Ramani ya Teknolojia ya Seli za BC: Muundo hadi Mchakato
Jedwali la Yaliyomo
TOPCon, IBC, TBC, HBC na HIBC kwa kawaida huorodheshwa kama mti wa familia wa vifupisho. Ni bora kuzisoma kama mfululizo wa matatizo: kila njia ipo kwa sababu ile iliyotangulia iliacha upotevu maalum ambao haukutatuliwa, na kila moja huhamishia ugumu mahali pengine.
Teknolojia ya Seli ya PV · Njia za Mawasiliano ya Nyuma · na Jerry, Ooitech
1. TOPCon: Pata Mawasiliano ya Passivation kwa Usahihi Kwanza
TOPCon hutumia tabaka nyembamba sana la oksidi ya silikoni pamoja na tabaka la polysilicon lililowekwa dopu ili kuunda mawasiliano ya passivation. Filamu ya SiOx hushughulikia passivation ya kiolesura; polysilicon iliyowekwa dopu hushughulikia usafirishaji wa kuchagua wabebaji. Unene wa oksidi, mkusanyiko wa dopu wa polysilicon na mapishi ya annealing ni vitu vitatu vya kudhibiti, na kwa pamoja hupunguza muunganiko tena kwenye mawasiliano huku vikibakiza upotevu mdogo wa usafirishaji.
Tatizo linalotatuliwa ni muunganiko tena wa mawasiliano. Mawasiliano ya kawaida ya chuma yanayogusa silikoni moja kwa moja huzalisha muunganiko tena mkubwa wa kiolesura. Kwa kutenganisha passivation na uchaguzi wa wabebaji, TOPCon hufikia voltage ya mzunguko wazi ya juu. Hata hivyo, haiondoi gridi ya chuma ya mbele, hivyo kivuli cha upande wa mbele kinabaki.
Kielelezo 1: Mawasiliano ya passivation ya polysilicon ya asili iliyowekwa dopu ya kaboni, na muundo upande wa kushoto na data ya iVoc, J0s na maisha yanayotokana katika hali mbalimbali za uwekaji upande wa kulia. Kazi iliyochapishwa mwaka 2025 ilishusha msongamano wa sasa wa kueneza uso chini ya 0.5 fA/cm² na kuunganisha muundo na matumizi ya mawasiliano ya nyuma.
2. IBC: Hamisha Chuma cha Mbele hadi Nyuma
IBC hufanya mabadiliko ya muundo ya moja kwa moja: mawasiliano ya aina ya n na aina ya p huhamia nyuma. Sehemu ya mbele ya seli haibebi gridi ya chuma kabisa, jambo ambalo huachilia uso wa mbele kwa usimamizi wa macho na muundo wa passivation. Kwa chuma kidogo cha mbele kinachozuia mwanga, idadi ya fotoni zinazoingia kwenye wafer huongezeka na sasa ya mzunguko mfupi inapata nafasi zaidi ya kukua.
Gharama inaonekana nyuma. Ambapo seli ya kawaida hutenganisha polariti mbili katika nyuso tofauti, IBC inapaswa kupishanisha mawasiliano ya aina ya n na aina ya p kwenye uso mmoja, kuyahifadhi yakiwa yametenganishwa kielektroniki, na kisha kuweka metali kwa yote mawili. Upana wa mawasiliano, nafasi kati ya n/p, mpaka wa polariti, upinzani wa mawasiliano na jiometri ya gridi yote huwa vigezo vilivyounganishwa kwenye ndege moja.
Kielelezo 2: Tabaka la POLO-IBC lililorahisishwa. Mwaka 2026, seli za POLO-IBC zilizotengenezwa kwenye wafer za ukubwa wa M2 kwa vifaa vya viwandani zilifikia ufanisi ulioidhinishwa wa asilimia 24.5. Uchambuzi wa upotevu ulielekeza kwenye passivation ya uso wa mbele, muunganiko tena kwenye mawasiliano ya fedha na eneo la polysilicon ya aina ya n, na muunganiko tena na upinzani wa mawasiliano katika eneo la alumini kama malengo makuu.
