Печать на стальной пластине + локальный поликремниевый палец: следующий шаг TOPCon уже происходит
Содержание
Введение в продукт
В прошлом месяце я посетил завод по производству TOPCon. Старый Чжан, руководитель технологического процесса, вытирал руки после замены свежего трафарета на принтере и вслух считал вместе со мной.
"Один PI-пленочный стальной проволочный трафарет стоит от 4 000 до 8 000 юаней, и в среднем по отрасли срок службы составляет около 400 000 пластин. Хороший трафарет выдерживает 450 000, плохой начинает пропускать пасту на 300 000. В пересчете на каждую пластину это один-два цента. Думаешь, меня волнует стоимость трафарета?"
Он прислонился к шкафу с инструментами у принтера и понизил голос: "Серебряная паста — вот настоящая история."
В начале 2023 года серебро стоило около 6 000 юаней за килограмм, а серебряная паста составляла всего 3.4% от стоимости модуля. К январю этого года паста подорожала до 29% от общей стоимости модуля. Серебряная паста официально обогнала поликремний и стала главным фактором затрат в фотоэлектрическом модуле.
23 июня спотовая цена серебра составила 15 233 юаня/кг, а фронтальная мелкоячеистая серебряная паста котировалась по 15 779 юаней/кг.
"29 процентов!" — он хлопнул по дверце шкафа. "Мы убиваемся над снижением затрат и повышением эффективности, а это все равно меньше, чем однодневное колебание цены на серебро."
Он достал телефон и показал мне внутренний график: цена на фронтальную серебряную пасту за последние три года, почти прямой подъем под углом 45 градусов.
"Видел ту статью про печать стальными трафаретами?" — спросил я.
"Читал. Ту, что в Joule от Нинбоского института материалов. Весь чат производственной линии переслал ее. Но руководство все еще колеблется, потому что в конечном счете, сможет ли эта штука реально сэкономить деньги?""
Когда он это говорил, рядом работал трафаретный принтер, выдавая следующую партию, ракель ровно наносил серебряную пасту на сетку, а шипение вакуума задавало ритм.
Он печатал стабильно. Надёжно, с высоким выходом годного, рабочие знают его наизусть.
Но всем известно, что «стабильность» никогда не была защитным рвом в этом бизнесе.
Эта статья отвечает на один вопрос: может ли печать на стальных пластинах в сочетании с локальным поликремнием помочь TOPCon вернуть часть ценового преимущества в 2026 году при таких высоких ценах на серебро?
В январе 2026 года журнал Joule опубликовал работу команды Е Цзичуня из Нинбоского института материаловедения КАН. На промышленных пластинах M10 они использовали печать на стальных пластинах для замены традиционной трафаретной печати фронтальной сетки, а локальный поликремний для замены поликремния по всей площади на тыльном контакте. Сертифицированная эффективность ISFH: 26.09%.
Этот показатель не является рекордом отрасли. JinkoSolar опубликовала 26.4% в июне 2026 года, а Trina получила 26.58% сертификацию ранее. Но ценность здесь не в цифре эффективности, а в том, что эта работа решает сразу три болевые точки TOPCon: эффективность, снижение расхода серебра и двусторонность. И обе технологии совместимы с существующими линиями, а не требуют полной замены оборудования.
Давайте разберём это подробнее.
