# Пинхолы в элементах TOPCon: неожиданный путь > Новое исследование выявило два типа питтингов SiOx в TOPCon-элементах. Пассивация питтингов остаточным кислородом фактически повышает эффективность до 26,55% ![Пинхолы в элементах TOPCon: неожиданный путь](https://cdn.ooitech.com/static/upload/image/20260717/8f4e05ab43e74a832b2faee10f80bb99.webp) - ** 2026-07-17 - ** 222 просмотра - ** [Блог](./Blog.html) ## Пинхолы в элементах TOPCon: неожиданный путь **Краткий ответ:** Исследование элементов TOPCon показало, что намеренное оставление контролируемого количества тонкого оксида может улучшить пассивацию, а не ухудшить её, что опровергает давнее предположение. В исследовании измерялись оксидные слои в диапазоне 0,2 нм и 0,3 нм по сравнению с эталоном 1,7 нм, и было обнаружено, что более тонкий, намеренно сохранённый оксид не просто добавляет сопротивление. Туннельный оксид в элементе TOPCon должен быть достаточно тонким, чтобы носители могли туннелировать через него, и достаточно толстым, чтобы пассивировать поверхность, а обычная целевая величина составляет один или два нанометра. Полученный результат позволяет предположить, что граница менее резкая, чем считалось, и что химическое состояние границы раздела имеет такое же значение, как и толщина. Для производственной линии это смещает внимание в сторону контроля границы раздела, а не только толщины. Производство PV-модулей · от Джерри, Ooitech ## Обзор Вот кое-что, что опровергает давнее предположение в кремниевой фотовольтаике. Исследователи обнаружили, что намеренное оставление определённых «пинхолов» в слое SiOx [TOPCon](https://www.ooitech.com/what-is-topcon-solar-cell-a-complete-guide-to-tunnel-oxide-passivated-contact-technology.html) -элемента может повысить эффективность до 26,55%, а не снизить её. Ключевой вывод: пинхолы в туннельном оксиде делятся на два семейства. Один — рекомбинационный тип (обедненный кислородом, где поли-Si напрямую контактирует с c-Si, плохо), другой — пассивирующий тип (остаточный кислород остается, пассивируя оборванные связи, при этом все еще позволяя туннелирование, хорошо). Пассивирующий тип имеет размеры примерно 1,6 ± 0,2 нм × 1,4 ± 0,3 нм в поперечном сечении, с поверхностной плотностью 2 × 10¹² см⁻². Модель Фишера показала, что решающим для производительности устройства является не геометрия пинхола, а то, пассивирован ли пинхол. Ссылка: *Пассивирующие пинхолы для крупноформатных и высокоэффективных кремниевых солнечных элементов с туннельным оксидным пассивированным контактом*, Nat Commun 17, 2490 (2026). [https://doi.org/10.1038/s41467-026-70511-2](https://doi.org/10.1038/s41467-026-70511-2) ## История исследования и проблема, которая застряла TOPCon сейчас является мейнстримом для n-типа кремния. Runergy достигла 26,55% на 335 см², Jinko сложила TOPCon с перовскитом до 33,24%, а односторонний n-TOPCon имеет теоретический предел 27,79%. Но никто не определил, какую роль на самом деле играют пинхолы в этом межфазном слое SiOx. Традиционный взгляд: пинхол означает, что поли-Si проникает прямо в c-Si, кислородная пассивация не работает, плохие новости. Реальность сложнее. Оксид слишком толстый (>1,7 нм) пассивирует хорошо, но туннелирует плохо, поэтому FF падает. Оксид слишком тонкий (<1,3 нм) означает больше пинхолов, и теперь вы беспокоитесь о падении Voc. Авторы разбили толщину оксида плюс распределение кислорода на три случая (раздел «Введение»): - Случай 1: толстый оксид, пассивация в порядке, туннелирование не оптимально - Случай 2: тонкий оксид плюс обеднение кислородом, что приводит к питтингу рекомбинационного типа (классический «плохой питтинг») - Случай 3: тонкий оксид, но кислород всё ещё проникает в питтинг, что приводит к питтингу пассивирующего типа (новое открытие здесь) До этого разрешение HR-TEM было недостаточным, чтобы увидеть особенности менее 2 нм. В литературе сообщалось о диаметрах питтингов от 5 нм до 200 нм и плотностях от 10⁶ до 10⁸ см⁻², и все они были просто «большими отверстиями». Селективное травление и c-AFM основаны на разнице скоростей травления между Si и SiOx, поэтому области с остаточным кислородом просто не вскрываются при травлении. Пассивирующие