Tecnologia delle celle solari THBC: come il contatto posteriore passivato ibrido supera la barriera del 28% di efficienza

Introduzione

Il messaggio chiave è semplice ma potente: THBC non è solo un altro miglioramento incrementale del processo. È una ricostruzione sistematica che riunisce il contatto passivato TOPCon, l'elevata efficienza di passivazione di HJT e la disposizione degli elettrodi senza fili di IBC in un'unica architettura costruita attorno al lato posteriore della cella.

L'industria fotovoltaica, dopo un periodo di intensa espansione della capacità, è entrata formalmente in un nuovo ciclo di trasformazione nel 2026. Il centro della competizione si sta spostando dalla scala e dai prezzi bassi verso l'efficienza, la qualità e i rendimenti sull'intero ciclo di vita.

Con l'avvicinarsi del limite teorico delle celle in silicio cristallino a giunzione singola (circa 29,4%), le tecnologie convenzionali TOPCon e HJT incontrano vincoli fisici ed economici sempre più stringenti al tetto di efficienza di produzione di massa di circa il 27%.

In questo contesto, una nuova architettura di cella che fonde diverse rotte tecnologiche di alto livello sta rompendo lo stallo noioso nei guadagni di efficienza del silicio. Nell'aprile 2026, un istituto di ricerca ha annunciato che la sua cella THBC (cella a contatto posteriore passivato ibrido) sviluppata internamente, certificata dall'ISFH tedesco, ha raggiunto un'efficienza di conversione di picco del 28,00%. Questo ha segnato la prima volta che l'industria ha superato la soglia del 28,0% su un wafer rettangolare 210R di grande area (210mm x 182mm).

Punto di svolta del settore e ascesa di THBC

Dalla scala al valore del ciclo di vita

Dopo aver stabilito un record di 316,6 GW di nuove installazioni nel 2025, il mercato fotovoltaico del 2026 è tornato a un intervallo più razionale di 220-240 GW. Il messaggio è chiaro: non si tratta più di installare il più possibile, ma di chi può generare più elettricità in un'area limitata, con investimenti limitati e condizioni complesse.

Le offerte nel mercato dell'elettricità sono diventate la norma e gli sviluppatori di impianti stanno abbandonando la vecchia logica di aggiudicare contratti basandosi esclusivamente sul prezzo più basso. Ora puntano a una maggiore produzione di energia e a migliori ritorni sull'intero ciclo di vita.

Nel frattempo, le celle convenzionali di tipo P e alcune linee TOPCon di prima generazione hanno visto un calo dell'utilizzo al di sotto del 30% a causa della sovraccapacità, mentre le celle ad alta efficienza a contatto posteriore BC hanno mantenuto un utilizzo vicino al 60% nel primo trimestre del 2026, accelerando la loro crescita di quota di mercato.

Anche le politiche si stanno inasprendo. Secondo i nuovi standard nazionali di efficienza, solo i moduli con efficienza di conversione pari o superiore al 24,2% possono raggiungere l'efficienza di livello 1. Agli attuali livelli di produzione di massa, essenzialmente solo i moduli BC ad alta efficienza superano costantemente questa soglia. Con il mercato che richiede ritorni e le politiche che richiedono efficienza, questa doppia risonanza ha aperto la strada al breakthrough del THBC nel 2026.

Cos'è THBC: I Geni Duali delle Tecnologie Ace

TOPCon: Contatto Passivato a Ossido Tunnel

TOPCon sta per Tunnel Oxide Passivated Contact. Il suo nucleo è la crescita di uno strato ultra-sottile di biossido di silicio (SiO2) sulla superficie del wafer, solitamente spesso solo 1-2 nanometri, quindi la deposizione di un film di polisilicio per costruire una struttura di contatto selettivo per portatori. Questo porta due vantaggi chiave: eccellente passivazione e forte compatibilità con le linee di produzione PERC esistenti, motivo per cui TOPCon si è diffuso così rapidamente negli ultimi anni.