3. TBC: TOPCon Inaingia kwenye Muundo wa Mawasiliano ya Nyuma
TBC ni muungano wa mbili zilizotangulia: TOPCon hutoa mawasiliano ya passivation, IBC hutoa usanifu wa mawasiliano ya nyuma. Matokeo ni mawasiliano ya passivation ya aina ya n na aina ya p yaliyoundwa nyuma, huku sehemu ya mbele ikibaki bila chuma.
Faida inatokana na urithi. TBC hujengwa juu ya kazi ya nyenzo na mchakato ambayo TOPCon tayari imeifanya viwandani. Ugumu unaobaki ni maalum: mawasiliano ya passivation ya aina ya p. Muunganiko tena wa kiolesura chake na tabia ya mawasiliano huathiri moja kwa moja voltage ya seli na kipengele cha kujaza, jambo ambalo huifanya kuwa kipengele kinachozuia badala ya maelezo ya uboreshaji.
Kielelezo 3: Muundo wa TBC na mchoro wa bendi (a, b) pamoja na ramani za uwezo wa ufanisi (c, d). Utafiti wa uigaji wa 2025 wa vigezo vya kifaa ulihitimisha kuwa TBC ina uwezo wa ufanisi unaokaribia asilimia 28 mara tu ubora wa wafer, passivation ya uso, mawasiliano ya aina ya p na muundo wa nyuma vinapoboreshwa kwa pamoja.
Utafiti wa TBC wenye athari kubwa zaidi unahusu mchakato, si muundo. Ikiwa mtengenezaji anaweza kutumia tena tabaka la passivation la poly-Si/SiOx lililokomaa kutoka TOPCon na kubadilisha tu upangaji wa nyuma na uwekaji metali, umbali kati ya mstari wa BC na mstari uliopo wa TOPCon hupungua kwa kiasi kikubwa. Ndiyo sababu kazi ya TBC imehama kutoka tabaka la mawasiliano yenyewe kuelekea utendaji wa mawasiliano, mfululizo wa upangaji na uwekaji metali.
Kielelezo 4: Njia ya gharama ndogo ya co-diffusion kuelekea kitangulizi cha TBC, kutoka uundaji wa LPCVD i-TOPCon kupitia co-diffusion ya ngazi mbili, utenganishaji wa laser, uondoaji wa kifuniko cha nyuma na passivation. Diffusion ya ngazi mbili yenye bajeti moja ya joto ndiyo inayodumisha idadi ya hatua na mfiduo wa joto ukiwa unaweza kudhibitiwa.
4. HBC: Wazo Lile Lile Kutoka Upande wa Heterojunction
TBC huingia mawasiliano ya nyuma kupitia TOPCon. HBC huingia kupitia heterojunction ya silikoni: SHJ hutoa mawasiliano ya passivation, IBC hutoa muundo wa mawasiliano ya nyuma, na polariti zote mbili huishia nyuma.
SHJ huunda mawasiliano yake kutoka silikoni isiyo na fuwele ya asili na iliyowekwa dopu, ambayo hutoa ubora wa juu wa passivation ya kiolesura. Ikiunganishwa na faida ya upande wa mbele ya IBC, HBC ina uwezo mkubwa wa voltage na sasa. LONGi iliripoti seli ya HBC ya asilimia 27.30 mwaka 2024, iliyoidhinishwa na ISFH nchini Ujerumani.
Kielelezo 5: Tabaka la HBC lenye mpaka wa polariti ulioangaziwa (a), na mipangilio miwili ya nyuma na maeneo yao (b, c). Nafasi kati ya maeneo yanayochagua elektroni na yanayochagua mashimo ni nyembamba, na muunganiko tena hapo ni utaratibu wa upotevu wenyewe badala ya athari ya pembeni ya heterojunction.
Uboreshaji wa HBC kwa hivyo hauwezi kusimama kwenye heterojunction. Kwa sababu mawasiliano ya aina ya n na aina ya p yanakaa karibu na karibu nyuma, mpaka wa polariti kati yao huwa chanzo tofauti cha muunganiko tena kinachovuta kipengele cha kujaza. Utafiti wa 2025 ulichambua mpaka huu mahsusi, na ni mojawapo ya vielelezo vilivyo wazi zaidi vya tatizo la jumla la BC: kadiri unavyoweka kazi nyingi kwenye uso mmoja, ndivyo viungo kati yao vinavyozidi kuwa muhimu.
