Refinamento Elétrico de Dupla Face Impulsiona M10 TOPCon Industrial para 26,66%
Índice
Introdução do Produto
"Será que o TOPCon realmente consegue extrair mais 0,5%? O limite Auger já está basicamente na nossa cara."
Essa frase no intervalo de trabalho resume bem a ansiedade compartilhada por todos que operam uma linha n-TOPCon nos últimos dois anos. Células M10 de tamanho completo, eficiência de produção em massa presa entre 25,5% e 26%, e cada 0,1% extra significa lutar contra recombinação, contato e pasta de prata. Então a Jinko, junto com o Instituto de Materiais de Ningbo, publica este artigo na Nature Energy e eleva a eficiência certificada do M10 TOPCon industrial diretamente para 26,66%, e ainda aumenta a bifacialidade para 88,3% no processo. Versão em uma frase: corrija ambos os lados elétricos de uma vez, em vez de apenas perseguir passivação ou apenas perseguir linhas de grade.
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%, De Onde Veio Este Novo Passo
As "notícias de eficiência" do TOPCon no último ano honestamente ficaram um pouco cansativas de ver. 26,1%, 26,35%, principalmente modificação seletiva a laser ou pequenos ajustes no emissor de boro. Desta vez, a linha da Jinko corta em ambos os lados ao mesmo tempo:
Superfície frontal: emissor de boro de alta resistência de folha mais otimização do padrão de linhas de grade, reduzindo perdas de recombinação e transporte.
Superfície traseira: estrutura de dupla camada poly-Si/SiOx, bloqueando a difusão de prata, camada interna de alta cristalinidade, fósforo inativo baixo no substrato e afinamento local.
Plataforma de certificação: células M10 industriais de tamanho completo, não amostras de laboratório.
Essa bifacialidade de 88,3% é na verdade mais chamativa do que a eficiência absoluta no mundo n-TOPCon, e explicarei o porquê mais tarde.
Superfície Frontal: Emissor de Boro de Alta Resistência de Folha, Ouse Avançar
A antiga contradição da superfície frontal do i-TOPCon: difusão de boro muito pesada e recombinação Auger mais concentração explodem; muito leve e a resistência lateral do emissor fica grande, a corrente sob os dedos finos não pode ser coletada, e você volta a forçar contato com LECO.
O que este artigo faz (veja a série de Figuras 2):
Aumentar ativamente a resistência de folha do emissor de boro, uma vez que a qualidade da passivação está presente e a resposta azul é mantida.
Reconfigurar o padrão de barras coletoras/dedos para que a perda de transporte lateral seja compensada na etapa de gradeamento.
No lado da metalização, usar uma abordagem do tipo aquecimento por nano Joule (trabalho base da mesma equipe em Zhou et al., Small 2025 está nas referências) para reduzir a resistência de contato Ag-Si.
A comparação IQE/PL da Figura 2 mostra: a densidade de corrente de recombinação da superfície frontal j0 do grupo de emissor de alta resistência claramente diminui, e o fator de preenchimento não colapsa, o que significa que a otimização da grade mais contato local realmente corrigiu o lado do transporte.
Reação instintiva de um engenheiro de linha: a maior armadilha com um emissor de boro de alta resistência não é o desempenho elétrico, é a janela de queima através da impressão e compatibilidade com o processo LECO. Esta é uma equipe da própria linha da Jinko (autores como Mao Jie e Wang Zhao são da Haining Jinko), o que significa que essa combinação de difusão de boro mais grade provavelmente já executou seu DOE na linha M10, não é uma receita puramente de laboratório.
Superfície Traseira: Poli-Si Duplo É o Verdadeiro Trabalho Pesado
A seção da superfície traseira é a parte mais voltada para engenheiros de todo o artigo (Figuras 3 e 4).
Todos conhecem as armadilhas em que a estrutura tradicional n+-poli / SiOx caiu:
Durante a queima da pasta de prata, a Ag perfura em direção ao substrato ao longo dos contornos de grão, induzindo estados de interface, e a degradação induzida por luz mais escuro aumenta junto.
