Двусторонняя электрическая оптимизация выводит промышленный M10 TOPCon на 26,66%

Введение в продукт

"Может ли TOPCon действительно выжать еще 0,5%? Предел Оже уже практически перед нами."

Эта фраза из курилки в значительной степени отражает общую тревогу всех, кто управлял линией n-TOPCon последние два года. Полноразмерные ячейки M10, эффективность массового производства застряла где-то между 25,5% и 26%, и каждый дополнительный 0,1% означает борьбу с рекомбинацией, контактом и серебряной пастой. Затем Jinko вместе с Нинбоским институтом материалов публикует эту статью в Nature Energy и поднимает сертифицированную эффективность промышленного M10 TOPCon прямо до 26,66%, попутно доведя двусторонность до 88,3%. Версия в одном предложении: исправить обе электрические стороны одновременно, вместо того чтобы гнаться только за пассивацией или только за сеткой.

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%, откуда взялся этот новый шаг

Новости об эффективности TOPCon за последний год, честно говоря, уже немного утомили. 26,1%, 26,35%, в основном лазерная селективная модификация или небольшие изменения борного эмиттера. На этот раз линия Jinko режет с обеих сторон одновременно:

• Передняя поверхность: высокоомный борный эмиттер плюс оптимизация рисунка сетки, снижающие рекомбинацию и потери на транспортировку.

• Задняя поверхность: двухслойная структура поли-Si/SiOx, блокирующая диффузию серебра, внутренний слой с высокой кристалличностью, низкое содержание неактивного фосфора в подложке и локальное утонение.

• Сертификационная платформа: промышленные полноразмерные ячейки M10, а не лабораторные образцы.

На самом деле эта двусторонность 88,3% привлекает больше внимания, чем абсолютная эффективность в мире n-TOPCon, и я объясню почему позже.

Лицевая поверхность: высокоомный борный эмиттер, осмельтесь его продвинуть

Старое противоречие лицевой поверхности i-TOPCon: слишком сильная диффузия бора приводит к росту рекомбинации Оже и концентрационной рекомбинации; слишком слабая — увеличивается боковое сопротивление эмиттера, ток под тонкими пальцами не собирается, и приходится форсировать контакт с помощью LECO.

Что делает эта статья (см. серию рисунков 2):

• Активно повышать листовое сопротивление борного эмиттера, при условии сохранения качества пассивации и синего отклика.

• Переработать рисунок шин/пальцев, чтобы потери на боковой перенос компенсировались на этапе сетки.

• Со стороны металлизации использовать подход нано-джоулевого нагрева (их же предыдущая работа в Zhou et al., Small 2025 указана в ссылках) для снижения контактного сопротивления Ag-Si.

Сравнение IQE/PL на рисунке 2 показывает: плотность тока рекомбинации на лицевой поверхности j0 группы с высокоомным эмиттером явно снижается, а фактор заполнения не падает, что означает, что оптимизация сетки и локального контакта действительно компенсировала потери на перенос.

Интуитивная реакция линейного инженера: самая большая ловушка высокоомного борного эмиттера — не электрические характеристики, а окно прожига при печати и совместимость с процессом LECO. Это команда из собственной линии Jinko (авторы, такие как Mao Jie и Wang Zhao, из Haining Jinko), что означает, что эта комбинация борной диффузии и сетки, скорее всего, уже прошла DOE на линии M10, а не является чисто лабораторным рецептом.

Тыльная поверхность: двойной поли-Si — это настоящая тяжелая работа

Раздел тыльной поверхности — самая инженерная часть всей статьи (рисунки 3 и 4).

Все знают ловушки, в которые попадала традиционная структура n+-поли/SiOx:

• При прожиге серебряной пасты Ag проникает к подложке по границам зерен, вызывая поверхностные состояния, и светоиндуцированная и темновая деградация усиливаются вместе.

