Vita ya Mwisho ya Upande wa Nyuma wa BC-TOPCon: Endelea
Jedwali la Yaliyomo
Utangulizi wa Bidhaa
"Zhang mzee, karatasi hiyo ya 26.34% ya kidole cha n mbele pamoja na mgongo wa p wa kontakti kamili wa tabaka mbili — hatua inayofuata ni kufanya kidole cha p cha mgongo kiwe na umbo pia, na hiyo ndiyo BC halisi. Lakini chini ya kidole cha p, tabaka hilo la kati la SiOx: tuendelee na SiOx safi kutoka 26.66, au tubadilishe na AlOx/SiOx ili kukopa athari ya uwanja?" Swali hilo liliibuka asubuhi ya leo, mara baada ya kuweka karatasi ya 26.34% kwenye kikundi cha mazungumzo cha mstari wa uzalishaji, na wavulana wa mradi wa BC wakaanza kuifuatilia.
Katika BC- halisi,TOPCon, SiOx ya chini — ile inayokuza mashimo ya passivating — haiwezi kuguswa. Lakini safu ya "SiOx ya kati", ambayo kazi yake ya awali ilikuwa kuzuia Ag na kupunguza safu ya kusimamisha, inaweza kuchezwa kwa eneo mara tu vidole vya p-finapopata ujanibishaji. Maeneo yasiyogusa yanaenda kwa AlOx/SiOx kukopa athari ya uwanja. Maeneo ya kugusa, moja kwa moja chini ya paste, yanabaki na SiOx safi ili kuzuia uenezaji wa B usilipuke. Ubadilishaji huo mmoja ni sehemu kubwa zaidi unayoweza kula upande wa nyuma ndani ya kuruka kwa 1.3% abs kutoka 26.34% hadi 27.6%+.
Vigezo vya Kiufundi
Kwanza, viwango viwili vya 27%+ vya BC vilivyo mezani
Zheng, Z. et al. Maximizing carrier extraction in hybrid back-contact silicon solar cells. Nature (2026). https://doi.org/10.1038/s41586-026- (Chuo Kikuu cha Teknolojia cha Beijing + Golden Stone Energy, imethibitishwa 27.62%)
LONGi HIBC, 28.13%, ISFH CalTeC Apr 2026 (LONGi HIBC 2.0, njia ya HPBC, rekodi mpya iliyowekwa). Imejengwa juu ya HIBC 1.0 (Wang G. et al., Nature 647, 369–374, 2025, DOI:10.1038/s41586-025-09681-w, 27.81%) iliyoboreshwa kwa iPET + LIC; karatasi inasubiri, uthibitisho kwenye tovuti rasmi ya LONGi.
| Kipimo | JinKo 26.66% (n-TOPCon ya pande mbili) | BJUT + Golden Stone 27.62% (HBC) | LONGi HIBC 28.13% |
|---|---|---|---|
| Muundo | Boroni ya mbele + n-TOPCon ya mgongo kontakti kamili tabaka mbili | a-SiOx ya mbele + p/n ya mgongo iliyochanganywa (HBC) | HJT-P ya mbele + kidole cha TOPCon-N cha mgongo (HIBC) |
| Voc (mV) | 744.6 | 740 | — |
| Jsc (mA/cm²) | ~41.2 est. | 42.54 | — |
| FF (%) | 85.57 | 87.73 | — |
| Hatua muhimu | SiOx/poly ya tabaka mbili + kizuizi cha Ag | a-Si iliyowekwa B kwa gradient + pasifishaji wa mbele wa a-SiOx iliyowekwa O | Pasifishaji mseto wa bipolar (upande wa P a-Si:H + upande wa N poly) |
Angalia FF ya 87.73%. 26.66% inafikia 85.57% tu. Tofauti hiyo ya 2% abs FF si kitu ambacho "tabaka mbili za upande wa nyuma" peke yake zinaweza kufidia. Inatokana na uboreshaji wa jiometri ya vidole vya upande wa nyuma, kuzuia kivuli bila gridi kwenye uso wa mbele, na kupunguza muunganiko wa recombination hadi kiwango cha 400-500 fA/cm² (zaidi hapa chini).
