Il raffinamento elettrico a doppia faccia spinge l'M10 industriale

Risposta rapida: Il perfezionamento elettrico su entrambi i lati è una delle strade utilizzate per spingere le celle industriali M10 TOPCon oltre il plateau di efficienza. Il limite Auger — la perdita per ricombinazione intrinseca alle regioni di silicio fortemente drogate — è il vincolo che l'ottimizzazione monolaterale incontra, quindi l'approccio perfeziona il comportamento elettrico sia dell'emettitore frontale sia del contatto posteriore anziché uno alla volta. Ciò significa coordinare la resistenza di strato dell'emettitore, il contatto passivante e la metallizzazione affinché i due lati non si ostacolino a vicenda. I guadagni coinvolti sono piccoli per ogni passo, nell'ordine di mezzo punto percentuale, ed è per questo che il lavoro viene svolto come un perfezionamento coordinato anziché come una singola modifica di processo. Su una linea di produzione questo si traduce in controllo della ricetta e disciplina di misurazione anziché in nuove apparecchiature.

Produzione di moduli fotovoltaici · di Jerry, Ooitech

Introduzione al prodotto

"Può TOPCon davvero spremere un altro 0,5%? Il limite Auger è praticamente già davanti a noi."

Quella frase in sala pausa riassume abbastanza l'ansia condivisa di chiunque gestisca una linea n-TOPCon in questi ultimi due anni. Celle M10 full-size, efficienza di produzione di massa bloccata tra il 25,5% e il 26%, e ogni 0,1% in più significa lottare contro ricombinazione, contatti e pasta d'argento. Poi Jinko, insieme all'Istituto dei Materiali di Ningbo, pubblica questo articolo su Nature Energy e spinge l'efficienza certificata del TOPCon industriale M10 direttamente al 26,66%, e per strada porta la bifaccialità all'88,3%. 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 piccoli ritocchi all'emettitore di boro. Questa volta la linea di Jinko taglia su entrambi i lati contemporaneamente:

• Superficie frontale: emettitore di boro ad alta resistenza di strato più ottimizzazione del pattern delle linee di griglia, riducendo ricombinazione e perdite di trasporto.

• Superficie posteriore: struttura a doppio strato poly-Si/SiOx, che blocca la diffusione dell'argento, strato interno ad alta cristallinità, basso fosforo inattivo nel substrato e assottigliamento locale.

• Piattaforma di certificazione: celle industriali full-size M10, non campioni da laboratorio.

Quel 88,3% di bifaccialità è in realtà più accattivante dell'efficienza assoluta nel mondo n-TOPCon, e spiegherò perché più avanti.

Superficie Frontale: Emettitore di Boro ad Alta Resistenza di Strato, Osare Spingerlo

La vecchia contraddizione della superficie frontale i-TOPCon: una diffusione del boro troppo pesante e la ricombinazione Auger più quella di concentrazione esplodono; troppo leggera e la resistenza laterale dell'emettitore diventa grande, la corrente sotto le dita 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 verso l'alto la resistenza di strato dell'emettitore al boro, una volta che la qualità della passivazione è presente e la risposta nel blu è mantenuta.

• Riprogettare il pattern di busbar e dita così che la perdita di trasporto laterale venga compensata nella fase di griglia.

• Sul lato metallizzazione, usare 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 dell'emettitore cala chiaramente, e il fattore di riempimento non crolla, il che significa che l'ottimizzazione della griglia e del contatto locale ha davvero riparato il lato del trasporto.

Reazione istintiva di un ingegnere di linea: la trappola più grande con un emettitore al boro ad alta resistenza non è la prestazione elettrica, è la finestra di firing-through della stampa e la compatibilità con il processo LECO. Questo è un team della stessa linea di Jinko (autori come Mao Jie e Wang Zhao sono di Haining Jinko), il che significa che questa combinazione diffusione del boro più griglia ha molto probabilmente già eseguito il suo DOE sulla linea M10, non è una ricetta puramente da laboratorio.

Superficie Posteriore: Doppio Poly-Si è il Vero Lavoro Pesante

La sezione della superficie posteriore è la parte più orientata all'ingegneria dell'intero articolo (Figure 3 e 4).

