# SiNx слишком тонкий, и серебряная паста пробивает его > Исследование ISFH по POLO-контактам показывает, как толщину тыльного каппирующего слоя SiNx и температуру вжигания необходимо подбирать в паре, чтобы поддерживать низкое контактное сопротивление без ![SiNx слишком тонкий, и серебряная паста пробивает его](https://cdn.ooitech.com/static/upload/image/20260715/ffe27327c3b76ab63793c7ff5e44c617.webp) - ** 2026-07-15 - ** 823 просмотра - ** [Блог](./Blog.html) ## SiNx слишком тонкий, и серебряная паста пробивает его **Краткий ответ:** Пленка нитрида кремния на лицевой стороне TOPCon-элемента должна удовлетворять двум противоположным требованиям, и диапазон толщин, удовлетворяющий обоим, узок. Слой SiNx действует как просветляющее покрытие, поэтому более толстая пленка улучшает оптические характеристики до определенного предела. Он также должен выдерживать этап вжигания и предотвращать проникновение серебряной пасты к кремнию при формировании контакта. Слишком тонкое покрытие — и серебро проникает в эмиттер, вызывая шунты; слишком толстое — и паста не образует надлежащий контакт, повышая контактное сопротивление. Рабочие толщины в производстве находятся в диапазоне от 40 нм до 80 нм, а пики вжигания — около 790 °C – 800 °C. Именно из-за этого взаимодействия состав пасты и профиль вжигания разрабатываются вместе с рецептурой покрытия, а не независимо. Производство PV-модулей · от Джерри, Ooitech ## Введение в продукт Любой, кто управляет линией [TOPCon](https://www.ooitech.com/what-is-topcon-solar-cell-a-complete-guide-to-tunnel-oxide-passivated-contact-technology.html) процесса, сталкивался с этой дилеммой. Нанесите SiNx слишком тонко — и вы беспокоитесь, что серебряная паста прожжёт пассивирующий слой, снижая Voc. Нанесите слишком толсто — и контактное сопротивление резко возрастёт, а FF не удержится. Тонкий слой пугает вас, толстый тоже пугает — так какой же толщины «в самый раз»? В 2022 году команда Мин Бёнсуля из ISFH (Институт исследований солнечной энергии Хамелин, Германия) опубликовала исследование в AIP Conference Proceedings, в котором разобрала эту проблему. Они использовали **POLO-пассивирующие контакты — академическое название того, что в промышленности называют TOPCon, по сути, сверхтонкий оксид плюс легированный поликремний структуры poly-Si/SiOx** — чтобы изолировать то, что действительно происходит. **Основной вывод не сложен: толщина SiNx и температура обжига — это согласованная пара. Измените толщину — и вам придется скорректировать температуру. Сдвиньте одно без другого — и либо упадет Voc, либо рухнет FF.** ## Технические параметры ### Как был организован эксперимент ISFH использовала **p-тип CZ-пластины**, с **n⁺ POLO-контактом** на тыльной стороне элемента (туннельный оксид плюс фосфорно-легированный поликремний). Две ключевые переменные: 1. **Толщина тыльного SiNx-покрытия** — от 40 нм до 80 нм 2. **Пиковая температура обжига** — регулировалась между 790°C и 810°C Затем они измерили две вещи: **удельное контактное сопротивление ρc** (методом TLM) и **параметры ВАХ элемента**. Ранее мы рассматривали статью JA Solar 2016 года о том, как **химический состав** (соотношение Si/N) **лицевой** SiNx-пленки антиотражения влияет на контакт с серебряной пастой. Эта работа ISFH 2022 года о том, как **физическая толщина** от **задней стороны** SiNx-покрытие влияет на контакт серебряной пасты. Соедините их вместе, и вы охватите оба измерения — «химический состав» и «физическую толщину», переднюю и заднюю пленки. ### Все образцы обжигались при 800°C, изменялась только толщина заднего SiNx | Толщина SiNx | Медианное ρc (800°C) | Статус | | --- | --- | --- | | 40 нм | ~1 мОм·см² | Очень низкое | | 50 нм | ~1,5 мОм·см² | Начинает расти | | 60 нм | ~7 мОм·см² | Заметно растет | | 70 нм | ~30-40 мОм·см² | Переходная зона, резкий подъем | | 80 нм | ~600 мОм·см² | Почти в 600 раз выше, чем при 40 нм | ### Сканирование температуры обжига на образцах 55 нм и 60 нм | Условие | Медианное ρc | | --- | --- | | 55 нм SiNx + 800°C | 3,2 мОм·см² | | 60 нм SiNx + 805°C | 2,8 мОм·см² | | 60 нм SiNx + 810°C | 2,0 мОм·см² | ## Технические преимущества ### Первый вывод: слишком толстый слой — паста не может прожечь его насквозь Все образцы обжигались при пике **800°C** , изменялась только толщина заднего SiNx-покрытия. Из таблицы выше видна четкая закономерность — количество SiNx, которое паста может прожечь во время