De la Célula al Módulo: El Proceso de Fabricación de Módulos Solares de Contacto Posterior (BC)

Introducción: Por qué la Tecnología de Contacto Posterior está Transformando la Industria Solar

La industria fotovoltaica está en medio de un cambio tecnológico real. PERC reinó durante años, TOPCon subió rápido, y ahora una tercera arquitectura está atrayendo seriamente la atención tanto de fabricantes como de desarrolladores de proyectos: la tecnología de células de Contacto Posterior (BC).

Las células convencionales de contacto frontal desperdician una parte de la luz solar porque las líneas metálicas de la rejilla están en el lado soleado. Las células BC mueven todos los contactos eléctricos a la parte trasera. El frente permanece completamente limpio. Eso significa una mayor corriente de cortocircuito, un aspecto más elegante y una eficiencia del módulo que ahora compite directamente con la corriente principal.

Aquí está la parte que hace que BC sea interesante para cualquiera que opere una línea: pasar de una célula BC terminada a un módulo BC completamente ensamblado no es el mismo trabajo que la industria ha realizado durante décadas. Sin busbars frontales, sin dedos frontales. Ese solo hecho cambia cómo se unen las células, cómo se construyen las cadenas, cómo se diseñan las cintas y cómo se configura la receta de laminación.

Este blog recorre el proceso completo desde la célula BC hasta el módulo BC, paso a paso, con el equipo involucrado y las trampas del proceso que debes vigilar.

1. Entendiendo la Célula BC: Un Breve Repaso

1.1 ¿Qué es una Célula de Contacto Posterior?

Una célula de Contacto Posterior (BC), a veces llamada de Contacto Posterior Interdigitado (IBC) o simplemente todo-contacto-posterior, coloca tanto los contactos del emisor como de la base en la parte trasera de la oblea en un patrón interdigitado. El frente es silicio desnudo, lo que elimina tres cosas a la vez:

• Pérdidas por sombreado, típicamente del 3-5% del área de la célula en células convencionales

• Pérdidas resistivas ligadas a las compensaciones de diseño de la rejilla frontal

• Líneas de rejilla visibles, que importan mucho para la estética

Variantes principales de BC en 2024-2025:

La dirección es obvia: BC está pasando de ser un producto premium de nicho a un contendiente mainstream, impulsado por fabricantes chinos que escalan durante 2024-2025.

1.2 La Diferencia Crítica: Geometría de Contacto

En una celda PERC o TOPCon, los busbars frontales (9-16 en celdas modernas) y los dedos se mantienen lo más delgados posible mientras aún recolectan corriente. Suelda la cinta directamente sobre esos busbars. Simple.

En una celda BC, el lado posterior lleva tiras alternas de contactos tipo n y tipo p en un patrón paralelo e interdigitado. El ancho, el paso y el espaciado de esas tiras son diferentes para cada fabricante y son propietarios. También determinan exactamente cómo se puede interconectar la celda dentro de un módulo.

2. El Proceso de Fabricación de Módulos BC: Paso a Paso

Una línea de módulos BC comparte muchos equipos con una línea convencional, como laminadoras, stringers y estaciones de enmarcado. Pero los pasos de interconexión y formación de strings son genuinamente diferentes. Aquí está el flujo completo:

Ahora veamos cada paso por turno.

Paso 1: Inspección y Clasificación de Celdas Entrantes

Las celdas BC llegan de la fábrica de celdas como cuadrantes, tamaño completo o medio corte, dependiendo del diseño del módulo. El primer paso coincide con cualquier línea de módulos:

• Inspección visual de microgrietas, astillado, contaminación o variación de color

• Pruebas I-V para Voc, Isc, Pmax y factor de llenado

• Imágenes de electroluminiscencia (EL) para detectar microgrietas, dedos rotos, derivaciones o áreas muertas

• Clasificación y agrupación de celdas por clase de potencia, generalmente en intervalos de 1-2.5W, y para celdas BC también por uniformidad de color, ya que el frente desnudo hace que cualquier deriva de color sea muy visible

Desafío específico de BC: sin metal frontal, la consistencia del color lo es todo, especialmente para residencial y BIPV donde la apariencia impulsa la venta. Muchos fabricantes de BC utilizan contenedores de color más ajustados, a veces clasificados a medida con colorímetros que leen Lab* valores, en comparación con los módulos convencionales.