Faida za Kiufundi
Jinsi SiOx/poly ya tabaka mbili inabadilika vidole vya p vinapowekwa kienyeji
"Tabaka mbili" zote za 26.66% na 26.34% ni za upande wa nyuma wenye mguso kamili — poly inafunika uso wote wa nyuma, SiOx ya kati inaendesha kama karatasi moja inayoendelea. Mara BC halisi inapofanya vidole vya nyuma-n na nyuma-p kuwa umbo la kidole, mrundikano unatoka "blanket" hadi "interdigitated," na mantiki hizo mbili zinapaswa kugawanywa upya.
SiOx ya chini (~1.x nm, eneo la tunnel) — haihama kamwe.
Hii ni eneo la nyumbani la karatasi hiyo ya Das Solar ya pasifishaji ya pinhole. Inakuza pinhole zenye oksijeni za daraja la 10¹² cm⁻², na kupunguza J₀ hadi 2-4 fA/cm² kunategemea hiyo.
Katika BC, SiOx ya chini chini ya kidole cha p inakabiliana na poly iliyowekwa B, si P. B inakaa na Dit ya juu kwenye kiolesura cha Si/SiO₂, na utengano wa B unaharibu stoichiometry ya SiOx. Kwa hivyo SiOx ya chini ya upande wa kidole cha p kwa kweli inataka kuwa nene kidogo kuliko upande wa kidole cha n (+0.2-0.3 nm), na pre-anneal ya 1050°C ili kuamsha B na kuvuta crystallinity hadi 98% (msingi ambao karatasi ya 26.34% inatoa).
SiOx ya kati (awali 1.5 nm, eneo la kuzuia Ag) — katika BC, nyenzo inaweza kugawanywa kwa kanda.
Hii ni kigezo cha msingi. Ya kati katika 26.66/26.34 ni SiO₂ safi ya joto, yenye kazi moja (kuzuia Ag + kupunguza tabaka la kusimamisha). Chini ya muundo wa BC wa interdigitated, eneo la kidole cha p linagusa matatizo mawili mapya ambayo mguso kamili haukuwahi kukabiliana nayo.
Tatizo A: Upande wa p-TOPCon kwa asili ni dhaifu kwenye athari ya uwanja. Chaji isiyobadilika kutoka B kwenye kiolesura cha Si/SiO₂ ni chanya (kinyume na upande wa n+). SiOx safi haitoi pasifishaji wa athari ya uwanja wa upande wa p, kwa hivyo unapaswa kuazima chaji hasi kutoka kwa mrundikano wa AlOx wa nje.
Tatizo B: Muunganiko wa chuma J₀,metal chini ya kidole cha p ni kikomo cha ufanisi wa BC. BC isiyo na fedha leo iko kwenye Al-contact J₀,metal ~2400-2500 fA/cm², inayolingana na ufanisi wa ~25.9%. Ili kufikia kiwango cha 26.8% cha mfumo wa Ag, lazima ubonyeze J₀,metal chini ya 400-500 fA/cm².
SiOx safi ya kati haiwezi kushughulikia A. Kubadilisha kitu kizima hadi AlOx/SiOx kunakanyaga bomu lingine.
AlOx/SiOx kama tabaka la handaki ni mtego, lakini kama tabaka la kati inaweza kuwa peremende
Hali mbili zinachanganywa katika maandiko na lazima zitenganishwe.
Hali ya 1: AlOx inachukua nafasi ya SiOx ya chini moja kwa moja kama tabaka la handaki. Kazi ya Kaur (Solar Energy Materials 2021) ni hadithi ya tahadhari hapa:
AlOx na tabaka mbili za AlOx/SiOx kama tabaka za handaki hupitisha hewa vibaya kuliko SiOx safi.
Mekanismu: AlOx/SiOx huongeza kwa kiasi kikubwa uenezaji wa B na kukandamiza uenezaji wa P. B hukusanyika kwenye "hifadhi" katika eneo la AlOx kisha kusukuma ndani ya c-Si — mlipuko mara mbili wa muunganiko wa Auger pamoja na kasoro za jozi za B-O.
