Печать на стальных пластинах + 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 экрана на принтере и вслух считал вместе со мной.
"Один стальной проволочный экран на PI-пленке стоит от 4 000 до 8 000 юаней, и в среднем по отрасли срок службы составляет около 400 000 пластин. Хороший экран выдерживает 450 000, плохой начинает пропускать пасту уже на 300 000. В пересчете на каждую пластину это один-два цента. Думаете, меня волнует стоимость экрана?"
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 серебряная паста для тонкой сетки на лицевой стороне 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 серебряной пасты для лицевой стороны за последние три года — почти прямая линия под углом 45 градусов вверх.
"Видели ту статью о печати на стальных пластинах?" — спросил я.
"Читал. Ту, из Joule от Нинбоского института материалов. Весь чат производственной линии ее пересылал. Но руководство все еще колеблется, потому что в конечном счете, сможет ли эта штука реально сэкономить деньги?""
Говоря это, он заметил, как рядом работающий трафаретный принтер выдавал следующую партию, ракель равномерно наносил серебряную пасту на сетку, а шипение вакуума задавало ритм.
Он печатал стабильно. Надежно, с высоким выходом годных, и рабочие знают его досконально.
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 Китайской академии наук. На промышленных пластинах M10 они использовали печать на стальных пластинах для замены традиционной трафаретной печати при формировании фронтальной сетки, а локальный поликремний для замены поликремния на всю площадь на тыльном контакте. Эффективность, сертифицированная ISFH: 26.09%.
Этот показатель не является отраслевым рекордом. JinkoSolar сообщила о 26.4% в июне 2026 года, а Trina получила сертификацию 26.58% 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. Обе технологии совместимы с существующими линиями, а не требуют полной замены оборудования.
Давайте разберем 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 (примерно на 15% ниже) |
Локальный поликремний против поликремния на всю площадь (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 |
| Эффективность | ~25.8% | 26.09% |
| Снижение LCOE | базовый уровень | -1.7% |
Технические преимущества
Первое: печать стальным трафаретом — 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 стальным трафаретом использует полностью открытый металлический трафарет, тот же класс технологии, который Tongwei называет «печать полностью открытым стальным трафаретом». 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 стальным трафаретом: 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 вопроса, которые нужно решить:
Во-первых, меньше затенения. Более узкие пальцы, больше открытой площади для света. Это 0.1% абсолютный прирост эффективности достигается за счет этих 3-4 микрон.
Во-вторых, меньше серебра. Возьмем 210R ячейку. Данные с полей за июнь 2026 года показывают, что ведущие производители TOPCon уже используют 78.5-85.5 мг/пластина, в среднем по отрасли около 83 мг/пластина. С стальными трафаретами, основное применение сейчас — на задней шине/пальцах, резка 3-5 мг на пластину.
3-5 мг звучит мало, 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 экономия на тыльных пальцах. По мере созревания процесса печать стальными пластинами переходит и на фронтальную шину, и на тонкую сетку, с еще большей экономией серебра впереди.
В-третьих, это делает возможным маршрут с эмиттером высокого листового сопротивления. Пальцы стальной пластины могут располагаться плотнее. В статье расстояние уменьшилось с 1066 мкм до 944 мкм. Более плотные пальцы означают более короткий латеральный перенос носителей, поэтому допуск на листовое сопротивление эмиттера повышается. Моделирование в статье показывает, что по мере увеличения листового 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, она 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 с PI-пленкой: 4 000-8 000 юаней за штуку, срок службы около 400 000 пластин.
Трафарет из стальной пластины (текущий этап внедрения): цена за единицу более чем на 50% дешевле чем PI-пленка (диапазон 2 000-4 000 юаней), но срок службы составляет всего около 200 000 пластин прямо сейчас. 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 тыльных пальцах, около 0,047-0,079 юаня/пластина, что значительно превышает разрыв по амортизации.
Но срок службы стальной пластины составляет лишь половину срока службы PI-плёнки, что означает двойную частоту замен, двойное время простоя, двойные трудозатраты. Покроет ли экономия серебра скрытые затраты на более частые замены, зависит от того, насколько загружена ваша линия. Для полностью загруженных лидеров математика сходится. Для линий с недозагрузкой стальная пластина может не окупиться. Именно поэтому Tongwei и Jietai, обладая мощным внутренним поглощением ячеек, осмелились действовать первыми. Масштаб нивелирует слабость короткого срока службы.