Технические параметры
Морфология линий сетки: трафаретная печать против печати на стальных пластинах
| Показатель | Трафаретная печать | Печать на стальных пластинах |
|---|---|---|
| Ширина линии | 17,0–19,4 мкм | 14,1–15,5 мкм |
| Высота линии | 8,7 мкм | 8,9 мкм |
| Соотношение сторон | 45.1% | 58.9% |
| Профиль края | Наклонный | Почти вертикальный |
| Расстояние между пальцами | 1066 мкм | 944 мкм |
| Удельное контактное сопротивление | выше | 2,4 мОм·см² (~на 15% ниже) |
Локальный поликремний против поликремния по всей площади (покрытие 30%)
| Показатель | Полная площадь поли | Локальный поликремний |
|---|---|---|
| Jsc | 41.90 мА/см² | 42.09 мА/см² |
| J0 (плотность тока насыщения) | 8.76 фА/см² | 6.40 фА/см² (-27%) |
| Двусторонность | 84.26% | ~90% |
| Voc | 724.9 мВ | 729.9 мВ |
| КПД | ~25.8% | 26.09% |
| Снижение LCOE | базовый уровень | -1.7% |
Технические преимущества
Первое: Печать стальной пластиной — это больше, чем замена экрана
Обычные фронтальные сетки TOPCon используют трафаретную печать, где тканая сетка соскребает серебряную пасту на пластину. Эта тканая сетка имеет узлы в местах пересечения нитей, и паста проходит через зазоры между ними. Эти узлы определяют форму сетки: широкие, короткие, со скошенными краями.
Печать стальной пластиной использует полностью открытый металлический трафарет, тот же класс технологий, который Tongwei называет «печать полностью открытой стальной пластиной». Без переплетения. Паста выдавливается прямо через щели, открытые лазером или электроформированием. Форма сетки меняется мгновенно:
Трафаретная печать: 17.0-19.4 мкм в ширину, 8.7 мкм в высоту, соотношение сторон 45.1%, скошенные края.
Печать стальной пластиной: 14.1-15.5 мкм в ширину, 8.9 мкм в высоту, соотношение сторон 58.9%, почти вертикальные края.
На 3-4 мкм уже, на 0.2 мкм выше, соотношение сторон от 45% до 59%.
Три изменения, три счета, которые нужно оплатить:
Во-первых, меньше затенения. Более узкие пальцы, больше открытой площади для света. Это 0.1% абсолютного прироста эффективности происходит из этих 3-4 микрон.
Во-вторых, меньше серебра. Возьмем 210R ячейку. Данные с поля за июнь 2026 года показывают, что ведущие производители TOPCon уже на уровне 78.5-85.5 мг/пластина, средний показатель по отрасли около 83 мг/пластина. С стальными пластинами основное применение сейчас — на задней шине/пальцах, сокращая 3-5 мг на пластину.
3-5 мг звучит немного, но умножьте на объем линии, и это накапливается. При текущей цене пасты около 15 779 юаней/кг, экономия 3-5 мг на пластину составляет около 0,047-0,079 юаня/пластина. Линия, выпускающая 500 000 пластин в день, экономит 23 500-39 500 юаней в день, или от 7 до 12 миллионов юаней в год (более 300 дней).
И это только снижение расхода на тыльной стороне. По мере созревания процесса печать стальными пластинами переходит и на переднюю шину, и на тонкую сетку, с еще большей экономией серебра впереди.
В-третьих, это делает возможным маршрут с высоким сопротивлением эмиттера. Пальцы стальной пластины могут быть плотнее. В статье расстояние сократилось с 1066 мкм до 944 мкм. Более плотные пальцы означают более короткий латеральный путь носителей, поэтому допуск на сопротивление эмиттера повышается. Моделирование в статье показывает, что при увеличении сопротивления эмиттера с 300 до 600 Ом/кв. преимущество стальной пластины расширяется с 0,09% до 0.12%.
Это классический пример того, как структура меняет технологическое окно: печать стальной пластиной — это не просто замена принтера, это открывает новое пространство для проектирования эмиттера.
Что касается стоимости и срока службы самого трафарета из стальной пластины, вот расчет, который больше всего волнует линию:
Обычный экран из стальной проволоки на PI-пленке: 4 000-8 000 юаней за штуку, срок службы около 400 000 пластин.
Трафарет из стальной пластины (текущий этап внедрения): цена за штуку более чем на 50% дешевле чем PI-пленка (диапазон 2 000-4 000 юаней), но срок службы составляет всего около 200 000 пластин на данный момент. Хороший достигает 200 000, плохой заменяется на 150 000.
