بهبود الکتریکی دوطرفه، M10 TOPCon صنعتی را به بازده 26.66% میرساند
فهرست مطالب
معرفی محصول
"آیا واقعاً TOPCon میتواند 0.5% دیگر را بیرون بکشد؟ محدودیت اوگر اساساً جلوی چشم ماست."
آن جمله در اتاق استراحت تقریباً نگرانی مشترک همه کسانی را که در دو سال گذشته یک خط n-TOPCon را اداره میکنند خلاصه میکند. سلولهای کامل M10، راندمان تولید انبوه بین 25.5% و 26% گیر کرده، و هر 0.1% اضافی به معنای مبارزه با بازترکیب، تماس و خمیر نقره است. سپس جینکو، همراه با موسسه مواد نینگبو، این مقاله Nature Energy را منتشر میکند و راندمان تایید شده صنعتی M10 TOPCon را مستقیماً به 26.66% میرساند و در این مسیر دوطرفهگی را به 88.3% میرساند. خلاصه یک جمله: هر دو طرف الکتریکی را همزمان اصلاح کنید، به جای اینکه فقط به دنبال غیرفعالسازی یا فقط به دنبال خطوط شبکه باشید.
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%، این گام جدید از کجا آمد
اخبار "راندمان" TOPCon در سال گذشته واقعاً کمی خستهکننده شده است. 26.1%، 26.35%، عمدتاً اصلاح انتخابی لیزری یا تغییرات جزئی امیتر بور. این بار خط جینکو هر دو طرف را همزمان برش میزند:
سطح جلو: امیتر بور با مقاومت ورق بالا به همراه بهینهسازی الگوی خطوط شبکه، کاهش بازترکیب و تلفات انتقال.
سطح پشت: ساختار پلی-Si/SiOx دو لایه، جلوگیری از نفوذ نقره، لایه داخلی با بلورینگی بالا، فسفر غیرفعال کم در زیرلایه، و نازکسازی موضعی.
پلتفرم تایید: سلولهای کامل صنعتی M10، نه نمونههای آزمایشگاهی.
این دوسویهگی 88.3% در واقع جذابتر از بازده مطلق در دنیای n-TOPCon است و بعداً توضیح خواهم داد چرا.
سطح جلو: امیتر بور با مقاومت ورقای بالا، جرأت کنید آن را پیش ببرید
تضاد قدیمی i-TOPCon در سطح جلو: نفوذ بور بیش از حد سنگین و بازترکیب اوگر و غلظتی منفجر میشود؛ خیلی سبک باشد و مقاومت جانبی امیتر زیاد میشود، جریان زیر انگشتهای باریک جمعآوری نمیشود و مجبور میشوید با LECO تماس برقرار کنید.
کاری که این مقاله انجام میدهد (به سری شکل 2 مراجعه کنید):
فعالانه مقاومت ورقای امیتر بور را افزایش دهید، به شرطی که کیفیت غیرفعالسازی حفظ شود و پاسخ آبی باقی بماند.
الگوی باسبار/انگشت را دوباره اجرا کنید تا تلفات انتقال جانبی در مرحله خطوط شبکه جبران شود.
در سمت فلزیسازی، از رویکرد گرمایش نانو ژول (کار پایهای همان تیم در Zhou et al., Small 2025 در مراجع است) برای کاهش مقاومت تماس Ag-Si استفاده کنید.
مقایسه IQE/PL در شکل 2 آن را نشان میدهد: چگالی جریان بازترکیب سطح جلویی j0 گروه امیتر با مقاومت بالا به وضوح کاهش مییابد و ضریب پرشدگی فرو نمیریزد، یعنی بهینهسازی خطوط شبکه و تماس موضعی واقعاً سمت انتقال را ترمیم کرده است.
واکنش اولیه از یک مهندس خط: بزرگترین دام با امیتر بور با مقاومت بالا، عملکرد الکتریکی نیست، بلکه پنجره شلیک از طریق چاپ و سازگاری با فرآیند LECOاست. این تیمی از خط خود Jinko است (نویسندگانی مانند Mao Jie و Wang Zhao از Haining Jinko هستند)، یعنی این ترکیب نفوذ بور و خطوط شبکه به احتمال زیاد DOE خود را روی خط M10 اجرا کرده است و یک دستورالعمل کاملاً آزمایشگاهی نیست.
سطح پشت: پلی-Si دوتایی کار واقعی سنگین است
بخش سطح پشت مهندسیترین قسمت کل مقاله است (شکلهای 3 و 4).
همه میدانند دامهایی که ساختار سنتی n+-poly / SiOx در آن افتاده است:
در حین شلیک خمیر نقره، Ag در امتداد مرزهای دانه به سمت زیرلایه نفوذ میکند، حالتهای سطحی ایجاد میکند و تخریب نوری و تاریک با هم افزایش مییابند.