IBC: Contatto Posteriore Interdigitato

IBC sta per Interdigitated Back Contact. La sua caratteristica principale è lo spostamento di tutti gli elettrodi positivi e negativi sul retro della cella. Con la parte anteriore libera da griglie metalliche, le perdite per ombreggiamento dovute alla metallizzazione frontale scompaiono completamente. IBC non solo aumenta l'area di ricezione della luce, ma offre anche un'estetica superba, motivo per cui aziende come SolarCity di Tesla hanno scommesso pesantemente su questa strada.

THBC: Ricostruzione e Rinforzo

THBC può essere inteso come Tunnel Oxide Passivated Contact - Hybrid Back Contact. Ricostruisce profondamente i geni di TOPCon e IBC: utilizzando la struttura di contatto passivato di TOPCon come base fisica sul retro, mentre prende in prestito la disposizione degli elettrodi interdigitati di IBC. Ma THBC non è una semplice combinazione TOPCon + IBC. È più come fondere il contatto passivato di TOPCon, la passivazione ad alta efficienza di HJT e il design degli elettrodi senza ombreggiamento delle celle BC in un'unica architettura sistematica. Questi meccanismi di passivazione si completano fisicamente a vicenda, offrendo prestazioni elettriche e ottiche combinate ben superiori a qualsiasi singola strada.

Fisica e Meccanismi Dietro il Breakthrough del 28%

Il contatto selettivo per portatori aumenta l'efficienza quantica

Nelle celle convenzionali, il contatto diretto tra metallo e silicio crea molti difetti di interfaccia che agiscono come centri di ricombinazione, perdendo portatori prima che raggiungano l'elettrodo. Lo strato di ossido tunnel ultra-sottile di THBC agisce come un canale di tunneling unidirezionale. Utilizzando l'effetto tunnel quantistico, permette a un tipo di portatore di passare all'elettrodo bloccando il flusso inverso dell'altro tipo. Questo contatto altamente selettivo riduce al minimo le perdite per ricombinazione all'interfaccia, aumentando la tensione a circuito aperto (Voc), il fattore di riempimento (FF) e l'efficienza quantica interna (IQE).

Il contatto passivato su entrambi i lati minimizza la densità di corrente di ricombinazione

Mentre le celle BC tradizionali risolvono l'ombreggiamento frontale, le regioni drogate p+ e n+ posteriori mostrano ancora alti tassi di ricombinazione dove incontrano gli elettrodi metallici. Il miglioramento chiave di THBC è l'applicazione di strutture di contatto passivato in polisilicio/ossido sia sulle regioni p+ che n+ posteriori, dando al retro un doppio strato di protezione passivante. Questo riduce la densità di corrente di ricombinazione (J0) delle regioni degli elettrodi posteriori di un intero ordine di grandezza, permettendo a Voc di avvicinarsi al limite fisico senza sacrificare il fattore di riempimento.

La struttura IBC offre guadagno ottico senza ombreggiamento e ottimizzazione della cattura della luce

THBC eredita il più grande vantaggio di IBC: un fronte completamente privo di fili, ottenendo un'area di ricezione della luce del 100% e massimizzando i fotoni assorbiti. Poiché il fronte non deve più ospitare contatti metallici e tensioni di saldatura, i progettisti hanno molta più libertà per l'ottimizzazione ottica, come rivestimenti antiriflesso con migliore adattamento dell'indice, superfici testurizzate finemente controllate ed emettitori selettivi. Questi approcci, difficili da co-ottimizzare sulle celle con elettrodo frontale convenzionale, sono pienamente realizzati nell'architettura THBC, spingendo la corrente di cortocircuito (Jsc) vicino al suo limite.