Амортизация экрана: PI-пленка около 0,01-0,02 юаня/пластина, стальная пластина около 0,01-0,02 юаня/пластина. Они выходят в ноль. Преимущество стальной пластины не в экране, а в экономии серебра: 3-5 мг на пластину на тыльной стороне, около 0,047-0,079 юаня/пластина, что значительно больше, чем разница в амортизации.
Но срок службы стальной пластины составляет лишь половину от PI-пленки, что означает удвоение частоты замены, удвоение времени простоя, удвоение трудозатрат. Окупает ли экономия серебра скрытые затраты на более частые замены, зависит от того, насколько загружена ваша линия. Для полностью загруженных лидеров расчет работает. Для недозагруженных линий стальная пластина может не окупиться. Именно поэтому Tongwei и Jietai, имея сильное внутреннее поглощение ячеек, осмелились двинуться первыми. Масштаб разбавляет слабость короткого срока службы.
Второе: контакт серебро-кремний, дополнительные 0,4% фактора заполнения, которые дает печать стальной пластиной
Более узкие пальцы означают меньше затенения и меньше серебра. Но печать стальной пластиной дает еще одно преимущество: удельное контактное сопротивление снижается примерно на 15%. Измерено в статье: 2,4 мОм·см², что значительно ниже трафаретной печати, напрямую стоит прироста фактора заполнения (FF) на 0,4%.
Почему замена трафарета улучшает контакт?
В статье был проведен полный морфологический анализ. После вытравливания серебряной сетки азотной и плавиковой кислотой они изучили частицы серебра, оставшиеся на поверхности кремния. Образцы со стальной пластиной имели заметно более высокую плотность частиц, размером 20-40 нм, распределенных более равномерно. ПЭМ дополнительно показала, что образцы со стальной пластиной формировали более плотную, непрерывную сеть наночастиц серебра в стеклянном слое на границе серебро-кремний.
Эти наночастицы серебра являются проводящим путем. Электронам не нужно пересекать стекло с высоким сопротивлением; они перепрыгивают прямо между частицами серебра.
Наиболее убедительные доказательства получены с помощью сканирующей микроскопии сопротивления растекания (SSRM). Эта техника буквально "видит" распределение сопротивления: поперечное сечение от кремния до серебряной сетки, зоны высокого сопротивления яркие, зоны низкого сопротивления темные. Переходная зона интерфейса образца со стальной пластиной уже и темнее, поэтому сопротивление интерфейса действительно ниже.
Метод печати → распределение частиц серебра → сопротивление интерфейса → фактор заполнения. Каждый шаг этой причинно-следственной цепи подтвержден данными.
LECO (лазерная оптимизация контактов) уже является отраслевым стандартом, который, как ожидается, охватит около 600 ГВт мощностей TOPCon. Но даже при одинаковой обработке LECO, печать стальным трафаретом все равно снизила сопротивление контакта еще на 15% по сравнению с трафаретной печатью. Это говорит о том, что печать стальным трафаретом имеет естественное преимущество в качестве интерфейса, которое LECO не может выровнять.
Третье: локальный поликремний, удаление того, чего быть не должно (технология тыльного поли-пальца)
Полноплощадной поликремний на тыльной стороне TOPCon — это палка о двух концах.
Хорошая сторона: чрезвычайно высокое качество пассивации, одна из самых зрелых технологий пассивированных контактов.
Плохая сторона: поликремний поглощает свет. Его паразитное поглощение в ближнем инфракрасном диапазоне съедает свет, который должен был стать током. Прямой результат: ток короткого замыкания (Jsc) не может расти, двусторонность не может увеличиваться. Двусторонность TOPCon обычно составляет 80%-85%, в то время как гетеропереход достигает 90%-95%.
Идея статьи прямолинейна: оставить поликремний только там, где электроду нужен контакт, заменив остальное на AlOx/SiNx.
