# Furos em Células TOPCon: O Caminho Surpreendente > Nova pesquisa revela dois tipos de pinholes de SiOx em células TOPCon. Passivar pinholes com oxigênio residual na verdade aumenta a eficiência para 26,55% ![Furos em Células TOPCon: O Caminho Surpreendente](https://cdn.ooitech.com/static/upload/image/20260717/8f4e05ab43e74a832b2faee10f80bb99.webp) - ** 2026-07-17 - ** 222 Visualizações - ** [Blog](./Blog.html) ## Furos em Células TOPCon: O Caminho Surpreendente **Resposta rápida:** Pesquisas sobre células TOPCon descobriram que deixar deliberadamente uma quantidade controlada de óxido fino pode melhorar a passivação em vez de degradá-la, o que inverte uma suposição há muito estabelecida. O estudo mediu camadas de óxido na faixa de 0,2 nm e 0,3 nm em comparação com uma referência de 1,7 nm, e descobriu que o óxido mais fino, deliberadamente mantido, não adicionou simplesmente resistência. O óxido de túnel em uma célula TOPCon precisa ser fino o suficiente para que os portadores possam tunelar através dele e espesso o suficiente para passivar a superfície, e a meta convencional fica em um ou dois nanômetros. O que o resultado sugere é que o limite é menos nítido do que se supunha, e que o estado químico da interface importa tanto quanto a espessura. Para uma linha de produção, isso desloca a atenção para o controle da interface em vez de apenas a espessura. Fabricação de Módulos Fotovoltaicos · por Jerry, Ooitech ## Visão Geral Aqui está algo que derruba uma suposição de longa data na PV de silício. Pesquisadores descobriram que deixar deliberadamente certos "pinholes" na camada de SiOx de uma [TOPCon](https://www.ooitech.com/what-is-topcon-solar-cell-a-complete-guide-to-tunnel-oxide-passivated-contact-technology.html) célula pode elevar a eficiência para até 26,55%, em vez de reduzi-la. A descoberta principal: os pinholes no óxido de túnel se dividem em duas famílias. Uma é do tipo recombinação (com depleção de oxigênio, onde o poli-Si contata diretamente o c-Si, ruim), a outra é do tipo passivante (o oxigênio residual permanece, passivando ligações pendentes enquanto ainda permite o tunelamento, bom). O tipo passivante mede cerca de 1,6 ± 0,2 nm × 1,4 ± 0,3 nm em seção transversal, com densidade areal de 2 × 10¹² cm⁻². Um modelo de Fischer mostrou que o que decide o desempenho do dispositivo não é a geometria do pinhole, mas se o pinhole está passivado. Referência: *Passivating pinholes for large-area and high-efficiency silicon solar cells with tunnel oxide passivated contact*, Nat Commun 17, 2490 (2026). [https://doi.org/10.1038/s41467-026-70511-2](https://doi.org/10.1038/s41467-026-70511-2) ## Contexto da Pesquisa e o Problema Que Persistia O TOPCon é agora o mainstream para silício tipo n. A Runergy atingiu 26,55% em 335 cm², a Jinko empilhou TOPCon mais perovskita até 33,24%, e o n-TOPCon de face única tem um teto teórico de 27,79%. Mas ninguém havia determinado qual papel os pinholes naquela camada interfacial de SiOx realmente desempenham. A visão tradicional: pinhole significa que o poli-Si penetra diretamente no c-Si, a passivação por oxigênio falha, má notícia. A realidade é mais confusa. Óxido muito espesso (>1,7 nm) passiva bem mas tunela mal, então o FF colapsa. Óxido muito fino (<1,3 nm) significa mais pinholes, e agora você se preocupa com o colapso do Voc. Os autores dividiram a espessura do óxido mais a distribuição de oxigênio em três casos (a seção de Introdução): - Caso 1: óxido espesso, passivação OK, tunelamento não ideal - Caso 2: óxido fino mais depleção de oxigênio, gerando pinholes do tipo recombinação (o clássico "pinhole ruim") - Caso 3: óxido fino mas o oxigênio ainda penetra no pinhole, gerando pinholes do tipo passivante (a nova descoberta aqui) Antes disso, a resolução do HR-TEM não era boa o suficiente para ver características abaixo de 2 nm. A literatura relatava diâmetros de pinhole de 5 nm a 200 nm e densidades de 10⁶ a 10⁸ cm⁻², que eram todos apenas "buracos grandes". O ataque seletivo e o c-AFM dependem da diferença de taxa de ataque entre Si e SiOx, então regiões com oxigênio residual simplesmente não são abertas pelo ataque. Os pinholes passivantes eram naturalmente filtrados por esses métodos. É por isso que o Caso 3 ficou invisível por tanto tempo. ## Mecanismo: Dois Tipos de Pinhole (Figura 2) HAADF-STEM corrigido por aberração (JEM ARM200F mais Spectra 300, 200/300 kV) escaneou a interface poli-Si/SiOx/c-Si em uma lâmina de alta eficiência (25,40%) e