5. HIBC: Mawasiliano Tofauti ya Passivation kwenye Seli Moja
TBC na HBC kila moja inajitolea kwa mfumo mmoja wa mguso. HIBC inauliza swali tofauti: ikiwa miguso tofauti ya passivation ina nguvu tofauti, je, inaweza kugawiwa kwa maeneo tofauti ya uso huo wa nyuma kulingana na kile kila eneo linahitaji?
Jibu lililochapishwa katika Nature mwaka 2025 lilikuwa ndiyo. HIBC inachanganya mguso wa handaki wa polysilicon wa joto la juu na mguso wa heterojunction wa joto la chini kwenye uso huo wa nyuma, na hutumia usindikaji wa leza kuboresha kwa ndani usafirishaji katika mguso wa aina ya p. Matokeo yalikuwa ufanisi wa ubadilishaji wa asilimia 27.81 kwa kipengele cha kujaza cha asilimia 87.55.
Kielelezo 6: Matokeo ya kifaa cha HIBC, ikiwa ni pamoja na mrundikano wa tabaka na eneo lililotibiwa kwa leza (a), wasifu wa doping (b), mgawanyo wa ufanisi na kipengele cha kujaza na bila matibabu ya leza (c, d), mzunguko sawa na sehemu ya msalaba (f), na mkondo wa J-V (g). Kumbuka msamiati umebadilika kutoka "muundo upi unashinda" hadi "eneo gani linahitaji nini".
Hatua ya kimawazo ni muhimu zaidi kuliko namba. Sehemu ya nyuma ya BC ina maeneo kadhaa ya utendaji, na maeneo hayo hayana mahitaji yanayofanana kwa passivation, uteuzi wa vibeba, upinzani wa mguso na uwekaji metali. HIBC inasanidi miguso kwa kila eneo badala ya kutumia teknolojia moja ya mguso kwenye seli nzima. Hiyo ni falsafa tofauti ya muundo, na ndiyo hatua ambapo ramani ya barabara inaacha kuwa ngazi.
6. Kutoka Ubunifu wa Muundo hadi Ushirikiano wa Mchakato
Weka njia tano katika mstari mmoja na muundo unakuwa wazi: kila hatua hutatua tatizo la muunganiko upya au la macho na kuipa hatua inayofuata tatizo la utengenezaji.
| Njia | Teknolojia kuu | Tatizo lililotatuliwa | Mwelekeo wa sasa |
|---|---|---|---|
| TOPCon | Mguso wa passivation wa SiOx / poly-Si | Muunganiko wa mguso | Ubora wa passivation, upinzani wa mguso |
| IBC | Miguso ya n na p yote kwenye sehemu ya nyuma | Kufifia kwa metali ya mbele | Muundo wa nyuma, mpaka wa polarity, uwekaji metali |
| TBC | TOPCon + IBC | Muunganiko upya wa mguso bila kufifia kwa mbele | Mguso wa aina ya p, utangamano wa mchakato na mistari ya TOPCon |
| HBC | SHJ + IBC | Ubora wa juu zaidi wa passivation bila metali ya mbele | Muunganiko upya wa mpaka wa polarity, uundaji wa mifumo ya nyuma |
| HIBC | Mguso wa handaki wa Poly-Si + mguso wa heterojunction, eneo kwa eneo | Kuboresha kila eneo la nyuma kwa utendaji | Uboreshaji wa mguso uliojanibishwa kwa leza, ujumuishaji |
Kadiri ufanisi unavyoongezeka, ndivyo uso wa nyuma unakuwa mgumu zaidi, na dirisha la mchakato linakuwa jembamba zaidi. Miguso ya aina ya n, miguso ya aina ya p, mipaka ya polarity, gridi za metali na mianya ya ndani yote inapaswa kubaki ndani ya uvumilivu kwa wakati mmoja. Mkengeuko wa kipimo au mabadiliko ya mchakato katika yoyote kati yao huonekana kama upinzani wa mguso, upotevu wa muunganiko upya au kukusanya mkondo kufifia. Hii ndiyo kiini cha maneno "kutoka ubunifu wa muundo hadi ushirikiano wa mchakato": uongozi wa ufanisi sasa unategemea kuweka michakato kadhaa iliyounganishwa imara kwa wakati mmoja.