питтинги естественным образом отсеивались этими методами. Вот почему Случай 3 оставался незамеченным так долго. ## Механизм: два типа питтингов (Рисунок 2) Сканирование границы раздела poly-Si/SiOx/c-Si на пластине с высокой эффективностью (25,40%) и контрольной пластине с низкой эффективностью (24,07%) проводилось с помощью коррекции аберраций HAADF-STEM (JEM ARM200F плюс Spectra 300, 200/300 кВ). | Тип | Состояние кислорода | Размер (высокая/низкая эффективность) | EELS O-K край | | --- | --- | --- | --- | | Рекомбинация | Обеднённый кислородом, решётка poly/c-Si напрямую соединена | Пластина с низкой эффективностью ~1,37 × 1,35 нм | Глубокая кислородная долина | | Пассивирующий | Остаточный кислород присутствует, оборванные связи пассивированы | Пластина с высокой эффективностью 1,55 × 1,25 нм | Сигнал кислорода всё ещё виден, мелкая кислородная долина | ### Ключевой момент: питтинги на пластине с высокой эффективностью на самом деле меньше, и лучше удерживают кислород. Все размеры на порядок меньше, чем сообщалось в более ранней литературе. Результаты модели точечного контакта Фишера (рис. 3d в оригинале): - Доля площади питтингов f = πr²/P², но J₀ нечувствителен к f. Что действительно доминирует, так это скорость поверхностной рекомбинации S в питтинге. - При f ≈ 0,1, как только S ≳ 10³ см/с, J₀ резко возрастает и насыщается при S > 10⁵ см/с. - Значение: ключ к высокой производительности — не «ноль питтингов», а «питтинги, которые пассивированы». Это самый большой акцент всей статьи. По плотности это своего рода революция. Статистика по ортогональному срезу X-Y через 40 пластин (высокой и низкой эффективности) дала 2 × 10¹² см⁻² для пассивирующих и 3 × 10¹² см⁻² для рекомбинационных пинохолов, что на 4-6 порядков выше литературных значений. Складываются три причины: во-первых, изменилась концепция, поэтому ранее отсеиваемые пассивирующие нанодефекты стали видимыми; во-вторых, образцы — это промышленно оптимизированные пластины с эффективностью выше 25%, а не тестовые структуры; в-третьих, метод — атомарный HAADF, а косвенные подходы просто не могут увидеть область, содержащую кислород, размером менее 2 нм. Чтобы защититься от перекрытия вдоль направления пучка для образцов TEM толщиной от 50 до 150 нм, авторы подстраховались с помощью 4D-STEM птхографии вдоль направления толщины, подтвердив, что статистика плотности не искажается проекционным перекрытием. ## Технологическая точка входа: двухступенчатое окисление плюс полировка тыльной стороны плюс тройное поликремниевое сопряжение Переменные из оригинальных методов и дополнительной информации (дополнительная таблица 1): - Двухступенчатое окисление: сначала окисление O₂ в тонкий SiO₂, затем ступень с недостатком кислорода (без подачи кислорода). Пассивирующему типу требуется больше времени потока кислорода, более высокая температура, больший поток и более высокое давление, что способствует равномерному плотному оксиду. - Диффузия POCl₃: более низкая температура осаждения и более короткое время улучшают кристаллизацию поликремния и подавляют рекомбинационные пинохолы. - Морфология полировки тыльной стороны находится выше по потоку от однородности толщины оксида. Все три параметра должны настраиваться вместе для стабильного получения случая 3. ## Сравнение характеристик (рис. 4, фактические данные) Симметричные двусторонние образцы poly-Si/SiOx (n-Si 1–3 Ом·см, двусторонняя полировка): - τeff: 8.9 мс для высокой эффективности против 2.96 мс для контроля (инжекция 5×10¹⁵ см⁻³) - J₀: 2.6 против 10.6 фА/см² - ΔVoc измерено как 15.9 мВ, но разница в J₀ объясняет только ~11 мВ. Оставшиеся ~5 мВ авторы приписывают улучшенному объемному времени жизни SRH. Оптимизированный отжиг, создавая пассивирующие пинохолы, также геттерирует металлические примеси (со ссылкой на работу Krügener по POLO с эффективностью 25%). Совместное улучшение и интерфейса, и объема — это рецепт для преодоления порога 25%. Для FF разница в основном связана с Rs: - Rs: 357 (высокая эффективность) против 619 мОм·см² (контроль), измерено Suns-Voc - ρc (TLM): 4.6 против 5.4 мОм·см² Контринтуитивный момент: по логике «более плотные пины снижают ρc», большее количество