Juu ya hayo, Al huenea kutoka AlOx ndani ya c-Si na kuunda viwango vya kina, hivyo muunganiko wa SRH pia hupanda.
Kwa hivyo SiOx ya chini haiwezi kubadilishwa na AlOx kabisa — hiyo ndiyo sababu ya msingi kwamba msingi wa 26.66/26.34 hausogei, na ndiyo sababu hasa LONGi HIBC inaendesha "upande wa P na a-Si:H (mantiki ya HJT), upande wa N na poly (mantiki ya TOPCon)." Upande wa P unakwepa tu mpangilio wa SiOx/poly na kuchukua njia ya HJT ya amofasi + hidrojeni ili kuepuka mtego wa B-SiOx.
Hali ya 2: AlOx/SiOx inakaa katika nafasi ya "kati" (hakuna handaki, athari ya shamba tu + kuzuia Ag). Huu ni mchezo wa BC pekee:
SiOx ya chini (1.x nm) inabaki SiO₂ safi ya joto, inakuza mashimo ya kupitisha hewa.
Juu ya poly ya ndani (p+, fuwele nyingi), chini ya poly ya nje (p++, iliyowekwa dopu nyingi kwa uundaji wa metali) kuna SiOx safi ya kati (1-1.5 nm).
Katika maeneo yasiyo na mguso (kati ya vidole, na ndani ya vidole mbali na paste), kati hubadilika kuwa tabaka nyembamba sana ya AlOx (2-4 nm) / SiOx (1 nm). Chaji hasi isiyobadilika ya AlOx ~10¹²-10¹³ cm⁻² huipa kidole cha p athari ya shamba na kupunguza Dit ya upande wa p-TOPCon.
Katika maeneo ya mguso (chini ya ufunguzi wa paste), kati hubaki SiOx safi — ili kuzuia AlOx kuruhusu uenezaji wa B kulipuka wakati wa kuoka (paste ya Ag huoka kwa 700-800°C, na AlOx huwa isiyo imara juu ya 550°C wakati Si-H inatengana).
Hakuna data ya umma ya BC cross-section kwenye hii "zoned middle" bado, lakini mnyororo wa mantiki unashikilia. a-SiOx:H/AlOx:H kwa 6nm/12nm kwenye n-type front-surface passivation tayari inaendesha τeff 5.1 ms bila anneal, ambayo inasema AlOx isiyogusa moja kwa moja c-Si (ikiwa na a-SiOx au SiOx katikati) inaruhusu field effect na chemical passivation kushirikiana. Eneo la BC p-finger lisilo na mguso ni hali hiyo hasa: SiOx ya chini inatenganisha c-Si, AlOx/SiOx ya kati inatenganisha poly ya ndani, AlOx haigusi c-Si kamwe, na njia ya B diffusion imezuiwa na vizuizi viwili, SiOx ya chini pamoja na poly ya ndani — salama zaidi kuliko AlOx kama tabaka la tunnel la moja kwa moja.