7. Uwekaji Metali: Ufanisi na Fedha Lazima Kuboreshwa Pamoja
Uwekaji metali wa BC si toleo lililokuzwa la uchapishaji wa upande wa mbele. Polariti zote mbili ziko nyuma, kwa hivyo gridi inapaswa kukusanya mkondo ndani ya eneo dogo wakati ikidumisha utengano wa umeme kati ya maeneo ya karibu yenye polariti tofauti. Upana wa vidole, nafasi kati ya vidole, busbar, pedi ya mguso na eneo la mguso kila kimoja huathiri utendaji, na vinaingiliana.
Kielelezo 7: Vigezo vya uwekaji metali wa nyuma kwa seli ya TBC. Jiometri ya vidole, mpangilio wa busbar, busbar za kuunganisha na vipimo vya pedi si chaguo huru; kila kimoja hubadilishana upinzani wa mfululizo dhidi ya usahihi wa uchapishaji na matumizi ya fedha.
Utafiti wa 2026 wa muundo wa gridi ya TBC ulichambua vigezo hivi kwa utaratibu na kuweka ufanisi wa seli na matumizi ya pasta ya fedha katika mfumo mmoja wa uboreshaji, ukijumuisha upana wa vidole, nafasi kati ya vidole, busbar, pedi ya mguso na mipangilio ya busbar sifuri. Hitimisho la kivitendo ni kwamba uwekaji metali wa BC unapaswa kuboreshwa kwenye mihimili minne kwa wakati mmoja: upinzani wa mguso, upinzani wa mfululizo, usahihi wa uchapishaji na matumizi ya fedha.
Kielelezo 8: Ufanisi dhidi ya matumizi ya pasta ya fedha kwa idadi tofauti ya busbar na kwa mipangilio ya pedi dhidi ya busbar sifuri (ZBB). Mikondo inakuwa tambarare, kumaanisha kwamba nyongeza za mwisho za ufanisi zinakuwa ghali zaidi kwa fedha, na uchaguzi wa mpangilio hubadilisha mkondo wote badala ya nukta moja juu yake.
Hapa ndipo utafiti unaanza kuonekana kama ununuzi. Fedha ni gharama ya mara kwa mara inayokua na kiasi cha uzalishaji, na muundo wa gridi unaonunua asilimia mbili ya kumi ya ufanisi kwa ongezeko kubwa la matumizi ya pasta ni pendekezo tofauti la kibiashara kutoka ule unaofikia ufanisi sawa kwa uchapishaji mwembamba.
8. IBC ya Gharama ya Chini: Kuondoa Lithografia Kutoka kwenye Mtiririko
Ugumu wa utengenezaji wa IBC daima umekuwa swali kuu la ukuaji wa viwanda. Kuunda maeneo yanayopishana ya aina ya n na aina ya p nyuma kwa jadi kunategemea lithografia na hatua za leza, na kila hatua ya ziada huongeza vifaa, muda wa mzunguko na gharama.
Kielelezo 9: Mitiririko miwili ya IBC isiyo na lithografia iliyojengwa juu ya vizuizi vya uenezaji vilivyochapishwa kwa skrini, ikitumia emitter inayoelea ya mbele au uwanja wa uso wa mbele. Zote mbili zinategemea vifaa ambavyo tayari ni vya kawaida katika mistari ya seli badala ya majukwaa mapya ya mchakato.
