemu LOANA (pv-tools). - Jakość pasywacji poprzez efektywny czas życia nośników mniejszościowych (τ_eff). - Chemia powierzchni poprzez XPS i SEM-EDS. ## Wyniki i dyskusja ### Degradacja elektryczna Tylna strona jest wyraźnie tą wrażliwą. CH₃COONa na tylnej stronie obniżył Voc o 5,8%, zwiększył Rₛ o 450% (Tabela 1) i zmniejszył intensywność PL o 37,3% (Rys. 3a). Ta sama obróbka na przedniej stronie kosztowała tylko 0,87% PCE. Ta sama sól, zupełnie inny wynik w zależności od tego, którą stronę trafi. ### Chemiczny rozkład pasywacji XPS na tylnej powierzchni wykazał gwałtowny wzrost udziału wiązań Si-O (Rys. 5b), przy stosunku atomowym O/N rosnącym z 1,6 w próbce kontrolnej do 53 w grupie z CH₃COONa. Mechanizm to utrata azotu — wilgotne ciepło hydrolizuje SiNₓ i niszczy pasywację powierzchni. ### Co robi bariera AlOₓ Przy 10nm warstwie AlOₓ z ALD strata PCE pod wpływem zanieczyszczenia CH₃COONa na tylnej stronie spadła z 16% do 0,4%, a Voc pozostał na tym samym poziomie (Rys. 6a). SEM-EDS wykazał spadek zawartości sodu o 86% w próbkach z AlOₓ (Rys. 6c), a PL nie wykazał aktywacji defektów (Rys. 6b). Bariera robi dokładnie to, czego byś oczekiwał — nie przepuszcza sodu. ## Wniosek ### Najważniejsze wnioski Tylna warstwa SiNₓ hydrolizuje i utlenia się pod wpływem wilgotnego ciepła i soli sodowej, co obniża Voc i podnosi Rₛ (potwierdzone przez XPS/EDS, Rys. 4-5). Warstwa AlOₓ o grubości 10nm blokuje dyfuzję sodu i utrzymuje stratę PCE w DH85 poniżej 1% (Rys. 6a). A przednia wielowarstwowa struktura AlOₓ/SiOᵧNᵣ jest z natury odporna na korozję, więc zanieczyszczenie tam ledwo daje się zauważyć. ### Dlaczego to jest przydatne Bariera AlOₓ może wejść bezpośrednio do masowej produkcji TOPCon na urządzeniach takich jak Leadmicro QL200. Patrząc dalej, połączenie AlOₓ z SiNₓ w hermetyzacji modułów dwuszybowych mogłoby wydłużyć żywotność instalacji w wilgotnych regionach. ## Trochę tła - Struktura TOPCon: tlenek tunelowy (SiO₂) plus domieszkowany polikrzemowy kontakt pasywujący, który ogranicza rekombinację na metalu (Feldmann i in., 2014). - ALD: warstwa po warstwie wzrost nanofilmu, zapewniający jednolite pokrycie AlOₓ w skali nanometrowej. - Testowanie DH: przyspieszone starzenie w 85°C/85% RH w celu symulacji degradacji modułu w wilgotnym klimacie. - Pasywacja SiNₓ: uwodorniony azotek krzemu, dobry do antyrefleksji i pasywacji powierzchni, ale zawiera wiązania wiszące i łatwo ulega hydrolizie. ## Bibliografia - Tong H. i in., Mitigating contaminant-induced degradation in TOPCon solar cells via ALD AlOₓ barrier, DOI: 10.1016/j.solmat.2024.113188 - Feldmann F. i in., Passivated rear contacts for high-efficiency n-type Si solar cells, Solar Energy Materials and Solar Cells 120 (2014) 270–274. - Li X. i in., Przyspieszone testy wilgotnościowo-cieplne ogniw TOPCon z użyciem NaCl, Solar Energy Materials and Solar Cells 262 (2023) 112554. - Peters I.M. i in., Wartość stabilności w fotowoltaice, Joule 5 (2021) 3137–3153. ## Opinia Ooitech Warto tu zwrócić uwagę, jak duża część historii niezawodności tkwi w tylnym stosie pasywacyjnym, a nie w nagłówku dotyczącym konstrukcji ogniwa. Na rzeczywistej linii dodatkowy krok ALD AlOₓ o grubości 10nm to tanie zabezpieczenie dla projektów w wilgotnym klimacie i wpasowuje się w standardową produkcję modułów bez większych komplikacji. Budujemy kompletne linie do produkcji modułów pod klucz, dlatego uważnie śledzimy takie wnioski — drobne korekty procesu na wcześniejszych etapach często decydują o tym, czy zakład wytrzyma 25 lat. Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej z hali produkcyjnej, kanał Ooitech na YouTube ([www.youtube.com/ooitech](http://www.youtube.com/ooitech)) wart jest obserwowania. --- ##### Tagi : ![](/template/ooitech/assets/img/shape/06.png) ![](https://cdn.ooitech.com/runtime/image/w800_h700_fitblur_v2_w800_h700_fitblur_v2_1757399770541443.webp) ### Poproś o wycenę Wszystkie przesłane pliki są bezpieczne i poufne. ## Dostarczamy ekspertyzę, której możesz zaufać naszą usługę Sprzęt bezpośrednio z fabryki. ![](/template/ooitech/assets/img/icon/money-2.svg) ### Korzyści kosztowe Dostarczamy wyjątkową wartość, maksymalizując rezultaty przy jednoczesnej optymalizacji budżetów klientów. ![](/template/ooitech/assets/img/icon/staff.svg) ### Nasz doświadczony zespół Nasi wykwalifikowani specjaliści specjalizują się w innowacyjnych rozwiązaniach i strategiach szytych na miarę. ![](/template/ooitech/assets/img/icon/certified.svg) ### Ponad 15 lat doświadczenia w branży Głęboka wiedza zapewnia niezawodne, zgodne z trendami i sprawdzone rezultaty dla sukcesu. ![](https://cdn.ooitech.com/static/upload/image/20250910/1757477357667605.webp ) ![](https://cdn.ooitech.com/static/upload/image/20250910/1757477724911512.webp) ![](/template/ooitech/assets/img/shape/06.png) ## Co mówią nasi klienci Mówią o nas Opinie klientów chwalą nasze głębokie zrozumienie ich wyzwań, co prowadzi do innowacyjnych rozwiązań i wysokiego zwrotu z inwestycji. Długoterminowe współprace — niektóre trwające ponad dekadę — świadczą o ich zaufaniu i satysfakcji. Ich historie sukcesu motywują nas do ciągłego przekraczania oczekiwań. [Dowiedz się więcej **](#quote-form) ![](/template/ooitech/assets/img/icon/quote.svg) Człowiek o wielkim sercu. Bardzo dziękuję za wizytę, Panie Wu. Bardzo dziękuję za usługi związane z instalacją sprzętu i szkoleniem moich studentów. Najżyczliwsza osoba i profesjonalista w swojej dziedzinie ![](https://cdn.ooitech.com/runtime/image/w800_h600_fitblur_v2_2026041716444445.webp) ### Jizzakh Polytechnic Institute ![](/template/ooitech/assets/img/icon/quote.svg) Jeszcze raz bardzo dziękuję za ogromną pomoc w ulepszeniu i naprawie fabryki, a także za nauczenie pracowników obsługi maszyn ![](https://cdn.ooitech.com/runtime/image/w800_h600_fitblur_v2_1757479675272137.webp) ### Mark BIPV Filipiny ![](/template/ooitech/assets/img/icon/quote.svg) dziękujemy za profesjonalne wsparcie Ooitech i terminową obsługę posprzedażową. ![](https://cdn.ooitech.com/runtime/image/w800_h600_fitblur_v2_1784509010217979.webp) ### Diarra z Afryki ![](/template/ooitech/assets/img/icon/quote.svg) Dziękujemy Ooitech za dostarczenie w pełni zautomatyzowanego sprzętu produkcyjnego — wasza instalacja i obsługa posprzedażowa były doskonałe. ![](https://cdn.ooitech.com/runtime/image/w800_h600_fitblur_v2_2026041720921238.webp) ### Amjad ![](/template/ooitech/assets/img/icon/quote.svg) Dziękujemy Ooitech za dostarczenie wysoce odpowiedniego sprzętu doświadczalnego do ogniw słonecznych BC. ![](https://cdn.ooitech.com/runtime/image/w800_h600_fitblur_v2_1776426122864564.webp) ### KTECH ## Nasze najnowsze produkty ![OTCT-A Tester ogniw słonecznych: IEC 60904-9, klasa A](https://cdn.ooitech.com/runtime/image/w800_h600_fitblur_v2_2026032746397289.webp) - [** Rachael](./OTCT-A-Solar-Cell-Tester-High-Precision-Electric-Performance-Testing-Equipment.html) - [** 16503](./OTCT-A-Solar-Cell-Tester-High-Precision-Electric-Performance-Testing-Equipment.html) ### OTCT-A Tester ogniw słonecznych: IEC 60904-9, klasa A Tester ogniw słonecznych OTCT-A – lampa ksenonowa o widmie klasy A, 16-bitowy 4-kanałowy akwizycja, IEC60904-9:2020. Dokładny pomiar krzywej IV dla mono & ![Automatyczna maszyna do naklejania taśmy: cykl 25 s, ±2 mm](https://cdn.ooitech.com/runtime/image/w800_h600_fitblur_v2_1774350079476146.webp) - [** Rachael](./automatic-tape-sticking-machine-for-solar-panel-production-line-ooitech.html) - [** 81708](./automatic-tape-sticking-machine-for-solar-panel-production-line-ooitech.html) ### Automatyczna maszyna do naklejania taśmy: cykl 25 s, ±2 mm Ooitech Automatic Tape Sticking Machine nakłada taśmę klejącą na łańcuchy ogniw słonecznych z wysoką precyzją i szybkością. ![Maszyna do układania i łączenia szyn SAW-100A: ≤0,3% uszkodzeń](https://cdn.ooitech.com/runtime/image/w800_h600_fitblur_v2_1774349342486074.webp) - [** Rachael](./automatic-layup-and-bussing-integrated-machine-saw-100a-solar-panel-production-equipment-ooitech.html) - [** 19633](./automatic-layup-and-bussing-integrated-machine-saw-100a-solar-panel-production-equipment-ooitech.html) ### Maszyna do układania i łączenia szyn SAW-100A: ≤0,3% uszkodzeń Ooitech SAW-100A Zautomatyzowana maszyna zintegrowana do układania i łączenia szyn zbiorczych zapewnia wysokowydajne układanie łańcuchów ogniw i spawanie szyn zbiorczych terminali z wysoką ![Maszyna do cięcia laserowego ogniw BC SC-20P](https://cdn.ooitech.com/runtime/image/w800_h600_fitblur_v2_1772440338787287.webp) - [** ooitech](./SC-20P-Automatic-Solar-Cell-Laser-Cutting-Machine-High-Precision-BC-Cell-Processing-Equipment.html) - [** 20725](./SC-20P-Automatic-Solar-Cell-Laser-Cutting-Machine-High-Precision-BC-Cell-Processing-Equipment.html) ### Maszyna do cięcia laserowego ogniw BC SC-20P SC-20P to ulepszona maszyna do cięcia laserowego oparta na SC-20A, zaprojektowana do ogniw BC. Synchronicznie tnie zarówno ogniwo, jak i papier ochronny na 1/2 kawałki ![DH200-Y Automatyczna maszyna do bussingu: czas cyklu 17 s](https://cdn.ooitech.com/runtime/image/w800_h600_fitblur_v2_1774348162498246.webp) - [** Rachael](./automatic-bussing-machine-dh200-y-solar-panel-busbar-soldering-equipment-ooitech.html) - [** 87779](./automatic-bussing-machine-dh200-y-solar-panel-busbar-soldering-equipment-ooitech.html) ### DH200-Y Automatyczna maszyna do bussingu: czas cyklu 17 s Automatyczna maszyna do szynoprzewodów Ooitech DH200-Y zapewnia szybkie lutowanie elektromagnetyczne szynoprzewodów z czasem cyklu 17 s ![Przenośny tester EL: 24 MP, wykrywa pęknięcia 0,2 mm](https://cdn.ooitech.com/runtime/image/w800_h600_fitblur_v2_2026051214015103.webp) - [** ooitech](./portable-hd-el-tester-for-solar-module-inspection.html) - [** 748](./portable-hd-el-tester-for-solar-module-inspection.html) ### Przenośny tester EL: 24 MP, wykrywa pęknięcia 0,2 mm Przenośny tester EL wysokiej rozdzielczości z 24MP autofokusem i kamerą podczerwieni do testowania elektroluminescencji modułów fotowoltaicznych