Refinamiento eléctrico de doble cara impulsa el M10 TOPCon industrial al 26.66%

Introducción del producto

"¿Puede realmente TOPCon exprimir otro 0,5%? El límite de Auger ya está básicamente en nuestras caras."

Esa frase de la sala de descanso resume bastante bien la ansiedad compartida de todos los que han estado operando una línea n-TOPCon en los últimos dos años. Células de tamaño completo M10, eficiencia de producción en masa estancada entre 25,5% y 26%, y cada 0,1% adicional significa luchar contra la recombinación, el contacto y la pasta de plata. Luego, Jinko, junto con el Instituto de Materiales de Ningbo, publica este artículo en Nature Energy y eleva la eficiencia certificada del M10 TOPCon industrial directamente al 26,66%, y de paso eleva la bifacialidad al 88,3%. Versión de una frase: arreglar ambos lados eléctricos a la vez, en lugar de solo perseguir la pasivación o solo perseguir las líneas de rejilla.

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 dónde vino este nuevo paso?

Las "noticias de eficiencia" de TOPCon del último año honestamente se han vuelto un poco cansadas de ver. 26,1%, 26,35%, principalmente modificación selectiva por láser o pequeños ajustes en el emisor de boro. Esta vez, la línea de Jinko corta en ambos lados a la vez:

• Superficie frontal: emisor de boro de alta resistividad más optimización del patrón de líneas de rejilla, reduciendo la recombinación y la pérdida de transporte.

• Superficie trasera: estructura de doble capa poly-Si/SiOx, bloqueando la difusión de plata, capa interna de alta cristalinidad, fósforo inactivo bajo en el sustrato y adelgazamiento local.

• Plataforma de certificación: células de tamaño completo industrial M10, no muestras de laboratorio.

Ese 88.3% de bifacialidad es en realidad más llamativo que la eficiencia absoluta en el mundo n-TOPCon, y explicaré por qué más adelante.

Superficie frontal: emisor de boro de alta resistividad de hoja, atrévete a empujarlo

La vieja contradicción de la superficie frontal i-TOPCon: difusión de boro demasiado pesada y recombinación Auger más concentración explota; demasiado ligera y la resistencia lateral del emisor se vuelve grande, la corriente bajo los dedos finos no se puede recolectar, y vuelves a forzar el contacto con LECO.

Lo que hace este artículo (ver la serie de Figuras 2):

• Empujar activamente la resistividad de hoja del emisor de boro hacia arriba, una vez que la calidad de pasivación está ahí y se mantiene la respuesta azul.

• Rediseñar el patrón de busbar/dedo para que la pérdida de transporte lateral se compense en el paso de la línea de rejilla.

• En el lado de metalización, usar un enfoque de tipo calentamiento por nano Joule (el trabajo base del mismo equipo en Zhou et al., Small 2025 está en las referencias) para reducir la resistencia de contacto Ag-Si.

La comparación IQE/PL de la Figura 2 lo muestra: la densidad de corriente de recombinación de la superficie frontal j0 del grupo de emisor de alta resistividad claramente disminuye, y el factor de llenado no colapsa, lo que significa que la optimización de la línea de rejilla más el contacto local realmente parcheó el lado de transporte.

Reacción visceral de un ingeniero de línea: la mayor trampa con un emisor de boro de alta resistividad no es el rendimiento eléctrico, es la ventana de disparo de impresión y compatibilidad con el proceso LECO. Este es un equipo de la propia línea de Jinko (autores como Mao Jie y Wang Zhao son de Haining Jinko), lo que significa que esta combinación de difusión de boro más línea de rejilla probablemente ya ha ejecutado su DOE en la línea M10, no es una receta puramente de laboratorio.

Superficie trasera: doble poly-Si es el verdadero trabajo pesado

La sección de la superficie trasera es la parte más orientada a ingenieros de todo el artículo (Figuras 3 y 4).

Todos conocen las trampas en las que ha caído la estructura tradicional n+-poly / SiOx:

• Durante el disparo de la pasta de plata, Ag perfora hacia el sustrato a lo largo de los límites de grano, induciendo estados de interfaz, y la degradación inducida por luz más la oscura aumentan juntas.