Путь — это лазер плюс влажное травление:
Нанесите полноплощадной поликремний (150 нм)
пикосекундный лазер 532 нм размечает области для удаления
Лазер модифицирует локальное фосфоросиликатное стекло (PSG)
щелочной раствор KOH селективно вытравливает поликремний в облученных зонах
Около 30% площади сохраняет поликремний в качестве контактных точек
СЭМ-изображение поперечного сечения в статье чистое: край поликремния показывает ступень 2,7 мкм, вертикальную грань, оставшуюся после полного удаления поликремния, без видимых следов повреждения лазером. Это означает, что точность селективного травления достаточно хороша.
Итак, что происходит, когда покрытие падает со 100% до 30%?
Jsc увеличивается с 41,90 до 42,09 мА/см², прирост 0,19 мА/см². Меньше поглощения поликремнием, больше света превращается в ток.
J0 (плотность тока насыщения) падает с 8.76 до 6.40 fA/cm², то есть на 27%. Меньшая площадь контакта на самом деле пассивирует лучше, потому что пассивация AlOx/SiNx сама по себе достаточно хороша, поэтому замена поликремниевых зон снижает общую плотность центров рекомбинации.
Двусторонность поднимается с 84.26% до примерно 90%. При уменьшении поликремния на тыльной стороне на 70% генерация на тыле резко возрастает. Переход с 84% на 90% означает как минимум 5 дополнительных процентных пунктов прироста генерации на тыле в сценариях с высоким отражением, таких как снег, песок и вода.
Voc повышается с 724.9 мВ до 729.9 мВ. Меньше рекомбинации в поликремниевых зонах — напряжение растёт.
КПД: эталон с полным поликремнием около 25.8%, локальный поликремний достигает 26.09%, что примерно на 0.3% абсолютного прироста.
В совокупности авторы оценивают снижение LCOE в 1.7%. В фотовольтаике разрыв в 1.7% LCOE — это граница между выигрышем заказов, загрузкой мощностей и уровнем прибыли.
Четвёртое: ключевой компромисс — качели между площадью контакта и площадью пассивации
Конструкция с локальным поликремнием — это по сути задача-качели:
Больше покрытия поликремнием → лучше контакт, более плавный перенос носителей → но больше паразитного поглощения, ниже бифациальность.
Меньше покрытия поликремнием → меньше паразитного поглощения, выше бифациальность → но выше контактное сопротивление, затруднён перенос носителей.
Авторы нашли баланс с помощью систематического сканирования: покрытие от 20% до 100%, измерение пассивации (J0) и удельного контактного сопротивления (ρc), затем моделирование КПД в Quokka 3 для каждого значения покрытия.
КПД достигает пика при покрытии около 30%. Ниже 30% потери из-за контактного сопротивления перевешивают выигрыш от снижения паразитного поглощения; выше 30% потери от паразитного поглощения перевешивают выигрыш от снижения контактного сопротивления.
Кривая моделирования имеет устойчивое, широкое плато около 30%. Отклонение покрытия между 25% и 35% не вызовет сильных колебаний КПД. Это широкое технологическое окно — хорошая новость для массового производства.