обжига, ограничено. Превысьте этот предел, и паста никогда не достигнет поликремния ниже, поэтому контактное сопротивление резко возрастает. СЭМ-изображения дают прямое доказательство: - **40 нм SiNx**: паста полностью прожгла и SiNx, и поликремний, оставив множество **микронных ямок травления** на поликремнии. Поликремний был локально удален полностью — хороший контакт, но пассивирующий слой был поврежден. - **80 нм SiNx**: только крошечное количество очень маленьких ямок травления, нет областей, где поликремний был полностью удалён — пассивация сохранилась, но контактное сопротивление было почти в 600 раз выше (примерно на 2,8 порядка), и FF был практически разрушен. **Вывод ISFH прямолинеен: существует оптимальное окно SiNx — от 50 до 60 нм.** Слишком тонкий слой — паста пробивает пассивацию, и Voc резко падает. Слишком толстый — паста не может пройти, и контактное сопротивление резко растёт. ### Второй вывод: толщина и температура связаны ISFH не остановился на «50–60 нм — оптимально». Они задали более практичный производственный вопрос: если толщина SiNx меняется, должна ли меняться и температура обжига? Они выбрали **55 нм** и **60 нм** группы и провели сканирование температуры от **790°C до 810°C**. Результат очень чёткий: - **55 нм SiNx**: FF достигает пика при **800°C**, там же лучшая эффективность. Ниже — контакт недостаточно хорош; выше — начинает страдать пассивация. - **60 нм SiNx**: FF достигает пика при **805–810°C**. Поскольку SiNx толще, для прохождения пасты через него требуется более высокая температура. Простыми производственными терминами: в данных условиях испытаний переход с 55 нм на 60 нм сдвигает оптимальную температуру обжига вверх примерно на 5–10°C. **Этот наклон является лишь ориентиром для той же системы паст — при смене паст требуется повторная калибровка.** Данные по удельному контактному сопротивлению также это подтверждают: выше температура — лучше контакт, если только не перейти черту, за которой начинается выжигание пассивации. ### Механизм: размер ямок травления — ключевой фактор ISFH с помощью СЭМ сформулировал очень чёткий критерий: - **Ямки диаметром более 1 мкм**: поликремний полностью удалён, пассивация повреждена → **падение Voc** - **Ямки диаметром менее 1 мкм**: поликремний не полностью удалён, пассивация цела → **контактное сопротивление снижается, Voc не меняется** ISFH выразился прямо: «определённое количество мелких ямок травления необходимо для формирования хорошего контакта. Ямки травления диаметром менее 1 мкм, по-видимому, не влияют на качество пассивации». **Критерий линии**: ямки травления не должны быть ни меньше, ни больше — цель — **малый размер, умеренное распределение**. Если под микроскопом видно много ямок размером >1 мкм, температура слишком высокая или SiNx слишком тонкий, и пассивация уже повреждается. ## Применение продукта ### Что реально можно использовать на производственной линии? **1. Толщина SiNx не должна быть ни меньше, ни больше.** Ниже 40 нм паста прожигает пассивацию, и Voc падает; выше 80 нм паста не может прожить насквозь, и контактное сопротивление возрастает почти в 600 раз. **2. Толщина и температура связаны.** При изменении толщины SiNx температура обжига должна следовать за ней. Данные ISFH дают ориентир — в этих условиях каждые дополнительные 5 нм SiNx сдвигают пиковую температуру вверх примерно на 5–10 °C — **но после смены пасты необходима повторная калибровка.** **3. Ямки травления — индикатор «окна».** Посмотрите на **размер и плотность** ямок с помощью СЭМ, и вы сможете судить, находится ли ваша текущая комбинация толщины и температуры внутри окна. Много ямок >1 мкм → слишком горячо или пленка слишком тонкая; почти нет ямок → слишком холодно или пленка слишком толстая, возможны проблемы с контактом. **4. Толщина тыльной пленки также определяет косметический выход и выбор пасты.** Три пункта выше касаются того, как толщина влияет на контактное сопротивление и FF через прожиг пасты или его отсутствие. Но на линии толщина тыльного SiNx контролирует гораздо больше, чем электрические характеристики. В реальном массовом производстве тыльный SiNx обычно контролируется в диапазоне **70–85 нм** — толще, чем «оптимум контакта» 50–60 нм из статьи ISFH. Причина проста: в статье измерялся чистый оптимум контакта для конкретной структуры POLO и конкретной пасты, тогда как производственная линия должна одновременно балансировать пассивацию, контакт и однородность цвета, поэтому выбирается более толстый, более стабильный диапазон. **Более важно, что пасты для коммерческих линий используют другую систему стеклофритты, чем лабораторная паста ISFH, поэтому окно толщины SiNx, которое можно прожить, тоже другое.