Tutti conoscono le trappole in cui la struttura tradizionale n+-poly / SiOx è incappata:

• Durante il firing-through della pasta d'argento, Ag perfora verso il substrato lungo i bordi di grano, inducendo stati di interfaccia, e il degrado indotto dalla luce più quello in condizioni di buio esplodono insieme.

• Strato di poly troppo spesso e l'assorbimento parassitario posteriore mangia la bifaccialità; troppo sottile e la passivazione più il contatto non possono rimanere stabili.

La soluzione qui è un ossido tunnel posteriore a doppio strato poly-Si (la TEM della Figura 3 rende chiara la differenza di cristallinità e distribuzione del drogaggio tra i due strati):

• Lo strato esterno tende alla "difesa": bloccare la diffusione dell'argento, mantenere la passivazione dell'interfaccia dall'essere rovinata dalla metallizzazione.

• Lo strato interno tende ad essere "offensivo": alta cristallinità più concentrazione di P inattivo soppressa sul lato del substrato, quindi la qualità di passivazione aumenta (i dati di iVoc e j0 della Figura 4 lo confermano).

• Strato di poli assottigliato localmente (probabilmente LCO o regioni di finestra aperte dal laser): la trasmissione posteriore aumenta, la bifaccialità raggiunge l'88,3%.

Nelle curve di confronto della Figura 4, il gruppo a doppio poli rispetto al riferimento a singolo poli:

• La Voc rimane stabile (grazie allo strato interno ad alta cristallinità e al basso fosforo inattivo).

• L'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 conta più per il costo BOS dello 0,3% sulla scheda di efficienza.

Applicazione del prodotto

Lascia perdere il riflesso "Articolo su Nature, deve essere costoso". Per chiunque gestisca davvero una linea n-TOPCon, ci sono tre cose qui che puoi praticamente copiare direttamente:

• Smetti di aggrapparti al vecchio menu da 80-100 ohm/sq per l'emettitore di boro. Spingilo più in alto, ricalcola le linee di griglia, risintonizza la finestra LECO, e lo 0,2-0,3% assoluto sulla superficie frontale è davvero alla portata.

• Passa il poli posteriore da singolo strato a doppio. Lo strato esterno non è necessariamente costoso, è solo un altro strato CVD, ma la diffusione dell'argento come modalità di guasto nascosta è denaro reale sulla vita di 25 anni di un modulo bifacciale.

• Scambia il diradamento locale del poli con la bifaccialità. È un affare migliore che ottimizzare solo il vetro e incapsulante. 88% di bifaccialità con un tracker, e il calcolo del costo in kWh all'estremità dell'impianto parla da sé.

Ovviamente ci sono insidie: il budget termico del poli a doppio strato, la produttività e l'uniformità dell'assottigliamento locale al laser, e quanto sia grande il retrofit rispetto a una configurazione inline esistente. L'articolo non lo dirà esplicitamente, ma Jinko ha osato pubblicare un'efficienza certificata, il che dice almeno che la linea pilota M10 sta già funzionando senza intoppi.

Domanda aperta: all'interno dell'attuale budget termico TOPCon di diffusione del boro ad alta temperatura 1300+ più LECO, dovresti impilare un altro strato di modifica selettiva al laser sopra (come il percorso UV-ps nell'articolo del 26,35% di Wang Q)? O il doppio poli 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 il TOPCon?

Il Punto di Vista di Ooitech

Ciò che è silenziosamente interessante qui è che entrambe queste leve, l'emettitore al boro ad alta resistenza di foglio e il doppio poly posteriore, risiedono quasi interamente sul lato cella, eppure il vantaggio si manifesta a livello di modulo attraverso quel 88,3% di bifaccialità. Su una linea di moduli, una maggiore bifaccialità cambia il modo in cui si pensa al layup, foglio posteriore o alla scelta del vetro, e alla tensione dello stringer per celle più sottili e più fragili, quindi la finestra di processo sul lato modulo deve muoversi di conseguenza. Come costruttori di linee di moduli turnkey che operano su formati dall'M10 allo shingled e TOPCon, osserviamo attentamente questi cambiamenti a livello di cella, perché dettano il ritmo di ciò che la linea a valle deve gestire. Se vuoi vedere come funziona realmente una moderna linea di produzione di moduli, il canale YouTube Ooitech all'indirizzo www.youtube.com/ooitech merita un'iscrizione.