Второе: контакт серебро-кремний, дополнительные 0,4% коэффициента заполнения, которые даёт печать стальной пластиной
Более узкие пальцы означают меньше затенения и меньше серебра. Но печать стальной пластиной даёт ещё одно преимущество: удельное контактное сопротивление снижается примерно на 15%. По данным статьи: 2,4 мОм·см², что значительно ниже, чем при трафаретной печати, и напрямую даёт прирост коэффициента заполнения (FF) на 0,4%.
Почему замена трафарета улучшает контакт?
В статье был проведён полный морфологический анализ. После вытравливания серебряной сетки азотной и плавиковой кислотой они изучили частицы серебра, оставшиеся на поверхности кремния. На образцах со стальной пластиной наблюдалась заметно более высокая плотность частицразмером 20-40 нм, распределённых более равномерно. ПЭМ дополнительно показала, что на образцах со стальной пластиной сформировалась более плотная и непрерывная сеть наночастиц серебра в слое стекла на границе раздела серебро-кремний.
Эти наночастицы серебра являются путём проводимости. Электронам не нужно пересекать стекло с высоким сопротивлением; они перепрыгивают прямо между частицами серебра.
Наиболее наглядные доказательства получены с помощью сканирующей микроскопии сопротивления растекания (SSRM). Этот метод буквально "видит" распределение сопротивления: поперечное сечение от кремния до серебряной сетки, зоны высокого сопротивления светлые, зоны низкого сопротивления тёмные. Переходная зона на границе раздела образца со стальной пластиной уже и темнее, поэтому сопротивление на границе раздела действительно ниже.
Метод печати → распределение частиц серебра → сопротивление на границе раздела → коэффициент заполнения. Каждый шаг этой причинно-следственной цепочки подтвержден данными.
LECO (лазерная оптимизация контакта) уже является отраслевым стандартом, ожидается, что он охватит около 600 ГВт мощностей TOPCon. Но даже при одинаковой обработке LECO, печать стальной пластиной все равно снизила контактное сопротивление еще на 15% по сравнению с трафаретной печатью. Это говорит о том, что печать стальной пластиной имеет естественное преимущество в качестве интерфейса, которое LECO не может выровнять.
Третье: локальный поликремний, удаление того, чего там быть не должно (технология тыльных поли-пальцев)
Полноплощадной поликремний на тыльной стороне TOPCon — палка о двух концах.
Хорошая сторона: чрезвычайно высокое качество пассивации, одна из самых зрелых схем пассивированного контакта.
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 около 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 — 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
О нас 30% площади сохраняет поликремний в качестве контактных точек
SEM-изображение поперечного сечения в статье чистое: край поликремния показывает ступень 2,7 мкм, вертикальная грань, оставшаяся после полного удаления поликремния, без видимых следов повреждения лазером. Это означает, что точность селективного травления достаточно хороша.
Итак, что происходит, когда покрытие снижается со 100% до 30%?
Jsc увеличивается с 41,90 до 42,09 мА/см², рост 0.19 мА/см². Меньше поглощения поликремнием, больше света преобразуется в ток.
J0 (плотность тока насыщения) снижается с 8.76 до 6.40 фА/см², 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 возрастает с 84.26% до примерно 90%. При уменьшении поликремния на тыльной стороне на 70% генерация на тыльной стороне резко возрастает. Переход с 84% на 90% означает как минимум 5 дополнительных процентных пунктов прироста генерации на тыльной стороне в сценариях с высоким отражением, таких как снег, песок и вода.
Voc возрастает с 724.9 мВ до 729.9 мВ. Меньше рекомбинации в поликремниевых зонах — напряжение растет.
Эффективность: эталон с полным покрытием поликремнием около 25.8%, локальный поликремний достиг 26.09%, что примерно на 0.3% абсолютного прироста.
В совокупности, в статье снижение LCOE оценивается в 1.7%. В фотовольтаике разрыв в 1.7% LCOE — это грань между получением заказов, коэффициентом использования мощностей и уровнем прибыли.
Четвертое: Основной компромисс — качели между площадью контакта и площадью пассивации
Конструкция с локальным поликремнием — это по сути задача-качели:
Больше покрытия поликремнием → лучший контакт, более плавный перенос носителей → но больше паразитного поглощения, ниже двусторонность.