Confronto trasversale di efficienza, prestazioni e premio di mercato

Dove si colloca THBC nello spettro delle tecnologie fotovoltaiche

Nei dati reali delle stazioni, i moduli BC hanno già mostrato forti guadagni di generazione nel ciclo di vita. Prendendo come esempio il modulo Hi-MO 9 con celle HPBC 2.0, il suo eccellente coefficiente di temperatura -0,26%/C mantiene la temperatura operativa media giornaliera oltre 0,64°C inferiore rispetto ai moduli TOPCon convenzionali. In condizioni completamente non ombreggiate, il suo guadagno di generazione cumulativo per watt è superiore dell'1,81% rispetto a TOPCon, raggiungendo il 4,36% nelle tipiche giornate soleggiate. Ancora più significativo, nei test simulati di ombreggiamento parziale, il design elettrico a conduzione debole unico della tecnologia BC ha fornito un guadagno di generazione cumulativo per watt fino al 46,82% superiore rispetto a TOPCon. Ciò è molto importante in ambienti polverosi e soggetti a ombreggiamento come deserti e regioni minerarie africane, dove la capacità anti-ombreggiamento significa più produzione, minori costi O&M e un IRR stabile a lungo termine. Nel 2026, diversi grandi progetti, tra cui un progetto da 450MW in Ungheria, un progetto da 1,5GW negli Emirati Arabi Uniti e un progetto integrato PV di controllo desertico da 500MW in Mongolia Interna, hanno iniziato ad adottare completamente moduli BC/HPBC 2.0, segnalando che il mercato ora riconosce il reale valore commerciale della tecnologia BC in ambienti estremi complessi.

L'onda senza argento e una svolta nell'economia dei materiali

Il 2026 come anno del fotovoltaico senza argento

Il 2026 è ampiamente definito l'anno del fotovoltaico senza argento. Con il rafforzamento dei controlli cinesi sull'esportazione di argento dal 1° gennaio 2026, l'argento, materiale di base strategico per il fotovoltaico e i veicoli a nuova energia, ha visto il suo gap di offerta spingere i prezzi su un altopiano elevato, con il centro di mercato salito a circa 20.000 RMB/kg. Ciò esercita una forte pressione sui costi di metallizzazione per le celle TOPCon convenzionali, dove il costo della pasta d'argento può raggiungere 0,20-0,26 RMB/W. Per un'industria già in competizione a margini ridotti, non è una questione minore ma una questione di sopravvivenza, rendendo la tecnologia di deargentazione una necessità di sopravvivenza.

Riduzione progressiva dell'argento

Tecniche come la stampa a linee sottili e la 0BB (senza busbar) si stanno avvicinando all'adozione diffusa. Possono ridurre l'uso di argento a 6-9 mg per watt, ma si stanno avvicinando ai limiti fisici e faticano a compensare completamente gli alti prezzi dell'argento.

Pasta d'argento rivestita di rame

La pasta d'argento rivestita di rame è l'opzione di desilverizzazione transitoria principale per HJT e alcune linee TOPCon. Riduce il consumo di argento ma richiede una consistenza di stampa molto elevata, finestre di sinterizzazione ad alta temperatura e controllo del processo, aumentando i costi di prova ed errore.

Elettrodeposizione di rame: la via definitiva senza argento

L'elettrodeposizione di rame deposita linee di griglia di rame puro modellate sulla superficie della cella attraverso deposizione elettrochimica, eliminando fondamentalmente la dipendenza dall'argento. I suoi vantaggi sono chiari: il costo di metallizzazione può scendere sotto i 5 centesimi/W; il risparmio per watt può raggiungere 0,05-0,08 RMB; e il rischio di volatilità del prezzo dell'argento è completamente eliminato. Le linee di rame offrono anche una maggiore conducibilità e una minore resistenza in serie, riducendo la resistenza degli elettrodi senza compromettere l'efficienza. THBC è uno dei vettori più ideali per la tecnologia senza argento con elettrodeposizione di rame, perché i suoi elettrodi positivo e negativo sono tutti sul retro, liberi dai rigidi vincoli di ricezione della luce frontale e di invecchiamento. Lo strato posteriore altamente passivato di SiO2/polisilicio può anche fungere da mezzo di scanalatura laser-friendly e senza danni e ridurre il rischio di diffusione del rame nel substrato di silicio. In breve, THBC non è solo una tecnologia di efficienza, ma anche una svolta nell'economia dei materiali.