Применение продукта
Краткий итог: две таблицы, которые можно взять с собой
Технологический узел 1: Печать на стальной пластине
| Габариты | Данные | Значение линии |
|---|---|---|
| Прирост эффективности | +0,1% абс. (бумага) | Выигрыш, который вы получаете просто от замены экрана |
| Использование серебра на PI-экране (210R) | 78,5-85,5 мг, в среднем 83 мг | Данные с поля за июнь 2026 г. |
| Экономия серебра на стальной пластине (задний палец) | 3-5 мг/пластина | ~0,047-0,079 юаня/пластина |
| Годовая экономия серебра (линия 500 тыс./день) | ~7-12 млн юаней/год | Более 300 дней, паста по 15 779 юаней/кг |
| Экран с PI-пленкой | 4 000-8 000 юаней, ресурс 400 тыс. | Текущий базовый уровень |
| Трафарет из стальной пластины | 2 000-4 000 юаней, ресурс ~200 тыс. | Частота замены удваивается, необходимо учитывать время простоя |
| Общая экономика | Экономия серебра против амортизации экрана | Точка безубыточности; полностью загруженные линии окупаются, при недозагрузке будьте осторожны |
| Подходит для эмиттера с высоким листовым сопротивлением | Больший выигрыш при 600 Ом/кв | Оцените оптимизацию эмиттера параллельно |
Технологический узел 2: Локальный поликремний
| Габариты | Данные | Значение линии |
|---|---|---|
| Прирост эффективности | ~+0,3% абс. | Больше, чем при печати на стальной пластине |
| Выигрыш по двусторонности | 84% → 90% | Прирост генерации с тыльной стороны 5%+ |
| Снижение LCOE | 1.7% | Общий экономический расчет |
| Новое оборудование | Пикосекундный лазер + мокрое травление KOH | Новые технологические этапы |
| Новые капитальные затраты на ГВт | ~15-20 млн юаней (оценка отрасли, не раскрыто в статье) | Планирование инвестиций |
| Выход годных | Лабораторные условия >96% | Требуется проверка после передачи в производство |
| Совместимость с линией | Средняя (добавляет лазер + мокрое травление) | Более высокий порог, чем при печати на стальной пластине |
Контакты и заметки
Несколько подводных камней
Во-первых, внимательно просчитайте экономику срока службы стальной пластины. Половина цены, но и половина срока службы. Задний палец экономит 3-5 мг на пластину, это около 0,047-0,079 юаня, что достаточно для покрытия разницы в амортизации. Но удвоенная частота замены приводит к простоям, затратам на труд и перенастройку, которые могут поглотить скромную экономию на недостаточно загруженной линии. Полностью загруженные заводы внедряют первыми; недостаточно загруженные заводы сначала считают.
Во-вторых, контроль лазерных повреждений на локальном поликремнии — основная сложность. В статье используется пикосекундный лазер с длиной волны 532 нм. Плотность энергии, скорость сканирования, перекрытие пятен — все требует настройки под разное качество пластин. В статье говорится, что лазерные повреждения "полностью устраняются" влажным травлением, но в производственных условиях стабильность оборудования, однородность входного материала и колебания температуры и влажности могут снизить эту "полноту устранения".
В-третьих, никто не проверил выход годных после совмещения обеих технологий. Печать стальной пластиной плюс локальный поликремний плюс эмиттер с высоким удельным сопротивлением — три переменные настраиваются одновременно, и технологическое окно сужается. 26,09% было достигнуто в контролируемых лабораторных условиях, и при переходе в производство выход годных может снова снизиться. Это общая проблема внедрения любой новой технологии.
Tongwei уже запустил массовое производство, и Jietai следует за ним. Но между "возможно массовое производство" и "вы заработаете, запустив это" лежит целая линия конверсионных возможностей.
Самая большая ценность этой статьи не в 26,09%, которые Jinko и Trina скоро перекроют новыми рекордами.
Её ценность в следующем: Направление следующего обновления TOPCon теперь имеет два проверенных данными пути. Один — низкая сложность со стабильной отдачей (печать стальной пластиной), другой — более высокий порог входа с большей выгодой (локальный поликремний). Какой выбрать, зависит от того, какой путь для вас сейчас важнее.
Мнение Ooitech
Что меня больше всего поражает, так это то, что оба этих пути возвращаются к стороне ячейки, но давление ложится squarely на линию модулей ниже по потоку. Более узкие пальцы и более высокая двусторонность меняют поведение струн во время таббирования, укладки и ламинации, поэтому, если вы строите или модернизируете линию модулей TOPCon, ваше натяжение струны, двустороннее IV-тестирование и настройка имитатора солнца должны идти в ногу, а не отставать. Мы видели множество заводов, которые гонятся за рекордами эффективности ячеек, в то время как их линия модулей тихо теряет выход на новой геометрии. Если вы хотите увидеть, как реальная производственная линия справляется с этими изменениями, канал Ooitech на YouTube по адресу www.youtube.com/ooitech стоит подписаться.