Utafiti wa 2026 ulionyesha njia ya IBC iliyochapishwa kikamilifu kwa skrini, isiyo na lithografia na isiyo na leza, ikitumia kizuizi cha uenezaji cha SiNx kilichoundwa kufikia uenezaji wa boroni na fosforasi uliochaguliwa na kukamilisha seli kwa vifaa vya viwanda vilivyoiva, kufikia seli za IBC za kiwango cha asilimia 19. Namba kuu ni ya kusudi isiyo ya kuvutia. Kile kazi inajibu ni kama IBC inaweza kujengwa kwa hatua chache za mchakato kwenye vifaa ambavyo tayari vipo, na swali hilo ni muhimu zaidi kwa uwekezaji wa vifaa na gharama ya uzalishaji kuliko rekodi nyingine ya maabara.
Ikisomwa pamoja na kazi ya uwekaji metali, mwelekeo ni thabiti: mpaka si tena "je, muundo huu unaweza kufikia asilimia 28", bali "je, muundo huu unaweza kuzalishwa kwa kurudiwa, kwa hatua chache, kwenye zana zinazoweza kuhudumiwa na kutolewa kwa kiwango cha viwanda".
9. Hii Inamaanisha Nini kwa Uchaguzi wa Vifaa
Ikiwa kizuizi kimehama kutoka muundo hadi mchakato, basi maamuzi ya vifaa ambayo ni muhimu yamehama pamoja nao. Manne kati yao yanafaa kuzingatiwa kabla ya mstari wa BC kubainishwa.
| Uamuzi | Kwa nini unafuata kutoka ramani ya barabara |
|---|---|
| Ubora wa kukata na ukingo | Kila njia ya BC inategemea uso wa nyuma ambapo kazi kadhaa ziko karibu pamoja. Ubora wa kukata kwa leza na uchoraji huamua ni kiasi gani cha uso huo kinaharibiwa kabla ya mguso wowote kuundwa. Mashine yetu ya kukata kwa leza ya seli ya BC ya SC-20P BC cell laser cutting machine imebainishwa kulingana na hatua hii. |
| Kulehemu kwenye uso mmoja | Katika IBC, TBC na HBC miunganisho yote inatua kwenye uso mmoja karibu na miundo ya utofauti wa kutu, hivyo uvumilivu wa uwekaji na udhibiti wa joto ni muhimu zaidi kuliko kwenye seli ya kawaida. |
| Kina cha ukaguzi | Kasoro ya mpaka wa kutu au mguso haina alama ya macho inayotegemewa. Upimaji wa EL na IV kwa kila barcode ya moduli ndio unaobadilisha hitilafu iliyofichika kuwa iliyogunduliwa, kama ilivyoelezwa katika EL testing: inline vs offline setup. |
| Bajeti ya hatua za mchakato | Kazi ya IBC ya gharama ndogo ipo kwa sababu idadi ya hatua huongoza gharama. Vifaa vinavyounganisha vituo au kuondoa hatua ya lithografia hubadilisha uchumi zaidi kuliko faida ndogo ya ufanisi. |
Hii pia ni kwa nini njia hazishindani kwa kiwanda kimoja. TBC inarithi ukomavu wa mchakato wa TOPCon na inafaa watengenezaji wanaokwisha kuendesha mistari ya poly-Si. HBC inafaa wale walio na uwezo wa heterojunction. HIBC ni falsafa ya muundo wa eneo kwa eneo badala ya usanidi wa mstari unaoweza kununua leo. Na IBC ya ugumu mdogo inalenga watengenezaji wanaotaka mguso wa nyuma bila kujenga mtiririko wa msingi wa lithografia. Uchaguzi ni kazi ya kile unachoendesha tayari.
Maswali Yanayoulizwa Mara kwa Mara
Kuna tofauti gani kati ya IBC, TBC na HBC?
Zote tatu ni miundo ya mguso wa nyuma, kumaanisha kutu zote mbili ziko nyuma na mbele haibebi gridi ya chuma. Zinatofautiana katika jinsi mguso unaundwa. IBC ni usanifu wa msingi. TBC huunda miguso yake ya nyuma kwa kutumia mguso wa passivation wa SiOx/poly-Si wa TOPCon. HBC huunda kwa kutumia miguso ya heterojunction ya silicon iliyotengenezwa kwa silicon isiyo na kikomo na iliyotiwa doping.
HIBC ni nini?