لایه پلی بیش از حد ضخیم باشد و جذب انگلی پشتی دوسویهگی را کاهش میدهد؛ خیلی نازک باشد و غیرفعالسازی و تماس نمیتوانند پایدار بمانند.
راهحل در اینجا یک لایه دوگانه اکسید تونل پلی-Si در پشت است (شکل 3 TEM تفاوت بلورینگی و توزیع دوپینگ بین دو لایه را واضح میکند):
لایه بیرونی حالت "تدافعی" دارد: از نفوذ نقره جلوگیری میکند و از تخریب غیرفعالسازی سطح توسط متالیزاسیون محافظت میکند.
لایه داخلی حالت "تهاجمی" دارد: بلورینگی بالا همراه با غلظت پایین فسفر غیرفعال در سمت زیرلایه، کیفیت غیرفعالسازی را افزایش میدهد (دادههای iVoc و j0 در شکل 4 این را تأیید میکنند).
لایه پلی نازکشده موضعی (احتمالاً نواحی پنجره بازشده با LCO یا لیزر): عبور نور از پشت افزایش یافته و دووجهی به 88.3% میرسد.
در منحنیهای مقایسه شکل 4، گروه دو-پلی نسبت به پایه تک-پلی:
Voc ثابت میماند (به لطف لایه داخلی با بلورینگی بالا و فسفر غیرفعال کم).
FF قربانی نمیشود (نفوذ نقره توسط لایه بیرونی متوقف میشود و مقاومت تماس افزایش نمییابد).
دووجهی از حدود 80% در TOPCon معمولی به 88.3% میرسد و این برای هزینه BOS مهمتر از 0.3% در برگه بازده است.
کاربرد محصول
رفلکس "مقاله Nature، پس باید گران باشد" را کنار بگذارید. برای هر کسی که واقعاً یک خط n-TOPCon را اداره میکند، سه نکته در اینجا وجود دارد که میتوانید مستقیماً کپی کنید:
از چسبیدن به منوی قدیمی 80-100 اهم/مربع برای امیتر بور دست بردارید. آن را بالاتر ببرید، خطوط شبکه را دوباره محاسبه کنید، پنجره LECO را تنظیم کنید و 0.2-0.3% مطلق در سطح جلو قابل دستیابی است.
پلی پشت را از تک لایه به دو لایه تغییر دهید. لایه بیرونی لزوماً گران نیست، فقط یک لایه CVD دیگر است، اما نفوذ نقره به عنوان یک حالت خرابی پنهان در طول عمر 25 ساله ماژول دووجهی هزینه واقعی دارد.
نازکسازی موضعی پلی را برای دووجهی معامله کنید. این گزینه بهتری نسبت به بهینهسازی تنها شیشه و کپسولانت است. 88% دووجهی با ردیاب، و محاسبه هزینه کیلووات ساعت در نیروگاه خود گویا است.
البته تلههایی وجود دارد: بودجه حرارتی پلی دو لایه، توان عملیاتی و یکنواختی نازکسازی موضعی با لیزر، و میزان تغییرات در مقابل یک خط موجود. مقاله این موارد را توضیح نمیدهد، اما Jinko جرات کرد یک بازده تأیید شده را ارائه دهد، که حداقل نشان میدهد خط پایلوت M10 به خوبی کار میکند.
سوال باز: در بودجه حرارتی فعلی TOPCon با 1300+ انتشار بورون در دمای بالا به همراه LECO، آیا باید یک لایه اصلاح انتخابی لیزری دیگر روی آن قرار دهید (مانند مسیر UV-ps در مقاله 26.35% Wang Q)؟ یا اینکه پلی دوبل پشتی قبلاً مثلث تجارت متقابل عبور-تماس-دووجهی را تا حد خود خورده است، به این معنی که گام بعدی باید تغییر به ساختار BC باشد به جای ادامه فشار بر TOPCon؟
دیدگاه Ooitech
نکته جالب توجه در اینجا این است که هر دو این اهرمها، یعنی امیتر بورون با مقاومت ورق بالا و پلی دوبل پشتی، تقریباً به طور کامل در سمت سلول قرار دارند، اما نتیجه در سطح ماژول از طریق دووجهی 88.3% ظاهر میشود. در خط ماژول، دووجهی بالاتر نحوه تفکر درباره لایهگذاری، انتخاب پشتیبان یا شیشه، و کشش استرینگر برای سلولهای نازکتر و شکنندهتر را تغییر میدهد، بنابراین پنجره فرآیند در سمت ماژول باید با آن حرکت کند. به عنوان سازندگان خطوط ماژول کلید در دست که در قالبهای مختلف از M10 تا شینگل و TOPCon کار میکنیم، این تغییرات در سطح سلول را از نزدیک دنبال میکنیم، زیرا آنها سرعت کار خط پایین دست را تعیین میکنند. اگر میخواهید ببینید یک خط تولید ماژول مدرن چگونه واقعاً کار میکند، کانال یوتیوب Ooitech در آدرس www.youtube.com/ooitech ارزش اشتراک دارد.