Matumizi ya Bidhaa
Hatua tatu za kusaidia uwekaji wa p-finger (ongezeko la 26.34 hadi 27.6)
| Hatua | 26.34% msingi | Ongezeko la uwekaji wa BC p-finger | Kizuizi kilichoshughulikiwa |
|---|---|---|---|
| SiOx ya chini | Full-contact 1.8 nm (upande wa p-TOPCon) | 1.8→2.0 nm chini ya p-finger (anti-B pinning), 1.3-1.5 nm chini ya n-finger | B segregation huharibu SiOx |
| SiOx ya kati | SiOx safi 1 nm (in-situ) | Zoned: AlOx(3nm)/SiOx(1nm) isiyo na mguso, mguso SiOx safi 1 nm | Field effect dhaifu upande wa p |
| Poly ya nje | 90 nm p++, alkali-metal paste | Laser LCO opening chini ya p-finger, hufungua AlOx/SiNx tu bila kuumiza poly/SiOx (iVoc imethibitishwa kuwa thabiti) | J₀,metal 2400→400 |
| Anneal | 1050°C pre-anneal, 98% crystallinity | Sawa, lakini dirisha la p/n finger co-anneal lazima liwe na maelewano — P-side 880-920, B-side 1050, gawanya kwa ~950-980°C anneal ndefu | Mgongano wa bajeti ya joto |
| Metallization | Alkali-metal Ag paste (4wt% Na₂O/K₂O) | Mguso wa Al usio na fedha au paste mchanganyiko wa Ag-Al, p-finger 700°C firing J₀,metal ~2400, n-finger ~2500 hali sawa | Bila fedha + press J₀,metal hadi 400 |
Data hiyo ya BC isiyo na fedha ni muhimu: baada ya LCO (ufunguzi wa mguso wa laser) iVoc inashuka kidogo tu na Raman haionyeshi ishara ya amorphous, ikithibitisha "fungua dirisha bila kuvunja passivation ya poly/SiOx" inawezekana — hiyo ni msingi wa mchakato wa "weka SiOx safi katikati katika maeneo ya mguso + dirisha la LCO paste" chini ya p-finger ya BC. Lakini J₀,metal 2400 fA/cm² inaonyesha tu ufanisi wa 25.9%. Tofauti hiyo ya 0.9% abs hadi mfumo wa Ag wa 26.8% inaliwa kabisa na contact recombination. Kizuizi cha kuruka kunakofuata si tabaka la passivation, ni metallization.
Kwa hivyo upande wa nyuma unapigania nini hasa katika kuruka huko kwa mwisho hadi 27%
Panga vizazi vyote vinne — Das 25.4 → JinKo 26.66 → JinKo 26.34 → Golden Stone 27.62 / LONGi 28.13:
Kizazi cha 25.4%: upande wa nyuma ulipigania "tabia ya pinhole" ya SiOx ya chini (passivation vs recombination), LPCVD oxidation ya hatua mbili ikikuza pinholes za passivating za daraja la 10¹².
Kizazi cha 26.66%: upande wa nyuma ulipigania SiOx/poly ya tabaka mbili + kizuizi cha Ag cha SiOx cha kati + kupunguza kwa laser, kutatua uharibifu wa metallization na unyonyaji wa parasitic.
Kizazi cha 26.34%: p-TOPCon ya nyuma mguso kamili tabaka mbili + alkali-metal paste + pre-anneal ya 1050°C, ikitafuna segregation ya B ya upande wa p na metallization.
Kizazi cha 27.6%+ (BC): nyuma p/n interdigitated, SiOx ya chini iliyorekebishwa kwa polarity (upande wa p 2.0 / upande wa n 1.3) + kati iliyogawanywa kwa maeneo (AlOx/SiOx isiyo ya mguso kwa field effect, mguso SiOx safi) + ufunguzi wa LCO bila kuumiza passivation + metallization isiyo na fedha/chini ya Ag ikibonyeza J₀,metal hadi 400.
Uamuzi mmoja kinyume na matarajio: juu ya 27%, katika "field effect + mchanganyiko wa tabaka mbili" wa upande wa nyuma, AlOx haiwezi kwenda chini (mahali pa tunnel hulipua uenezaji wa B), inaweza tu kwenda katikati katika eneo lisilo la mguso. Hiyo ni tofauti kubwa zaidi na enzi ya PERC ya "AlOx moja kwa moja juu ya c-Si kukopa chaji hasi." Muundo wa BC kwa bahati unakupa nafasi ya "kati iliyogawanywa kwa maeneo" (jiometri ya interdigitated inaleta ugawaji wake yenyewe). TOPCon ya mguso kamili haiwezi kucheza hivi. Hiyo pia inaeleza kwa nini 26.66/26.34 hawakuweka AlOx katikati — ni mguso kamili, kati inapaswa kufanya kazi mbili kama stop layer + kizuizi cha Ag, na SiOx safi ni salama zaidi.
Kile ambacho mstari wa majaribio wa BC unaweza kujaribu kwanza
Hamisha SiOx ya chini ya p-finger kutoka 1.5 hadi 1.8-2.0 nm — ongeza 30-50% ya muda wa LPCVD 620°C O₂, angalia kwanza wasifu wa ECV wa segregation ya B.