• Слишком толстый слой поли — тыльное паразитное поглощение снижает двусторонность; слишком тонкий — пассивация и контакт становятся нестабильными.

Исправление здесь — двухслойный туннельный оксид поли-Si с тыльной стороны (рисунок 3 TEM показывает разницу в кристалличности и распределении легирования между двумя слоями):

• Внешний слой склонен к «обороне»: блокирует диффузию серебра, сохраняет пассивацию интерфейса от разрушения металлизацией.

• Внутренний слой склонен к «атаке»: высокая кристалличность плюс подавленная неактивная концентрация P на стороне подложки, так что качество пассивации повышается (данные iVoc и j0 на рисунке 4 это подтверждают).

• Локально утонченный слой поли (вероятно, области LCO или лазерного открытия окон): пропускание тыльной стороны увеличивается, бифациальность достигает 88,3%.

На сравнительных кривых рисунка 4 группа с двойным поли относительно базовой группы с одинарным поли:

• Voc остается на месте (благодаря внутреннему слою с высокой кристалличностью и низкому неактивному фосфору).

• FF не страдает (диффузия серебра остановлена внешним слоем, контактное удельное сопротивление не взлетает).

• Бифациальность увеличивается с обычных для TOPCon ~80% до 88,3%, и это важнее для стоимости BOS, чем 0,3% на листе эффективности.

Применение продукта

Отбросьте рефлекс «Nature paper, должно быть дорого». Для тех, кто реально управляет линией n-TOPCon, есть три вещи, которые можно практически скопировать напрямую:

• Перестаньте цепляться за старое меню 80-100 Ом/кв для борного эмиттера. Поднимите его выше, пересчитайте сетку контактов, перенастройте окно LECO, и 0,2-0,3% абс. на фронтальной поверхности реально достижимы.

• Замените тыльный поли с одного слоя на двойной. Внешний слой не обязательно дорогой, это просто еще один слой CVD, но диффузия серебра как скрытый режим отказа — это реальные деньги за 25-летний срок службы бифациального модуля.

• Обменяйте локальное утонение поли на бифациальность. Это лучшая сделка, чем оптимизация только стекла и инкапсулянта. 88% бифациальности с трекером, и математика стоимости кВт·ч на стороне станции говорит сама за себя.

Конечно, есть ловушки: тепловой бюджет двухслойного поли, производительность и равномерность лазерного локального утонения, а также масштаб модернизации по сравнению с существующей inline-установкой. Статья не раскроет их, но Jinko рискнула выставить сертифицированную эффективность, что говорит о том, что пилотная линия M10 уже работает гладко.

Открытый вопрос: в рамках текущего теплового бюджета TOPCon с высокотемпературной борной диффузией 1300+ и LECO, стоит ли добавлять сверху еще один лазерный селективный модифицирующий слой (как в подходе UV-ps в статье Wang Q с КПД 26,35%)? Или задний двойной поликремний уже исчерпал треугольник компромиссов пассивация-контакт-двусторонность, так что следующим шагом должен быть переход на структуру BC, а не дальнейшее выжимание TOPCon?

Мнение Ooitech

Что здесь тихо интересно, так это то, что оба этих рычага — высокоомный борный эмиттер и задний двойной поликремний — находятся почти полностью на стороне ячейки, однако результат проявляется на уровне модуля через двусторонность 88,3%. На линии сборки модулей более высокая двусторонность меняет подход к укладке, выбору задней пленки или стекла, а также натяжению стрингера для более тонких и хрупких ячеек, поэтому технологическое окно на стороне модуля должно смещаться соответственно. Как производители комплексных линий сборки модулей, работающие с форматами от M10 до шингловых и TOPCon, мы внимательно следим за этими изменениями на уровне ячеек, потому что они задают темп для того, с чем должна справляться последующая линия. Если вы хотите увидеть, как на самом деле работает современная линия производства модулей, канал Ooitech на YouTube по адресу www.youtube.com/ooitech стоит подписаться.