пассивирующих пинов на высокоэффективной пластине должно означать более низкое ρc, и действительно, 4,6 < 5,4. Но авторы добавляют поворот. Вблизи пинов рекомбинационного типа фосфор диффундирует в пластину, тогда как пассивирующие типы блокируются кислородом (профиль легирования EDS в дополнительном рис. 10). Таким образом, профиль легирования и контактное сопротивление следуют двум разным логикам, и их нельзя объяснить только плотностью пинов. Фотолюминесценция была равномерной по всей пластине, а картирование распределения Voc с помощью Corescan также подтвердило равномерность на большой площади. ## Одна строка для отрасли Эта статья переводит интерфейс TOPCon из бинарной истории «неповрежденный оксид против утечки через пины» в троичную: «пины тоже могут быть хорошими, если кислород все еще присутствует». Что отрасли нужно делать дальше — не зацикливаться на нулевом количестве пинов, а настроить цепочку от полировки тыльной стороны до окисления и осаждения поликремния так, чтобы пины несли кислород. Пластина Daheng с КПД 25,40% на площади 333,3 см² уже доказала, что этот путь работает. ## Мнение Ooitech Что нас здесь поражает, так это то, насколько многое зависит от технологической цепочки, а не только от дизайна ячейки. Тот факт, что двухступенчатое окисление, настройка POCl₃ и полировка тыльной стороны должны двигаться вместе, — это именно та связность, которая теряется, когда линия собирается по частям. На стороне модулей мы видим ту же закономерность, где допуски ламинации и стрингования незаметно решают, сохранит ли хорошая ячейка свой Voc. Если вы хотите подробнее узнать, как эти чувствительные к интерфейсу процессы переносятся на реальное производство, наши обзоры фабрик на YouTube ([www.youtube.com/ooitech](http://www.youtube.com/ooitech)) стоит подписаться. --- ##### Теги: ![](/template/ooitech/assets/img/shape/06.png) ![](https://cdn.ooitech.com/runtime/image/w800_h700_fitblur_v2_w800_h700_fitblur_v2_1757399770541443.webp) ### Запросить предложение Все загрузки безопасны и конфиденциальны. ## Мы предоставляем экспертизу, которой можно доверять наш сервис Оборудование напрямую с завода. ![](/template/ooitech/assets/img/icon/money-2.svg) ### Экономически эффективные преимущества Мы предоставляем исключительную ценность, максимизируя результаты и оптимизируя бюджеты для клиентов. ![](/template/ooitech/assets/img/icon/staff.svg) ### Наша опытная команда Наши квалифицированные специалисты специализируются на инновационных решениях и индивидуальных стратегиях. ![](/template/ooitech/assets/img/icon/certified.svg) ### Более 15 лет опыта в отрасли Глубокий опыт гарантирует надежные, актуальные и проверенные результаты для успеха. ![](https://cdn.ooitech.com/static/upload/image/20250910/1757477357667605.webp ) ![](https://cdn.ooitech.com/static/upload/image/20250910/1757477724911512.webp) ![](/template/ooitech/assets/img/shape/06.png) ## Что наши клиенты говорят о нас Отзывы клиентов хвалят наше глубокое понимание их задач, что приводит к инновационным решениям и высокой рентабельности инвестиций. Долгосрочное сотрудничество — некоторые более десяти лет — демонстрирует их доверие и удовлетворенность. Их истории успеха побуждают нас постоянно превосходить ожидания. [Узнать больше **](#quote-form) ![](/template/ooitech/assets/img/icon/quote.svg) Спасибо Ooitech за предоставление полностью автоматизированного производственного оборудования — ваша установка и послепродажное обслуживание были отличными. ![](https://cdn.ooitech.com/runtime/image/w800_h600_fitblur_v2_2026041720921238.webp) ### Амджад ![](/template/ooitech/assets/img/icon/quote.svg) благодарим за профессиональную поддержку ooitech и своевременное послепродажное обслуживание. ![](https://cdn.ooitech.com/runtime/image/w800_h600_fitblur_v2_1784509010217979.webp) ### Диарра из Африки ![](/template/ooitech/assets/img/icon/quote.svg) Человек с большой душой. Большое спасибо за ваш визит, господин Ву. Большое спасибо за услуги по установке оборудования и обучению моих студентов. Самый добрый человек и профессионал в своей области ![](https://cdn.ooitech.com/runtime/image/w800_h600_fitblur_v2_2026041716444445.webp) ### Джизакский