Raffinamento elettrico a doppio lato spinge il TOPCon industriale M10 al 26,66%
Indice
Introduzione del prodotto
"Può davvero il TOPCon spremere un altro 0,5%? Il limite di Auger è già praticamente davanti a noi."
Quella frase da sala pausa riassume abbastanza l'ansia condivisa di tutti coloro che gestiscono una linea n-TOPCon negli ultimi due anni. Celle M10 full-size, efficienza di produzione di massa bloccata tra il 25,5% e il 26%, e ogni 0,1% extra significa lottare contro ricombinazione, contatto e pasta d'argento. Poi Jinko, insieme al Ningbo Institute of Materials, pubblica questo articolo su Nature Energy e spinge l'efficienza certificata del TOPCon industriale M10 direttamente al 26,66%, e porta casualmente la bifaccialità all'88,3% lungo il percorso. Versione in una frase: sistemare entrambi i lati elettrici contemporaneamente, invece di inseguire solo la passivazione o solo le linee di griglia.
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%, Da Dove Viene Questo Nuovo Passo
Le "notizie sull'efficienza" del TOPCon nell'ultimo anno sono diventate onestamente un po' stancanti da guardare. 26,1%, 26,35%, per lo più modifiche selettive al laser o piccole regolazioni dell'emettitore di boro. Questa volta la linea di Jinko taglia su entrambi i lati contemporaneamente:
Superficie frontale: emettitore di boro ad alta resistenza superficiale più ottimizzazione del pattern delle linee di griglia, riducendo la ricombinazione e la perdita di trasporto.
Superficie posteriore: struttura a doppio strato poly-Si/SiOx, bloccando la diffusione dell'argento, strato interno ad alta cristallinità, fosforo inattivo basso nel substrato e assottigliamento locale.
Piattaforma di certificazione: celle M10 industriali full-size, non campioni da laboratorio.
Quell'88,3% di bifaccialità è in realtà più sorprendente dell'efficienza assoluta nel mondo n-TOPCon, e spiegherò perché più avanti.
Superficie anteriore: emettitore di boro ad alta resistenza di foglio, osa spingerlo
La vecchia contraddizione della superficie anteriore i-TOPCon: diffusione del boro troppo pesante e ricombinazione Auger più concentrazione esplode; troppo leggera e la resistenza laterale dell'emettitore diventa grande, la corrente sotto i finger sottili non può essere raccolta, e si torna a forzare il contatto con LECO.
Cosa fa questo articolo (vedi la serie di Figure 2):
Spingere attivamente la resistenza di foglio dell'emettitore di boro verso l'alto, una volta che la qualità di passivazione è presente e la risposta blu è mantenuta.
Riprogettare il pattern di busbar/finger in modo che la perdita di trasporto laterale venga recuperata al passo della griglia.
Sul lato metallizzazione, utilizzare un approccio di tipo nano-riscaldamento Joule (il lavoro di base dello stesso team in Zhou et al., Small 2025 è nei riferimenti) per ridurre la resistenza di contatto Ag-Si.
Il confronto IQE/PL della Figura 2 lo mostra: la densità di corrente di ricombinazione superficiale j0 del gruppo ad alta resistenza di emettitore diminuisce chiaramente, e il fattore di riempimento non collassa, il che significa che l'ottimizzazione della griglia più il contatto locale ha effettivamente riparato il lato del trasporto.
Reazione istintiva di un ingegnere di linea: la trappola più grande con un emettitore di boro ad alta resistenza non è la prestazione elettrica, è la finestra di stampa e compatibilità con il processo LECO. Questo è un team della linea stessa di Jinko (autori come Mao Jie e Wang Zhao provengono da Haining Jinko), il che significa che questa combinazione di diffusione del boro più griglia ha molto probabilmente già eseguito il suo DOE sulla linea M10, non è una ricetta puramente di laboratorio.
Superficie posteriore: il doppio poli-Si è il vero lavoro pesante
La sezione della superficie posteriore è la parte più orientata all'ingegnere dell'intero articolo (Figure 3 e 4).
Tutti conoscono le trappole in cui la tradizionale struttura n+-poli / SiOx è incappata:
Durante la stampa e la cottura della pasta d'argento, l'Ag perfora verso il substrato lungo i bordi di grano, inducendo stati di interfaccia, e il degrado indotto dalla luce più quello oscuro esplodono insieme.
