Tecnologia delle celle solari THBC: come il retro ibrido passivato

Risposta rapida: THBC è una cella ibrida a contatti posteriori passivati che assegna tipi di contatto diversi a diverse regioni della superficie posteriore invece di applicare un'unica architettura ovunque. Questo è il trend che rappresenta: il retro di una cella ad alta efficienza non è più uniforme, e ogni regione riceve il contatto più adatto al suo compito — un contatto passivante TOPCon dove la bassa ricombinazione conta di più, un contatto a eterogiunzione dove la selettività dei portatori conta di più. I formati di wafer in gioco sono 182 mm e 210 mm, e gli annunci di capacità industriale attorno a questa famiglia hanno raggiunto cifre come 316,6 GW e 240 GW nei round di pianificazione, con ambizioni di efficienza cellulare nella fascia dal 25% al 30%. Per la produzione di moduli il vincolo pratico è il pattern posteriore: più contatti sul retro significano tolleranze più strette alle stazioni di stringatura e busbar, e rendono l'ispezione del lato posteriore più importante dell'aspetto del lato frontale.

Produzione di moduli fotovoltaici · di Jerry, Ooitech

Introduzione

THBC è una manifestazione di una tendenza più ampia: assegnare diversi tipi di contatto a diverse regioni posteriori. La sequenza completa del percorso è mappata nella Roadmap tecnologica delle celle BC: dalla struttura al processo.

Il punto chiave è semplice ma potente: THBC non è solo un'altra modifica incrementale del processo. È una ricostruzione sistematica che riunisce TOPCon contatto passivato, l'elevata efficienza di passivazione dell'HJT e il layout di elettrodi senza fili dell'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.

Mentre il limite teorico delle celle di silicio cristallino a giunzione singola (circa 29,4%) si avvicina, le tecnologie convenzionali TOPCon e HJT stanno incontrando vincoli fisici ed economici sempre più severi 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 monotono 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 316,6GW di nuove installazioni nel 2025, il mercato fotovoltaico del 2026 si è ritirato in un intervallo più razionale di 220-240GW. 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 gare d'appalto nel mercato dell'elettricità sono diventate la norma, e gli sviluppatori di impianti stanno abbandonando la vecchia logica di assegnare contratti puramente al prezzo più basso. Ora cercano una maggiore produzione di energia e migliori rendimenti sull'intero ciclo di vita.

Nel frattempo, le celle convenzionali di tipo P e alcune linee TOPCon di prima generazione hanno visto l'utilizzo scendere sotto il 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. Con 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. Ai livelli attuali di produzione di massa, essenzialmente solo i moduli BC ad alta efficienza superano costantemente questa soglia. Con il mercato che richiede rendimenti e le politiche che richiedono efficienza, questa doppia risonanza ha aperto la strada al successo del THBC nel 2026.

Cos'è il THBC: i due geni di Ace Technologies

TOPCon: Contatto passivato a ossido tunnel

TOPCon sta per Tunnel Oxide Passivated Contact. Il suo nucleo è la crescita di uno strato ultrasottile di biossido di silicio (SiO2) sulla superficie del wafer, di solito spesso solo 1-2 nanometri, quindi la deposizione di una pellicola di polisilicio per costruire una struttura di contatto selettivo per i portatori. Questo porta due vantaggi chiave: un'eccellente passivazione e una forte compatibilità con le linee di produzione PERC esistenti, motivo per cui il 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 il fronte libero da griglie metalliche, le perdite per ombreggiamento dovute alla metallizzazione frontale scompaiono completamente. L'IBC non solo aumenta l'area di ricezione della luce, ma offre anche un'estetica superba, ed è esattamente il motivo per cui aziende come SolarCity di Tesla hanno scommesso pesantemente su questa strada.

THBC: Ricostruzione e rinforzo

Il 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 del TOPCon come base fisica sul retro, mentre adotta la disposizione degli elettrodi interdigitati dell'IBC. Ma il THBC non è un semplice stack TOPCon + IBC. È più simile a fondere il contatto passivato del TOPCon, la passivazione ad alta efficienza dell'HJT e il design degli elettrodi non ombreggiati delle celle BC in un'unica architettura sistematica. Questi meccanismi di passivazione si completano a vicenda fisicamente, offrendo prestazioni elettriche e ottiche combinate ben oltre qualsiasi singola strada.

Fisica e meccanismi dietro il successo del 28%

Il contatto selettivo per i portatori aumenta l'efficienza quantistica

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 tunnel unidirezionale. Utilizzando l'effetto tunnel quantistico, consente il passaggio di un tipo di portatore verso l'elettrodo bloccando il flusso inverso dell'altro tipo. Questo contatto altamente selettivo riduce al minimo le perdite di ricombinazione all'interfaccia, aumentando la tensione a circuito aperto (Voc), il fattore di riempimento (FF) e l'efficienza quantistica 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 nelle regioni posteriori p+ che n+, 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 alla Voc di avvicinarsi al limite fisico senza sacrificare il fattore di riempimento.