** При изменении толщины меняется показатель преломления, и вместе с ним смещается интерференционный цвет пленки. Слишком тонкая или слишком толстая пленка приводит к **изменению цвета, отклонению от стандартного цвета** и аналогичные косметические упрощения, которые напрямую снижают косметический выход. Это, в свою очередь, предъявляет жесткое требование к производителю пасты: **паста должна соответствовать технологическому окну тыльной пленки**, а не заставлять тыльную пленку подстраиваться под конкретную пасту. Толщина и температура должны быть согласованы, и толщина пасты и пленки также должны быть согласованы — линия представляет собой систему, а не точечную настройку. ### Три вещи, о которых в статье не сказано 1. **Связь между POLO и TOPCon.** Контакт POLO, использованный ISFH, по сути представляет собой сверхтонкий оксид плюс легированный поликремний (poly-Si/SiOx), в основном то же самое, что и современная тыльная структура TOPCon, поэтому выводы напрямую переносимы. POLO — это академическое название, предложенное ISFH; TOPCon — это отраслевой стандартный термин; по сути, одна и та же структура. 2. **Модель пасты влияет на глубину проникновения.** Разные пасты имеют разные составы стеклофритты и могут прожигать разные толщины SiNx. Значение 50-60 нм ISFH основано на конкретной пасте — при замене пасты может потребоваться повторная калибровка. 3. **Долгосрочная надежность не рассматривается.** Будут ли небольшие ямки травления разрастаться в большие за 25 лет воздействия внешней среды? Будет ли интерфейс деградировать дальше при воздействии влажного тепла? Статья не дает ответа. ### Совместное чтение с JA Solar 2016 | Габариты | JA Solar 2016 | ISFH 2022 | | --- | --- | --- | | Применение | Фронтальная SiNx антиотражающая пленка (ARC) | Тыльная SiNx защитная пленка | | Фокус | Химический состав SiNx (соотношение Si/N) | Физическая толщина SiNx | | Ключевая переменная | Соотношение газов SiH₄/NH₃ | Толщина SiNx + температура обжига | | Тип отказа | Отклонение соотношения Si/N → дисбаланс вязкости фритты → высокое контактное сопротивление | Неправильная толщина → прожиг насквозь или отсутствие прожига | | Направление исправления | Настройка соотношения газов до оптимального окна | Согласование толщины и температуры | | Общий механизм | Кинетика реакции фритта-SiNx определяет качество контакта | Глубина проникновения фритты в SiNx определяет качество контакта | Положите две статьи рядом — и вы получите полную картину процессов на фронтальной и тыльной пленках: химический состав определяет, насколько хорош контакт, а физическая толщина — не повредите ли вы то, что под пленкой, при контакте. **[Сдвиньте соотношение Si/N в покрытии — и Rs резко растет, FF падает, эффективность обваливается.](https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzkwOTQwMTI1Ng==&mid=2247487992&idx=1&sn=1c47bec2b7f8331fe2c63e811fc3928b&scene=21#wechat_redirect)** ### Напоминание для линии: не смотрите только на поликремний, когда ищете потери эффективности. С обеими статьями разобрались, возвращаемся к нашей линии. Когда ищете потери эффективности, рефлекс инженера — сначала проверить толщину тыльного поликремния, уровень легирования, толщину туннельного оксида — их влияние на FF и Voc хорошо изучено, и это стандартные пункты проверки. Но **тыльный слой SiNx** часто отмахивают как «пассивирующий/декоративный слой», и мало кто думает о нем в контексте контактного сопротивления. Ценность этой статьи ISFH именно в том, что она возвращает эту упускаемую переменную на стол: **неправильная толщина тыльной пленки — паста не прожжётся или прожжёт насквозь, и FF одинаково обваливается.