um controle de baixa eficiência (24,07%). | Tipo | Estado do oxigênio | Tamanho (alta/baixa eficiência) | Borda O-K do EELS | | --- | --- | --- | --- | | Recombinação | Com depleção de oxigênio, rede de poli/c-Si diretamente unida | Lâmina de baixa eficiência ~1,37 × 1,35 nm | Vale profundo de oxigênio | | Passivante | Oxigênio residual presente, ligações pendentes passivadas | Lâmina de alta eficiência 1,55 × 1,25 nm | Sinal de oxigênio ainda visível, vale de oxigênio raso | ### Ponto-chave: os pinholes na lâmina de alta eficiência são na verdade menores, e retêm oxigênio melhor. Todos os tamanhos são uma ordem de magnitude menores do que a literatura anterior relatava. Os resultados do modelo de contato pontual de Fischer (Fig. 3d no original): - Fração de área do pinhole f = πr²/P², mas J₀ é insensível a f. O que realmente domina é a velocidade de recombinação superficial S no pinhole. - Em torno de f ≈ 0,1, uma vez que S ≳ 10³ cm/s, J₀ sobe abruptamente, e satura acima de S > 10⁵ cm/s. - Significado: a chave para alto desempenho não é "zero pinholes", é "pinholes que estão passivados". Este é o maior destaque de todo o artigo. Sobre a densidade, isto é um pouco revolucionário. Estatísticas de cortes ortogonais X-Y em 40 lâminas (alta mais baixa eficiência) deram 2 × 10¹² cm⁻² para pinholes passivantes e 3 × 10¹² cm⁻² para pinholes de recombinação, 4 a 6 ordens de magnitude maiores que os valores da literatura. Três razões se acumulam: primeiro, o conceito mudou, então nanodefeitos passivantes antes filtrados tornaram-se visíveis; segundo, as amostras são lâminas industrialmente otimizadas acima de 25%, não estruturas de teste; terceiro, o método é HAADF de nível atômico, e abordagens indiretas simplesmente não conseguem ver a região contendo oxigênio abaixo de 2 nm. Para se proteger contra sobreposição ao longo da direção do feixe em amostras de TEM de 50 a 150 nm de espessura, os autores reforçaram com pticografia 4D-STEM ao longo da direção da espessura, confirmando que as estatísticas de densidade não são distorcidas pela sobreposição de projeção. ## Ponto de Aplicação no Processo: Oxidação em Duas Etapas mais Polimento Traseiro mais Tripla Coupling de Poli As variáveis dos Métodos originais mais SI (Tabela Suplementar 1): - Oxidação em duas etapas: primeiro oxidação com O₂ formando SiO₂ fino, depois uma etapa com deficiência de oxigênio (sem alimentação de oxigênio). O tipo passivante precisa de tempo de fluxo de oxigênio mais longo, temperatura mais alta, fluxo maior e pressão mais alta, o que favorece óxido uniforme e denso. - Difusão com POCl₃: temperatura de deposição mais baixa mais tempo mais curto melhora a cristalização do poli e suprime pinholes do tipo recombinação. - A morfologia do polimento traseiro está a montante da uniformidade da espessura do óxido. Os três precisam ser ajustados em conjunto para produzir o Caso 3 de forma estável. ## Comparação de Desempenho (Dados Concretos da Fig. 4) Amostras simétricas de poli-Si/SiOx em ambas as faces (n-Si 1–3 Ω·cm, polidas em ambas as faces): - τeff: 8,9 ms alta eficiência vs 2,96 ms controle (injeção 5×10¹⁵ cm⁻³) - J₀: 2,6 vs 10,6 fA/cm² - ΔVoc medido em 15,9 mV, mas a diferença de J₀ sozinha explica apenas ~11 mV. Os ~5 mV restantes os autores atribuem à melhoria do tempo de vida SRH no volume. A têmpera otimizada, embora crie pinholes passivantes, também faz gettering de impurezas metálicas (citando o trabalho POLO de 25% de Krügener). Corrigir tanto a interface quanto o volume juntos é a receita para ultrapassar 25%. Para FF, a diferença vem principalmente de Rs: - Rs: 357 (alta eficiência) vs 619 mΩ·cm² (controle), medido por Suns-Voc - ρc (TLM): 4,6 vs 5,4 mΩ·cm² O ponto contraintuitivo: pela lógica de "pinholes mais densos reduzem ρc", mais pinholes passivantes na lâmina de alta eficiência deveriam significar menor ρc, e de fato 4,6 < 5,4. Mas os autores acrescentam uma reviravolta. Perto de pinholes do tipo recombinante, o fósforo difunde-se para dentro da lâmina, enquanto os do tipo passivante são bloqueados pelo oxigênio (o perfil de dopagem por EDS na Fig. 10 suplementar). Assim, o perfil de dopagem e a resistência de contato seguem duas lógicas separadas, e você não pode explicá-los apenas pela densidade de pinholes. O PL foi uniforme em toda a lâmina, e o mapeamento Corescan da distribuição de Voc também se manteve para uniformidade em grande área. ## Uma linha para a indústria Este artigo empurra a interface TOPCon de