Sfide della produzione di massa e strategia a doppia spinta TOPCon + THBC

Sfide di resa dovute alla complessità del processo

THBC combina la deposizione di passivazione multi-step di TOPCon (crescita di ossido, deposizione di polisilicio, drogaggio, ricottura) con la modellazione micronica posteriore di IBC. Sullo stesso lato posteriore, le regioni drogate p+ e n+ intervallate devono essere costruite finemente con un isolamento elettrico affidabile per prevenire cortocircuiti. Con molti più passaggi di processo, qualsiasi minima fluttuazione di resa può essere amplificata in una pressione complessiva sui costi, una soglia che THBC deve superare nel suo percorso da leader tecnologico a leader di settore.

Compatibilità con wafer sottili e aggiornamenti delle apparecchiature

Le apparecchiature IBC dedicate richiedono investimenti elevati, spesso scoraggiando i produttori più piccoli, e la costruzione di una nuova linea THBC può richiedere 250-300 milioni di RMB per GW di spesa in conto capitale. Tuttavia, THBC ha compiuto progressi chiave nell'adattabilità alla produzione di massa di wafer sottili, adattandosi a wafer sottili da 110-130 micron e riducendo significativamente il costo del materiale del wafer. È importante notare che il suo design è altamente compatibile con le linee TOPCon mainstream, quindi le aziende leader con capacità TOPCon avanzate possono passare senza problemi a THBC con un costo di conversione relativamente basso, ottimizzando l'ammortamento delle risorse.

La strategia di capacità a doppia trazione TOPCon + THBC

Aziende leader come Trina Solar hanno chiaramente proposto un percorso a doppia trazione TOPCon + THBC. TOPCon continua a sfruttare la sua generazione bifacciale e il rapporto costo-prestazioni per servire scenari mainstream come grandi centrali a terra, mentre THBC accelera le linee pilota e la capacità su larga scala come ammiraglia premium differenziata, mirando a scenari unifacciali ad alta resa sensibili all'area come tetti commerciali premium, fotovoltaico residenziale e veicoli solari. Trina Solar sta ora accelerando l'industrializzazione basata sulla sua linea pilota THBC completata, con il suo modulo di nuova generazione (2382mm x 1134mm) che supera già i 700W, mostrando un chiaro potenziale di industrializzazione oltre i record di laboratorio.

Conclusione: THBC sta ridefinendo il parametro di valore delle celle in silicio cristallino

La volata finale dell'efficienza a giunzione singola

L'ascesa di THBC segna la volata finale dei guadagni di efficienza per le celle in silicio cristallino a giunzione singola. Non è un concetto nato dal nulla, ma una riorganizzazione di diverse rotte tecnologiche di punta sul lato fisico posteriore: il contatto passivato con ossido tunnel di TOPCon, la passivazione ad alta efficienza di HJT e il design degli elettrodi senza fili di IBC. Integrate in un'unica architettura, queste forze formano una soluzione di cella di prossima generazione con alta efficienza, ampia area di ricezione della luce, bassa perdita di ricombinazione e forte adattabilità ambientale.

Sotto la doppia pressione dell'ondata silver-free del 2026 e dello standard nazionale di efficienza Tier 1, THBC, con il suo picco di efficienza del 28,00%, l'eccellente compatibilità con wafer sottili, gli straordinari guadagni di generazione in ambienti complessi e i potenziali vantaggi di costo silver-free, sta passando dai laboratori di frontiera alla prima linea della produzione di massa. Con la maturazione dei processi produttivi e l'ulteriore implementazione della strategia a doppia trazione TOPCon + THBC, questa nuova architettura ibrida a contatto posteriore passivato sta ridefinendo il parametro di valore della catena di approvvigionamento fotovoltaico. Il prossimo round di competizione potrebbe non riguardare più solo chi è più economico, ma chi riesce a generare più elettricità nella stessa area, chi può sostenere rendimenti più elevati in ambienti complessi e chi definirà il valore centrale della tecnologia fotovoltaica di prossima generazione.

Il punto di vista di Ooitech: Ooitech ritiene che THBC, ricostruendo TOPCon, HJT e IBC sul lato posteriore della cella, superi la barriera di efficienza del 28% e indichi la strada verso la prossima era del fotovoltaico al silicio cristallino ad alto valore e silver-free.