• Capa poly demasiado gruesa y la absorción parásita trasera come la bifacialidad; demasiado delgada y la pasivación más el contacto no pueden mantenerse estables.

La solución aquí es una capa doble de óxido túnel de polisilicio en la parte trasera (la Figura 3 TEM muestra claramente la diferencia de cristalinidad y distribución de dopaje entre las dos capas):

• La capa externa tiende a ser "defensiva": bloquea la difusión de plata, evita que la pasivación de la interfaz sea dañada por la metalización.

• La capa interna tiende a ser "ofensiva": alta cristalinidad más concentración de P inactivo suprimida en el lado del sustrato, por lo que la calidad de pasivación aumenta (los datos de iVoc y j0 de la Figura 4 lo respaldan).

• Capa de polisilicio localmente adelgazada (probablemente regiones de ventana abierta por LCO o láser): la transmisión trasera aumenta, la bifacialidad alcanza el 88.3%.

En las curvas de comparación de la Figura 4, el grupo de doble polisilicio en relación con la línea base de polisilicio simple:

• Voc se mantiene (gracias a la capa interna de alta cristalinidad más el bajo fósforo inactivo).

• FF no se sacrifica (la difusión de plata es detenida por la capa externa, la resistividad de contacto no se dispara).

• La bifacialidad pasa del ~80% convencional de TOPCon al 88.3%, y esto importa más para el costo BOS que el 0.3% en la hoja de eficiencia.

Aplicación del producto

Deje el reflejo de "Artículo de Nature, debe ser caro". Para cualquiera que realmente opere una línea n-TOPCon, hay tres cosas aquí que básicamente puede copiar directamente:

• Deje de aferrarse al viejo menú de 80-100 ohm/sq para el emisor de boro. Auméntelo, recalcule las líneas de rejilla, reajuste la ventana LECO, y un 0.2-0.3% absoluto en la superficie frontal está realmente al alcance.

• Cambie el polisilicio trasero de una sola capa a doble capa. La capa externa no es necesariamente cara, es solo una capa CVD más, pero la difusión de plata como modo de falla oculto es dinero real durante la vida útil de 25 años de un módulo bifacial.

• Intercambie el adelgazamiento local de polisilicio por bifacialidad. Es un mejor trato que solo optimizar vidrio y encapsulante. 88% de bifacialidad con un seguidor, y las matemáticas del costo kWh en el lado de la planta hablan por sí mismas.

Por supuesto, hay trampas: el presupuesto térmico del polisilicio de doble capa, el rendimiento y la uniformidad del adelgazamiento local por láser, y qué tan grande es la adaptación versus una configuración en línea existente. El artículo no las detallará, pero Jinko se atrevió a publicar una eficiencia certificada, lo que dice que al menos la línea piloto M10 ya está funcionando sin problemas.

Pregunta abierta: dentro del presupuesto térmico actual de TOPCon de 1300+ de difusión de boro a alta temperatura más LECO, ¿debería apilar otra capa de modificación selectiva por láser encima (como la ruta UV-ps en el artículo de Wang Q del 26.35%)? ¿O el doble poly trasero ya ha llevado al límite el triángulo de compromiso pasivación-contacto-bifacialidad, lo que significa que el siguiente paso debería ser cambiar a una estructura BC en lugar de seguir exprimiendo TOPCon?

Opinión de Ooitech

Lo que es silenciosamente interesante aquí es que ambas palancas, el emisor de boro de alta resistividad de hoja y el doble poly trasero, viven casi completamente en el lado de la célula, pero el beneficio se manifiesta a nivel de módulo a través de esa bifacialidad del 88.3%. En una línea de módulos, una mayor bifacialidad cambia la forma de pensar sobre el apilamiento, la elección de lámina posterior o vidrio, y la tensión del stringer para células más delgadas y frágiles, por lo que la ventana de proceso en el lado del módulo debe moverse con ella. Como constructores de líneas de módulos llave en mano que trabajan en formatos desde M10 hasta shingled y TOPCon, observamos de cerca estos cambios a nivel de célula, porque marcan el ritmo de lo que la línea aguas abajo debe manejar. Si quieres ver cómo funciona realmente una línea de producción de módulos moderna, el canal de YouTube de Ooitech en www.youtube.com/ooitech vale la pena suscribirse.