uma história binária de "óxido intacto vs vazamento por pinhole" para uma ternária: "pinholes também podem ser bons, desde que o oxigênio ainda esteja lá". O que a indústria precisa fazer a seguir não é obcecar por zero pinholes, mas ajustar a cadeia de polimento traseiro para oxidação até deposição de poli para que os pinholes carreguem oxigênio. A lâmina da Daheng com 25,40% em 333,3 cm² já provou que o caminho funciona. ## Visão da Ooitech O que nos chama a atenção aqui é o quanto disso depende da cadeia de processos, não apenas do design da célula. Que a oxidação em duas etapas, o ajuste de POCl₃ e o polimento traseiro tenham todos que avançar juntos é exatamente o tipo de acoplamento que se perde quando uma linha é montada peça por peça. No lado do módulo vemos o mesmo padrão, onde as tolerâncias de laminação e stringing decidem silenciosamente se uma boa célula mantém seu Voc. Se você quiser um olhar mais atento sobre como esses processos sensíveis à interface se traduzem em um chão de fábrica real, nossos tours pela fábrica no YouTube ([www.youtube.com/ooitech](http://www.youtube.com/ooitech)) valem uma inscrição. --- ##### Etiquetas : ![](/template/ooitech/assets/img/shape/06.png) ![](https://cdn.ooitech.com/runtime/image/w800_h700_fitblur_v2_w800_h700_fitblur_v2_1757399770541443.webp) ### Solicitar Um Orçamento Todos os carregamentos são seguros e confidenciais. ## Entregamos experiência em que pode confiar o nosso serviço Equipamento Direto da Fábrica. ![](/template/ooitech/assets/img/icon/money-2.svg) ### Vantagens Económicas Entregamos valor excecional, maximizando resultados enquanto otimizamos orçamentos para os clientes. ![](/template/ooitech/assets/img/icon/staff.svg) ### A Nossa Equipa Experiente Os nossos profissionais qualificados especializam-se em soluções inovadoras e estratégias personalizadas. ![](/template/ooitech/assets/img/icon/certified.svg) ### Mais de 15 Anos de Experiência no Setor Experiência profunda garante resultados fiáveis, atentos às tendências e comprovados para o sucesso. ![](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) ## O Que Os Nossos Clientes Dizem sobre nós Os testemunhos dos clientes elogiam a nossa profunda compreensão dos seus desafios, o que conduz a soluções inovadoras e a um forte ROI. Colaborações de longo prazo—algumas com mais de uma década—demonstram a sua confiança e satisfação. As suas histórias de sucesso impulsionam-nos a superar continuamente as expectativas. [Saber Mais **](#quote-form) ![](/template/ooitech/assets/img/icon/quote.svg) Obrigado à Ooitech por fornecer o equipamento de produção totalmente automatizado—a vossa instalação e serviço pós-venda têm sido excelentes. ![](https://cdn.ooitech.com/runtime/image/w800_h600_fitblur_v2_2026041720921238.webp) ### Amjad ![](/template/ooitech/assets/img/icon/quote.svg) obrigado pelo apoio profissional da ooitech e pelo serviço pós-venda atempado. ![](https://cdn.ooitech.com/runtime/image/w800_h600_fitblur_v2_1784509010217979.webp) ### Diarra De África ![](/template/ooitech/assets/img/icon/quote.svg) Um homem com uma grande alma. Muito obrigado pela sua visita Sr. Wu. Muito obrigado pelos serviços prestados na instalação de equipamentos e na formação dos meus alunos. 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Baixa quebra, suporta vários tamanhos de painéis. ![Backsheet PV para Módulos Solares — TPT, KPK, PVDF](https://cdn.ooitech.com/runtime/image/w800_h600_fitblur_v2_1774518934395196.webp) - [** Rachael](./Photovoltaic-Backsheet-The-Critical-Protective-Layer-for-Solar-Modules.html) - [** 13911](./Photovoltaic-Backsheet-The-Critical-Protective-Layer-for-Solar-Modules.html) ### Backsheet PV para Módulos Solares — TPT, KPK, PVDF Backsheet PV para módulos solares em graus TPT, KPK, PVDF e transparente: proteção traseira resistente a UV, eletricamente isolante e bloqueadora de umidade. ![Equipamento de Teste de Certificação IEC: 0.1-10kV, 2600mm](https://cdn.ooitech.com/runtime/image/w800_h600_fitblur_v2_2026032716200590.webp) - [** Rachael](./solar-panel-testing-equipment-for-iec-certification-complete-pv-module-test-solutions-by-ooitech.html) - [** 92497](./solar-panel-testing-equipment-for-iec-certification-complete-pv-module-test-solutions-by-ooitech.html) ### Equipamento de Teste de Certificação IEC: 0.1-10kV, 2600mm A Ooitech oferece uma linha completa de equipamentos de teste de painéis solares para certificação IEC61215 e IEC61730, incluindo estações de inspeção visual