Меньше покрытия поликремнием → меньше паразитного поглощения, выше двусторонность → но выше контактное сопротивление, затруднен перенос носителей.
В статье нашли баланс с помощью систематического сканирования: покрытие от 20% до 100%, измерение пассивации (J0) и удельного контактного сопротивления (ρc), затем моделирование эффективности в Quokka 3 для каждого уровня покрытия.
Эффективность достигает пика при покрытии около 30%. Ниже 30% потери из-за контактного сопротивления перевешивают выигрыш от снижения паразитного поглощения; выше 30% потери из-за паразитного поглощения перевешивают выигрыш от снижения контактного сопротивления.
Кривая моделирования имеет стабильное, широкое плато около 30%. Отклонение покрытия между 25% и 35% не вызовет сильных колебаний эффективности. Это широкое технологическое окно — хорошая новость для массового производства.
Применение продукта
Перевод линии: два стола, которые можно забрать с собой
Технологический узел один: печать на стальной пластине
| Габариты | Данные | Значение линии |
|---|---|---|
| Прирост эффективности | +0,1% абс. (бумага) | Выигрыш, который вы получаете просто от замены экрана |
| Расход серебра на PI-экране (210R) | 78,5-85,5 мг, в среднем 83 мг | Полевые данные за июнь 2026 г. |
| Экономия серебра на стальной пластине (тыльный 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 на PI-пленке | 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 простои |
| 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 два: локальный поликремний
| Габариты | Данные | Значение линии |
|---|---|---|
| Прирост эффективности | ~+0,3% абс. | Больше, чем печать на стальной пластине |
| Выигрыш в двусторонности | 84% → 90% | Прирост генерации с тыльной стороны на 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 раскрыта в статье) | Планирование инвестиций |
| Выход годных | Лабораторные условия >96% | Требуется проверка после переноса в производство |
| Совместимость с линией | Средняя (добавляет лазер и мокрое травление) | Порог выше, чем при печати на стальной пластине |
Контакты и заметки
Несколько подводных камней
Во-первых, тщательно просчитайте экономику срока службы стальной пластины. Половина цены, но и половина срока службы. Задний палец экономит 3-5 мг на пластину, около 0,047-0,079 юаня, что достаточно для покрытия разницы в амортизации. Но удвоенная частота замены приводит к простоям, трудозатратам и расходам на перенастройку, которые могут поглотить экономию серебра на недостаточно загруженной линии. Полностью загруженные заводы переходят первыми; недостаточно загруженные заводы сначала делают расчеты.
Во-вторых, контроль повреждений от лазера на локальном поликремнии является основной сложностью. В статье используется пикосекундный лазер с длиной волны 532 нм. Плотность энергии, скорость сканирования, перекрытие пятен — все это требует настройки для различного качества пластин. В статье говорится, что повреждения от лазера «полностью устраняются» влажным травлением, но в производственных условиях стабильность оборудования, однородность входного материала и колебания температуры и влажности окружающей среды могут снизить эту «полную устраняемость».
В-третьих, никто не подтвердил выход годных после совмещения обеих технологий. Печать на стальной пластине плюс локальный поликремний плюс эмиттер с высоким поверхностным сопротивлением — три переменные настраиваются одновременно, и технологическое окно сужается. 26,09% было достигнуто в контролируемых лабораторных условиях, и при переходе к производству выход годных может снова снизиться. Это общая проблема внедрения любой новой технологии.
Tongwei уже запустил массовое производство, и Jietai следует за ним. Но между «возможностью массового производства» и «вы будете зарабатывать, эксплуатируя это» лежит целая линия производственных возможностей.
Самая большая ценность этой статьи не в 26,09%, которые Jinko и Trina скоро перекроют новыми рекордами.
Ее ценность в следующем: Направление следующего обновления TOPCon теперь имеет два пути, подтвержденных данными. Один — низкая сложность со стабильной отдачей (печать на стальной пластине), другой — более высокий порог 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, однако давление ложится squarely на линию модулей ниже по потоку. Более узкие пальцы и более высокая двусторонность меняют поведение струн во время пайки, укладки и ламинации, поэтому, если вы строите или модернизируете линию модулей TOPCon, ваше натяжение струн, двустороннее IV-тестирование и настройка имитатора солнечного излучения 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 продукции 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.
