Dubbelsidig elektrisk förfining driver industriell M10

Snabbt svar: Dubbelsidig elektrisk förfining är en av de vägar som används för att driva industriella M10 TOPCon-celler förbi effektivitetsplatån. Auger-gränsen – den rekombinationsförlust som är inneboende i starkt dopade kiselområden – är den begränsning som ensidig optimering stöter på, så tillvägagångssättet förfinar det elektriska beteendet hos både den främre emittern och den bakre kontakten snarare än en i taget. Det innebär att samordna emitterns skiktresistans, den passiverande kontakten och metalliseringen så att de två sidorna inte motverkar varandra. Vinsterna är små per steg, i storleksordningen en halv procent, vilket är anledningen till att arbetet utförs som en samordnad förfining snarare än som en enskild processändring. På en produktionslinje innebär detta receptkontroll och mätdisciplin snarare än ny utrustning.

PV-modultillverkning · av Jerry, Ooitech

Produktintroduktion

"Kan TOPCon verkligen pressa ut ytterligare 0,5 %? Auger-gränsen är i princip redan mitt framför oss."

Den där fikarumsrepliken sammanfattar ganska väl den gemensamma ångesten hos alla som driver en n-TOPCon-linje de senaste två åren. M10-celler i full storlek, massproduktionseffektivitet fastnat någonstans mellan 25,5 % och 26 %, och varje extra 0,1 % innebär kamp mot rekombination, kontakt och silverpasta. Sedan släpper Jinko, tillsammans med Ningbo-institutet för material, den här Nature Energy-artikeln och pressar certifierad industriell M10 TOPCon-effektivitet rakt upp till 26,66 %, och höjer samtidigt bifacialiteten till 88,3 %. Sammanfattning i en mening: fixa båda elektriska sidorna samtidigt, istället för att bara jaga passivering eller bara jaga gridlines.

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 %, var kom detta nya steg ifrån

TOPCon-"effektivitetsnyheter" under det senaste året har ärligt talat blivit lite tröttsamma att titta på. 26,1 %, 26,35 %, mestadels laserbaserad selektiv modifiering eller mindre justeringar av boremitteraren. Den här gången skär Jinkos linje på båda sidor samtidigt:

• Framsida: högresistiv boremitterare plus optimering av gridline-mönstret, vilket minskar rekombination och transportförluster.

• Baksida: dubbelskiktad poly-Si/SiOx-struktur, blockerar silverdiffusion, högkristallint inre skikt, låg inaktiv fosfor i substratet och lokal förtunning.

• Certifieringsplattform: M10 industriella celler i full storlek, inte labbskaliga provbitar.

De 88,3 % bifacialiteten är faktiskt mer iögonfallande än den absoluta effektiviteten i n-TOPCon-världen, och jag förklarar varför senare.

Framsida: högresistiv boremitterare, våga pressa den

Den gamla i-TOPCon-frontytans motsägelse: borondiffusion för tung och Auger plus koncentrationsrekombination exploderar; för lätt och emitterns laterala resistans blir stor, strömmen under de fina fingrarna kan inte samlas upp, och du är tillbaka till att tvinga kontakt med LECO.

Vad denna artikel gör (se Figur 2-serien):

• Aktivt pressa upp boronemitterns skikttålighet, när passiveringskvaliteten finns där och blåresponsen bibehålls.

• Kör om busbar-/finger-mönstret så att den laterala transportförlusten äts tillbaka vid gridline-steget.

• På metalliseringssidan, använd en nano-Joule-uppvärmningsliknande metod (deras eget teams grundarbete i Zhou et al., Small 2025 finns i referenserna) för att pressa ner Ag-Si-kontaktresistansen.

Figur 2:s IQE/PL-jämförelse visar det: frontytans rekombinationsströmdensitet j0 för den högresistiva emitterns grupp sjunker tydligt, och fyllnadsfaktorn kollapsar inte, vilket betyder att gridline plus lokal kontaktoptimering verkligen lagade transportsidan tillbaka.

Magkänsla från en linjeingenjör: den största fällan med en högresistiv boronemitter är inte den elektriska prestandan, det är tryck-genom-fönstret och kompatibiliteten med LECO-processen. Detta är ett team från Jinkos egen linje (författare som Mao Jie och Wang Zhao är från Haining Jinko), vilket betyder att denna boron-diffusion-plus-gridline-kombination med största sannolikhet redan har kört sin DOE på M10-linjen, det är inte ett rent labbrecept.