политехнический институт ![](/template/ooitech/assets/img/icon/quote.svg) Спасибо Ooitech за предоставление высокоподходящего экспериментального оборудования для BC солнечных элементов. ![](https://cdn.ooitech.com/runtime/image/w800_h600_fitblur_v2_1776426122864564.webp) ### KTECH ![](/template/ooitech/assets/img/icon/quote.svg) Ещё раз большое спасибо за огромную помощь в улучшении и исправлении фабрики, а также за обучение рабочих использованию машин ![](https://cdn.ooitech.com/runtime/image/w800_h600_fitblur_v2_1757479675272137.webp) ### Марк BIPV Филиппины ## Наша новейшая продукция ![Однослойный двухкамерный автоматический ламинатор BIPV](https://cdn.ooitech.com/runtime/image/w800_h600_fitblur_v2_1774438506273987.webp) - [** Rachael](./single-layer-double-chamber-automatic-bipv-laminator-otcy-2754dd-ooitech-solar-panel-lamination-equipment.html) - [** 63298](./single-layer-double-chamber-automatic-bipv-laminator-otcy-2754dd-ooitech-solar-panel-lamination-equipment.html) ### Однослойный двухкамерный автоматический ламинатор BIPV Ooitech OTCY-2754DD Однокамерный автоматический ламинатор BIPV с двойной камерой оснащён двумя зонами ламинации 2700x5400 мм, верхним и нижним двойным нагревом ![SS-2500B Tabber Stringer: 2400 ячеек/ч, 3-20BB](https://cdn.ooitech.com/runtime/image/w800_h600_fitblur_v2_1774258018905303.webp) - [** ooitech](./SS-2500B-Full-Automatic-Solar-Cell-Tabber-Stringer-Machine-High-Speed-Production-Line-Equipment.html) - [** 36928](./SS-2500B-Full-Automatic-Solar-Cell-Tabber-Stringer-Machine-High-Speed-Production-Line-Equipment.html) ### SS-2500B Tabber Stringer: 2400 ячеек/ч, 3-20BB Полностью автоматический станок SS-2500B для соединения кристаллических кремниевых солнечных элементов с производительностью 2400 шт/ч, оснащенный инфракрасной пайкой ![OSLB-1300 BC Стрингер ячеек: 1000 ячеек/ч, ±0,10 мм](https://cdn.ooitech.com/runtime/image/w800_h600_fitblur_v2_2026032311945973.png) - [** ooitech](./oslb-1300-back-contact-cell-welding-machine-bc-solar-cell-stringer-for-ibc-abc-hpbc-panel-production.html) - [** 98960](./oslb-1300-back-contact-cell-welding-machine-bc-solar-cell-stringer-for-ibc-abc-hpbc-panel-production.html) ### OSLB-1300 BC Стрингер ячеек: 1000 ячеек/ч, ±0,10 мм Машина для сварки ячеек с задним контактом OSLB-1300 от Ooitech обеспечивает производительность ≥1000 ячеек/час для струнной сварки солнечных ячеек BC, IBC, ABC и HPBC. ![Станок для снятия рам с солнечных панелей: 120 панелей/час](https://cdn.ooitech.com/runtime/image/w800_h600_fitblur_v2_1774608027244403.webp) - [** Rachael](./Solar-Panel-Frame-Removal-Machine-High-Efficiency-Automated-Deframing-Equipment.html) - [** 73646](./Solar-Panel-Frame-Removal-Machine-High-Efficiency-Automated-Deframing-Equipment.html) ### Станок для снятия рам с солнечных панелей: 120 панелей/час Гидравлический станок для снятия рам с солнечных панелей – автоматическое удаление рам для переработки фотоэлектрических модулей. Низкий процент повреждений, поддержка различных размеров панелей. ![PV-бэкшит для солнечных модулей — TPT, KPK, PVDF](https://cdn.ooitech.com/runtime/image/w800_h600_fitblur_v2_1774518934395196.webp) - [** Rachael](./Photovoltaic-Backsheet-The-Critical-Protective-Layer-for-Solar-Modules.html) - [** 13911](./Photovoltaic-Backsheet-The-Critical-Protective-Layer-for-Solar-Modules.html) ### PV-бэкшит для солнечных модулей — TPT, KPK, PVDF PV-бэкшит для солнечных модулей в марках TPT, KPK, PVDF и прозрачных: УФ-стойкая, электроизолирующая и влагоблокирующая задняя защита. ![Оборудование для испытаний на соответствие IEC: 0,1-10 кВ, 2600 мм](https://cdn.ooitech.com/runtime/image/w800_h600_fitblur_v2_2026032716200590.webp) - [** Rachael](./solar-panel-testing-equipment-for-iec-certification-complete-pv-module-test-solutions-by-ooitech.html) - [** 92497](./solar-panel-testing-equipment-for-iec-certification-complete-pv-module-test-solutions-by-ooitech.html) ### Оборудование для испытаний на соответствие IEC: 0,1-10 кВ, 2600 мм Ooitech предлагает полный ассортимент оборудования для тестирования солнечных панелей для сертификации IEC61215 и IEC61730, включая станции визуального контроля