Endesha sampuli za kati za "chaguo mbili": Kundi A SiOx safi 1.5 nm (msingi wa 26.66), Kundi B ALD AlOx 3nm / SiOx 1nm isiyo ya mguso pamoja na mguso SiOx safi 1.5 nm (pata ulinganifu wa dirisha la LCO sawa).
Rekebisha LCO laser ili kushughulikia AlOx — AlOx ni nyeti zaidi kwa 355 nm kuliko SiOx, kwa hivyo mapishi ya deep-UV 4.8 eV photon "fungua tu SiNx/AlOx bila kuumiza poly/SiOx" yanahitaji kurekebishwa upya kwa dozi za upande wa B na upande wa N tofauti.
Badilisha metallization kwenda kwa Ag-Al mchanganyiko wa paste au Al kamili, funga firing kwa 700°C — msingi wa n/p J₀,metal 2400-2500 unahitaji glass frit + mazingira ya firing + msongamano wa muundo wa mguso wote umerekebishwa pamoja ili kufikia 400-500.
Maswali ya wazi kwa timu ya BC metallization
Uwezekano wa utengenezaji wa "zoned middle" chini ya p-finger — je, ALD AlOx tu kwenye eneo lisilo la mguso inahitaji mask, au unaweka uso kamili na kuruhusu LCO kufuta AlOx ya eneo la mguso? Ya kwanza inaongeza hatua ya mask (BC ni ngumu vya kutosha tayari), ya pili ina hatari ya LCO laser kufuta AlOx/SiOx stack na kuumiza pinholes za SiOx za chini zinazopitisha (ni kufuta AlOx/SiNx tu ndiyo iliyothibitishwa kama isiyoharibu poly/SiOx; AlOx/SiOx stack haikuthibitishwa).
Pia, Golden Stone ya 27.62% ilitumia "gradient B-doped a-Si + O-doped a-SiOx front passivation," na upande wa P ukiwa kwenye mantiki ya HJT badala ya TOPCon. Je, HIBC (upande wa P HJT + upande wa N TOPCon) itafikia 28% mapema kuliko full-TOPCon BC (p-finger na n-finger poly/SiOx zote)? Mstari wa LONGi wa 28.13% unaonekana kama HIBC ilishinda, lakini urahisi wa kifaa wa full-TOPCon BC (poly kwenye pande zote za N na P, anneal inayoshirikiwa) unaweza kushinda tena kwa gharama ya muda mrefu. Njia hizi mbili ndogo za BC zitagongana ijayo kuhusu uwiano wa "kikomo cha passivation dhidi ya ugumu wa mchakato".
Karatasi nne mfululizo (Das 25.4 → JinKo 26.66 → JinKo 26.34 → Golden Stone 27.62 / LONGi 28.13), na mantiki ya vizazi vitatu vya nyuma ya TOPCon kutoka 25%→26%→27%+ imekamilika: pinholes zinazopitisha → double-layer Ag block + kupunguza unene → BC interdigitation + zoned middle + mchanganyiko wa field-effect.
Maoni ya Ooitech
Wazo la zoned-middle ni werevu, lakini kwa uaminifu mapambano magumu zaidi yako kwenye mstari, sio kwenye ubao wa kuchora. Kusukuma J₀,metal kutoka 2400 kushuka kuelekea 400 kunamaanisha LCO laser dosing yako, paste frit, na firing profile vinapaswa kushikilia uvumilivu kwenye kila finger, wafer baada ya wafer — na hiyo ni tatizo la urudufu wa mstari wa module kama vile ni la fizikia ya seli. Iwe tasnia itaishia kwenye full-TOPCon BC au HIBC kwanza, dirisha la mchakato linapungua kwa njia yoyote, kwa hivyo metrology na udhibiti wa joto kwenye backside stack huwa walinzi wa kweli. Watu wanaojenga au kuboresha mistari ya uzalishaji wa module wanaweza kupata mengi ya mabadilishano haya ya firing na lamination kwenye chaneli ya YouTube ya Ooitech kwa www.youtube.com/ooitech.