** В следующий раз, когда столкнетесь с ситуацией «параметры поликремния не тронуты, а FF загадочно упал», не ходите кругами вокруг поликремния — вернитесь и проверьте, сочетаются ли толщина тыльной пленки и температура обжига. Стоит отметить: эксперимент ISFH основан на обычном обжиге. Технология LECO, широко применяемая сейчас на линиях, может оптимизировать контакт за счет последующего лазерного/токового шага, что в некоторой степени снижает чувствительность к паре «температура обжига — толщина», но толщина тыльной пленки все равно остается базовым окном, и ее нельзя игнорировать. ### Мнение Ooitech Мы видим то же самое на каждой линии TOPCon, которую запускаем — тыльный SiNx воспринимается просто как цветная пленка, а затем FF тихо проседает, и никто не проверяет пару «толщина — температура». Данные ISFH согласуются с тем, что подталкивает людей к LECO, поскольку разделение формирования контакта и шага обжига дает реальный запас прочности, когда химия фритты вашей пасты и окно тыльной пленки не полностью совпадают. Если хотите увидеть, как эти шаги работают на реальной модульной линии — нанесение покрытия, обжиг, стрингование и все остальное — канал Ooitech на YouTube по адресу [www.youtube.com/ooitech](http://www.youtube.com/ooitech) стоит подписаться. И имейте в виду, что это исследование на уровне ячеек; модульная линия наследует эти ячейки, но судьба контакта уже решена выше по потоку. ## Ссылки - Min B. et al., AIP Conf. Proc. 2487, 020014 (2022) (DOI: 10.1063/5.0089239) - Chen X.Y. et al., Solar Energy 126 (2016) 105–110 (DOI: 10.1016/j.solener.2016.01.001) --- ##### 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) 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) 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) 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 ![](/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 ## Наша новейшая продукция ![Солнечный симулятор GIV: класс A+, нестабильность <1%](https://cdn.ooitech.com/runtime/image/w800_h600_fitblur_v2_1774508988152657.webp) - [** Rachael](./gsolar-solar-panel-tester-sun-simulator-giv-20a2616-a-a-a-class-solar-module-iv-tester.html) - [** 13664](./gsolar-solar-panel-tester-sun-simulator-giv-20a2616-a-a-a-class-solar-module-iv-tester.html) ### Солнечный симулятор GIV: класс A+, нестабильность Gsolar GIV-20A2616 тестер солнечных панелей и симулятор солнца класса A+A+A+ с областью тестирования 2600mm x 1600mm, длительность импульса 10ms-100ms ![Волочильная машина для производства солнечной ленты](https://cdn.ooitech.com/runtime/image/w800_h600_fitblur_v2_2026051187922761.webp) - [** ooitech](./wire-drawing-machine-for-solar-ribbon-production-line.html) - [** 596](./wire-drawing-machine-for-solar-ribbon-production-line.html) ### Волочильная машина для производства солнечной ленты Профессиональная машина для промежуточного волочения проволоки для линии производства солнечной ленты, оснащенная четырехосевой горизонтальной конструкцией ![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) - [** 63288](./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 ![Машина для фотогальванической ленты — линия волочения и лужения проволоки](https://cdn.ooitech.com/runtime/image/w800_h600_fitblur_v2_2026051111285937.webp) - [** ooitech](./photovoltaic-ribbon-wire-drawing-and-tinning-integrated-production-line.html) - [** 718](./photovoltaic-ribbon-wire-drawing-and-tinning-integrated-production-line.html) ### Машина для фотогальванической ленты — линия волочения и лужения проволоки Интегрированная линия волочения и лужения проволоки для фотогальванической ленты: как круглая и плоская солнечная лента вытягивается, покрывается и наматывается за один проход, с проверками. ![Соединительная шина – ток солнечных элементов в стринге](https://cdn.ooitech.com/runtime/image/w800_h600_fitblur_v2_2026032713037538.jpg.webp) - [** Rachael](./Interconnection-Busbar-for-Solar-Module-Assembly-High-Performance-Current-Collection-Solution.html) - [** 96875](./Interconnection-Busbar-for-Solar-Module-Assembly-High-Performance-Current-Collection-Solution.html) ### Соединительная шина – ток солнечных элементов в стринге Премиальные решения соединительных шин для сборки солнечных модулей, отличающиеся конструкцией из высокочистой луженой меди ![Полный каталог продукции ламинатора солнечных панелей Ooitech](https://cdn.ooitech.com/runtime/image/w800_h600_fitblur_v2_1774438298752758.webp) - [** Rachael](./OTCY-2754DD-Single-Layer-Double-Chamber-Automatic-BIPV-Laminator-High-Performance-Solar-Module-Produ.html) - [** 63257](./OTCY-2754DD-Single-Layer-Double-Chamber-Automatic-BIPV-Laminator-High-Performance-Solar-Module-Produ.html) ### Полный каталог продукции ламинатора солнечных панелей Ooitech Полный каталог ламинаторов солнечных панелей Ooitech: 10 моделей, сравнение технических характеристик, описания систем, средства обеспечения безопасности