Hybrid interdigitated back contact. Badala ya kutumia teknolojia moja ya mguso kwenye uso wote wa nyuma, HIBC inagawa aina tofauti za mguso kwa maeneo tofauti ya nyuma kulingana na kile kila eneo linahitaji, ikichanganya mguso wa tunnel wa polysilicon wa joto la juu na mguso wa heterojunction wa joto la chini na kutumia usindikaji wa leza kuboresha kienyeji mguso wa aina ya p. Matokeo ya Nature ya 2025 yalikuwa ufanisi wa asilimia 27.81 kwa kipengele cha kujaza cha asilimia 87.55.
Kwa nini mpaka wa kutu ni tatizo?
Kwa sababu kutu mbili ziko karibu pamoja kwenye uso mmoja. Pale eneo la kuchagua elektroni linakutana na eneo la kuchagua shimo, muunganisho tena kwenye mpaka huo hufanya kama njia ya ziada ya upotevu na hupunguza kipengele cha kujaza. Ni matokeo ya moja kwa moja ya kuweka miguso yote miwili kwenye uso mmoja, na ndiyo sababu uboreshaji wa HBC hauwezi kusimama kwenye heterojunction yenyewe.
Seli za BC zinatumia fedha kiasi gani?
Kiasi cha kutosha kwamba muundo wa gridi unachukuliwa kama tatizo la ufanisi dhidi ya matumizi badala ya la umeme tu. Tafiti za hivi karibuni za gridi ya TBC zinaboresha upana wa vidole, nafasi ya vidole, busbar na vipimo vya pedi pamoja na matumizi ya pasta ya fedha, na mipangilio ya zero-busbar inatathminiwa mahsusi kwa sababu inabadilisha uwiano huo badala ya kuusogeza tu.
IBC inaweza kutengenezwa bila lithografia?
Ndiyo, na ni mwelekeo wa utafiti unaoendelea. Utafiti wa 2026 ulionyesha njia ya IBC iliyochapishwa kikamilifu kwa skrini, isiyo na lithografia na isiyo na leza kwa kutumia kizuizi cha uenezaji cha SiNx kilichopangwa kwa uenezaji wa boroni na fosforasi wa kuchagua, iliyojengwa kwa vifaa vya viwandani vilivyokomaa na kufikia ufanisi wa kiwango cha asilimia 19. Lengo la kazi ni kurahisisha mchakato badala ya ufanisi wa rekodi.
Kiwanda kipya kinapaswa kupanga njia ipi?
Anza kutoka msingi wa mchakato unao tayari badala ya ufanisi wa juu zaidi uliochapishwa. TBC ni hatua fupi zaidi kwa mtengenezaji anayeendesha mistari ya TOPCon poly-Si, kwa sababu inatumia tena safu hiyo ya passivation. HBC inahitaji uwezo wa heterojunction. IBC ya ugumu mdogo inafaa watengenezaji wanaotaka mguso wa nyuma bila mtiririko wa msingi wa lithografia. Orodha ya ufanisi iliyochapishwa na gharama halisi ya kuingia ni mpangilio tofauti.
Mawazo ya Mwisho
Njia tano zinaeleweka vyema kama mfululizo mmoja unaoendelea wa kutatua matatizo badala ya bidhaa tano zinazoshindana. TOPCon ilitatua muunganisho tena wa mguso na kuacha kivuli cha mbele kikiwa. IBC iliondoa chuma cha mbele na kuhamisha ugumu kwenda nyuma. TBC na HBC kila moja hutoa mfumo tofauti wa mguso kwa nyuma hiyo. HIBC inaacha kuchukulia nyuma kama uso mmoja na kuiweka eneo kwa eneo. Kile zote sasa zinashiriki ni kwamba kikomo si mchoro wa muundo tena: ni uchumi wa uwekaji metali, ubora wa ukingo na mpaka, idadi ya hatua za mchakato na uwezo wa kudumisha michakato kadhaa iliyounganishwa imara kwa wakati mmoja. Ikiwa unapanga mstari wa muundo wa BC au TOPCon, tuambie muundo wa seli, mpango wa mguso na muundo wa moduli unaolenga, na tutafanyia kazi usanidi wa kukata, kupanga na ukaguzi unaofaa.