Camada de poli muito grossa e absorção parasitária traseira come a bifacialidade; muito fina e a passivação mais contato não podem permanecer estáveis.
A correção aqui é uma camada dupla de óxido túnel poli-Si no lado traseiro (a Figura 3 TEM mostra claramente a diferença de cristalinidade e distribuição de dopagem entre as duas camadas):
A camada externa tende a ser "defensiva": bloquear a difusão de prata, evitar que a passivação da interface seja danificada pela metalização.
A camada interna tende a ser "ofensiva": alta cristalinidade combinada com concentração suprimida de P inativo no lado do substrato, então a qualidade da passivação aumenta (os dados de iVoc e j0 da Figura 4 comprovam isso).
Camada de poli localmente afinada (provavelmente LCO ou regiões de janela abertas a laser): a transmissão traseira aumenta, a bifacialidade atinge 88,3%.
Nas curvas de comparação da Figura 4, o grupo de dupla camada de poli em relação à linha de base de camada única:
Voc permanece estável (graças à camada interna de alta cristalinidade e ao baixo fósforo inativo).
FF não é sacrificado (a difusão de prata é interrompida pela camada externa, a resistividade de contato não aumenta).
A bifacialidade passa de cerca de 80% do TOPCon convencional para 88,3%, e isso é mais importante para o custo BOS do que os 0,3% na ficha de eficiência.
Aplicação do Produto
Abandone o reflexo "artigo da Nature, deve ser caro". Para quem realmente opera uma linha n-TOPCon, há três coisas aqui que você pode basicamente copiar diretamente:
Pare de se apegar ao antigo menu de 80-100 ohm/sq para o emissor de boro. Aumente-o, recalcule as linhas de grade, reajuste a janela LECO, e 0,2-0,3% absolutos na superfície frontal estão realmente ao alcance.
Troque o poli traseiro de camada única para dupla. A camada externa não é necessariamente cara, é apenas mais uma camada CVD, mas a difusão de prata como modo de falha oculto é dinheiro real ao longo dos 25 anos de vida de um módulo bifacial.
Troque o afinamento local do poli por bifacialidade. É um negócio melhor do que otimizar apenas vidro e encapsulante. 88% de bifacialidade com um tracker, e a matemática do custo por kWh na usina fala por si.
Claro que existem armadilhas: o orçamento térmico da camada dupla de poli, a produtividade e uniformidade do afinamento local a laser, e o tamanho da adaptação em relação a uma configuração inline existente. O artigo não vai detalhar isso, mas a Jinko ousou divulgar uma eficiência certificada, o que indica que pelo menos a linha piloto M10 já está rodando suavemente.
Pergunta em aberto: dentro do atual orçamento térmico TOPCon de 1300+ de difusão de boro em alta temperatura mais LECO, você deve empilhar outra camada de modificação seletiva a laser por cima (como a rota UV-ps no artigo de 26,35% de Wang Q)? Ou o poliduo traseiro já consumiu o trade-off do triângulo passivação-contato-bifacialidade até seu limite, significando que o próximo passo deve ser mudar para uma estrutura BC em vez de continuar otimizando o TOPCon?
Visão da Ooitech
O que é discretamente interessante aqui é que ambas essas alavancas, o emissor de boro de alta resistência de folha e o poliduo traseiro, vivem quase inteiramente no lado da célula, mas o benefício aparece no nível do módulo através da bifacialidade de 88,3%. Em uma linha de módulos, maior bifacialidade muda como você pensa sobre a montagem, escolha de backsheet ou vidro, e tensão do stringer para células mais finas e frágeis, então a janela de processo no lado do módulo tem que se mover com isso. Como construtores de linhas de módulos turnkey que trabalham em formatos de M10 a shingled e TOPCon, observamos de perto essas mudanças no nível da célula, porque elas definem o ritmo do que a linha downstream precisa lidar. Se você quiser ver como uma linha de produção de módulos moderna realmente funciona, o canal do YouTube da Ooitech em www.youtube.com/ooitech vale a pena se inscrever.