Strato di poli troppo spesso e l'assorbimento parassitario posteriore riduce la bifaccialità; troppo sottile e la passivazione più il contatto non possono rimanere stabili.
La soluzione qui è un tunnel oxide poly-Si a doppio strato sul retro (la Figura 3 TEM mostra chiaramente la differenza di cristallinità e distribuzione del drogaggio tra i due strati):
Lo strato esterno è "difensivo": blocca la diffusione dell'argento, impedisce che la passivazione dell'interfaccia venga danneggiata dalla metallizzazione.
Lo strato interno è "offensivo": alta cristallinità e soppressione della concentrazione di P inattivo sul lato del substrato, quindi la qualità della passivazione aumenta (i dati iVoc e j0 della Figura 4 lo confermano).
Strato poly localmente assottigliato (probabilmente regioni LCO o finestre aperte al laser): la trasmissione posteriore aumenta, la bifaccialità raggiunge l'88,3%.
Nelle curve di confronto della Figura 4, il gruppo a doppio poly rispetto al baseline a singolo poly:
Voc rimane invariato (grazie allo strato interno ad alta cristallinità e al basso fosforo inattivo).
FF non viene sacrificato (la diffusione dell'argento è bloccata dallo strato esterno, la resistività di contatto non aumenta).
La bifaccialità passa dal ~80% convenzionale del TOPCon all'88,3%, e questo è più importante per il costo BOS dello 0,3% sulla scheda di efficienza.
Applicazione del prodotto
Abbandonate il riflesso "Articolo su Nature, deve essere costoso". Per chiunque gestisca una linea n-TOPCon, ci sono tre cose che potete praticamente copiare direttamente:
Smettete di aggrapparvi al vecchio menu da 80-100 ohm/sq per l'emettitore di boro. Spingetelo più in alto, ricalcolate le linee di griglia, regolate la finestra LECO, e lo 0,2-0,3% assoluto sulla superficie frontale è davvero ottenibile.
Passate il poly posteriore da singolo a doppio strato. Lo strato esterno non è necessariamente costoso, è solo uno strato CVD in più, ma la diffusione dell'argento come modalità di guasto nascosta è un vero costo sulla vita di 25 anni di un modulo bifacciale.
Scambiate l'assottigliamento locale del poly per la bifaccialità. È un affare migliore che ottimizzare solo vetro ed incapsulante. 88% di bifaccialità con un inseguitore, e il calcolo del costo per kWh all'impianto parla da sé.
Certo, ci sono insidie: il budget termico del doppio strato poly, la produttività e l'uniformità dell'assottigliamento laser locale, e quanto grande sia il retrofit rispetto a una configurazione inline esistente. L'articolo non le spiegherà, ma Jinko ha osato pubblicare un'efficienza certificata, il che significa che almeno la linea pilota M10 funziona già senza intoppi.
Domanda aperta: all'interno dell'attuale budget termico TOPCon di 1300+ di diffusione di boro ad alta temperatura più LECO, dovresti aggiungere un altro strato di modifica selettiva laser sopra (come il percorso UV-ps nell'articolo di Wang Q al 26,35%)? Oppure il doppio poly posteriore ha già esaurito il compromesso del triangolo passivazione-contatto-bifaccialità, il che significa che il prossimo passo dovrebbe essere il passaggio a una struttura BC piuttosto che continuare a spremere TOPCon?
Il punto di vista di Ooitech
Ciò che è silenziosamente interessante qui è che entrambe queste leve, l'emettitore di boro ad alta resistenza superficiale e il doppio poly posteriore, vivono quasi interamente sul lato cella, ma il risultato si manifesta a livello di modulo attraverso quella bifaccialità dell'88,3%. Su una linea di moduli, una maggiore bifaccialità cambia il modo di pensare all'impilamento, alla scelta del backsheet o del vetro e alla tensione dello stringer per celle più sottili e fragili, quindi la finestra di processo sul lato modulo deve muoversi di conseguenza. Come costruttori di linee di moduli chiavi in mano che lavorano su formati che vanno da M10 a shingled e TOPCon, osserviamo attentamente questi cambiamenti a livello di cella, perché stabiliscono il ritmo per ciò che la linea a valle deve gestire. Se vuoi vedere come funziona effettivamente una moderna linea di produzione di moduli, il canale YouTube Ooitech all'indirizzo www.youtube.com/ooitech vale un'iscrizione.