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

THBC eredita il più grande vantaggio dell'IBC: un fronte completamente senza fili, che raggiunge un'area di ricezione della luce del 100% e massimizza 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 convenzionali con elettrodo frontale, 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 tecnologico fotovoltaico

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 di -0,26%/C mantiene la temperatura operativa media giornaliera più di 0,64°C inferiore rispetto ai moduli TOPCon convenzionali. In condizioni completamente senza ombreggiamento, il suo guadagno cumulativo di generazione per watt è superiore dell'1,81% rispetto al 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 cumulativo di generazione per watt fino al 46,82% superiore rispetto al TOPCon. Questo 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 di manutenzione e un IRR a lungo termine più stabile. 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 di controllo della desertificazione 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 chiamato l'anno del fotovoltaico senza argento. Poiché la Cina ha rafforzato i controlli sulle esportazioni di argento dal 1° gennaio 2026, l'argento, un materiale di base strategico per il fotovoltaico e i veicoli a nuova energia, ha visto il suo divario di offerta spingere i prezzi su un altopiano elevato, con il centro di mercato che sale a circa 20.000 RMB/kg. Questo pone 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 sottili, questo non è un problema minore ma una questione di sopravvivenza, rendendo la tecnologia di de-argentatura una necessità di sopravvivenza.

Riduzione progressiva dell'argento

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

Pasta di rame rivestita d'argento

La pasta di rame rivestita d'argento è l'opzione di de-argentizzazione transitoria mainstream per le linee HJT e alcune TOPCon. Riduce il consumo di argento ma richiede un'altissima costanza di stampa, finestre di sinterizzazione ad alta temperatura e controllo di processo, aumentando i costi di tentativi ed errori.

Elettrodeposizione di rame: la via definitiva senza argento

L'elettrodeposizione di rame deposita linee di griglia di rame puro modellate sulla superficie della cella tramite deposizione elettrochimica, riducendo 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 risulta essere uno dei vettori più ideali per la tecnologia senza argento con elettrodeposizione di rame, perché i suoi elettrodi positivi e negativi sono tutti sul retro, liberi dai rigidi vincoli di ricezione della luce frontale e di tensione di invecchiamento. Lo strato di SiO2/polisilicio altamente passivato sul retro può anche fungere da mezzo di scanalatura laser-friendly e senza danni, riducendo 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 dual-drive TOPCon + THBC

Sfide di resa dovute alla complessità del processo

THBC combina la deposizione di passivazione multi-step di TOPCon (crescita dell'ossido, deposizione di polisilicio, drogaggio, ricottura) con la modellazione posteriore su scala micrometrica di IBC. Sullo stesso lato posteriore, le regioni drogate p+ e n+ intercalate 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 pressione sui costi complessivi, una soglia che THBC deve superare nel suo percorso da leader tecnologico a leader di settore.

Compatibilità con wafer sottili e aggiornamenti delle attrezzature

Le apparecchiature IBC dedicate comportano 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 spese in conto capitale. Tuttavia, la 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 dei wafer. Importante, il suo design è altamente compatibile con le linee TOPCon mainstream, quindi le aziende leader con capacità TOPCon avanzata possono aggiornarsi senza problemi alla THBC a un costo di conversione relativamente basso, ottimizzando l'ammortamento degli asset.

La strategia di capacità a doppia trazione TOPCon + THBC

Aziende leader come Trina Solar hanno chiaramente proposto una rotta 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 centralizzate, mentre la THBC accelera le linee pilota e la capacità su larga scala come ammiraglia premium differenziata, puntando a scenari sensibili all'area e ad alta resa su un solo lato 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: la THBC sta ridefinendo il parametro di valore delle celle in silicio cristallino

Lo sprint finale dell'efficienza a giunzione singola

L'ascesa della THBC segna lo sprint 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 tecnologie di punta sul lato fisico posteriore: il contatto passivato a ossido tunnel di TOPCon, la passivazione ad alta efficienza di HJT e il design degli elettrodi senza fili di IBC. Integrati in un'unica architettura, questi punti di forza formano una soluzione di celle di prossima generazione con alta efficienza, ampia area di ricezione della luce, basse perdite di ricombinazione e forte adattabilità ambientale.

Sotto la doppia pressione dell'onda 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 eccezionali guadagni di generazione in ambienti complessi e i potenziali vantaggi di costo silver-free, sta passando dai laboratori all'avanguardia alla linea di produzione di massa. Con la maturazione dei processi produttivi e l'ulteriore implementazione della strategia dual-drive TOPCon + THBC, questa nuova architettura ibrida a contatto posteriore passivato sta rimodellando il parametro di valore della catena di fornitura fotovoltaica. Il prossimo round di competizione potrebbe non riguardare più solo chi è più economico, ma chi può generare più elettricità nella stessa area, chi può sostenere rendimenti più elevati in ambienti complessi e chi definirà il valore fondamentale della prossima generazione di tecnologia fotovoltaica.

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.