Baksida: Dubbel poly-Si är det verkliga tunga lyftet

Baksidesektionen är den mest ingenjörsorienterade delen av hela artikeln (Figurerna 3 och 4).

Alla känner till fällorna som den traditionella n+-poly / SiOx-strukturen har trampat i:

• Under silverpastans genombränning borrar Ag ner mot substratet längs korngränserna, inducerar gränsytetillstånd, och ljusinducerad plus mörkerdegradering blåser upp tillsammans.

• Poly-lager för tjockt och bakre parasitisk absorption äter bifacialiteten; för tunt och passivering plus kontakt kan inte förbli stabila.

Fixet här är en bakre dubbelskikts tunneloxid poly-Si (Figur 3 TEM gör kristalliniteten och dopningsfördelningen mellan de två lagren tydlig):

• Yttre lagret lutar åt "defensivt": blockera silverdiffusion, håll gränsytans passivering från att förstöras av metallisering.

• Inre lagret lutar åt "offensivt": hög kristallinitet plus undertryckt inaktiv P-koncentration på substratsidan, så passiveringskvaliteten ökar (Figur 4:s iVoc- och j0-data stödjer detta).

• Lokalt förtunnat poly-skikt (troligen LCO- eller laseröppnade fönsterområden): bakre transmission ökar, bifacialitet når 88,3%.

I Figur 4:s jämförelsekurvor, dubbel-poly-gruppen relativt enkel-poly-baslinjen:

• Voc förblir oförändrad (tack vare det hög kristallina inre lagret plus lågt inaktivt fosfor).

• FF offras inte (silverdiffusion stoppas av det yttre lagret, kontaktsresistiviteten exploderar inte).

• Bifacialitet går från konventionell TOPCon ~80% upp till 88,3%, och detta betyder mer för BOS-kostnad än 0,3% på verkningsgradsbladet.

Produkttillämpning

Släpp reflexen "Nature-artikel, måste vara dyr". För den som faktiskt driver en n-TOPCon-linje finns det tre saker här som man i princip kan kopiera direkt:

• Sluta hålla fast vid den gamla 80-100 ohm/sq-menyn för boremittersidan. Pressa den högre, räkna om gridlines, finjustera LECO-fönstret, och 0,2-0,3% abs på framsidan är verkligen inom räckhåll.

• Byt bakre poly från enkellager till dubbelt. Det yttre lagret är inte nödvändigtvis dyrt, det är bara ett extra CVD-lager, men silverdiffusion som dolt feltillstånd är riktiga pengar över en bifacial moduls 25-åriga livslängd.

• Byt lokal poly-förtunning mot bifacialitet. Det är en bättre affär än att bara optimera glas och inkapslingsmaterial. 88 % bifacialitet med en solföljare, och matematiken för kWh-kostnaden vid anläggningen talar för sig själv.

Självklart finns det fallgropar: den termiska budgeten för dubbelskiktspoly, genomströmningen och enhetligheten hos laserlokal förtunning, och hur stor eftermonteringen är jämfört med en befintlig inline-uppställning. Artikeln kommer inte att specificera dessa, men Jinko vågade hänga ut en certifierad verkningsgrad, vilket säger att åtminstone M10-pilotlinjen redan kör smidigt.

Öppen fråga: inom nuvarande TOPCon-termiska budget på 1300+ högtemperatur bordiffusion plus LECO, bör man stapla ytterligare ett laser-selektivt modifieringslager ovanpå (som UV-ps-vägen i Wang Q:s 26,35%-artikel)? Eller har bakre dubbel-poly redan ätit upp passiverings-kontakt-bifacialitet-triangelns avvägning till sin gräns, vilket innebär att nästa steg upp bör vara att byta till en BC-struktur snarare än att fortsätta pressa TOPCon?

Ooitechs syn

Det som är tyst intressant här är att båda dessa spakar, den högresistiva bor-emittern och den bakre dubbla poly, nästan helt ligger på cellsidan, men utdelningen visar sig på modulnivå genom den där 88,3% bifacialiteten. På en modullinje förändrar högre bifacialitet hur du tänker kring layup, bakplåt eller glasval, och stringer-tension för tunnare, sprödare celler, så processfönstret på modulsidan måste följa med. Som turnkey-byggare av modullinjer som arbetar över format från M10 till shingled och TOPCon bevakar vi dessa förändringar på cellnivå noga, eftersom de sätter takten för vad den nedströms linjen måste hantera. Om du vill se hur en modern modulproduktionslinje faktiskt körs, Ooitech YouTube-kanal på www.youtube.com/ooitech värd att prenumerera på.