Paso 2: Tizado / Interconexión de Celdas - El Corazón de la Fabricación de Módulos BC

Aquí es donde los módulos BC se separan más de los convencionales, y donde se concentra la mayor parte de la innovación reciente en equipos.

2.1 El Desafío de la Interconexión

En una celda normal, sueldas una cinta plana a través de las barras colectoras frontales y la doblas hacia la parte trasera de la siguiente celda. Geometría fácil.

En una celda BC, tanto los contactos positivos como negativos están en la parte trasera en un patrón entrelazado. Entonces:

• Un simple doblez de cinta de adelante hacia atrás no funcionará

• La interconexión debe puentear las tiras de contacto traseras de las celdas vecinas

• El paso, ancho y alineación de las tiras son específicos del fabricante

• La desalineación durante la unión causa pérdidas de resistencia en serie o derivaciones

Dos enfoques de interconexión dominan la producción en masa hoy en día.

Opción A: Tizado con Adhesivo Conductor (CA)

Respaldado por fabricantes como Aiko Solar para sus módulos ABC, esto utiliza adhesivo conductor eléctrico (ECA), una epoxi rellena de plata, en lugar de soldadura.

Proceso:

1. Un dispensador de precisión coloca una cantidad controlada de adhesivo conductor sobre las tiras de contacto traseras

2. El interconector, una cinta de cobre estañado plana o un circuito impreso flexible (FPC), se coloca sobre el adhesivo

3. El conjunto se cura en un horno de baja temperatura, aproximadamente 150-180°C durante 1-3 minutos, o durante la laminación

Ventajas:

• Procesamiento a baja temperatura, por lo que hay menos estrés térmico en las celdas, lo que importa a medida que las obleas se acercan a 130 micras y menos

• Sin contacto de soldador, por lo que hay menos microgrietas

• Capacidad de paso fino hasta submilimétrico, coincidiendo con el patrón entrelazado fino

• El adhesivo curado permanece un poco flexible y absorbe mejor el estrés de los ciclos térmicos que la soldadura rígida

Desventajas:

• El ECA relleno de plata es caro

• El curado añade tiempo de ciclo, aunque el curado en línea durante la laminación ayuda

• La fiabilidad a largo plazo de las uniones ECA aún se está demostrando a escala, aunque los primeros datos de pruebas aceleradas se ven bien

Opción B: Soldadura sin busbar (0BB) / Tecnología Smart Wire

La ruta más convencional, utilizada por fabricantes como LONGi para módulos basados en HPBC, a menudo con soldadura de baja temperatura o métodos SmartWire.

Proceso:

1. Hilos redondos ultrafinos, de aproximadamente 0,2-0,35 mm, o hilo plano (SmartWire) se precolocan en un marco portador

2. La célula BC se coloca boca arriba, con la parte trasera expuesta, sobre el conjunto de hilos

3. Un termodo (barra caliente) o calentamiento infrarrojo refluye brevemente la soldadura en el hilo para unirlo a las tiras traseras

4. El hilo se dirige a la siguiente célula

La idea clave es 0BB, cero busbar. En lugar de soldar una cinta gruesa a través de busbars discretos, docenas de hilos ultrafinos tocan directamente los finos dedos de contacto traseros, por lo que no se necesita un busbar grueso.

Ventajas:

• Se basa en equipos de soldadura existentes, por lo que menor Capex

• Las uniones soldadas son bien conocidas, por lo que la fiabilidad es sólida

• Los hilos 0BB se adaptan al patrón interdigitado

Desventajas:

• Requiere un control térmico preciso, demasiado calor daña las obleas delgadas

• La alineación hilo-contacto es ajustada y crítica

• Resistencia en serie ligeramente mayor que CA en algunas configuraciones

Equipos de Stringing: La Última Generación

A partir de 2026-2027, los principales proveedores de stringing BC incluyen:

El encadenado de celdas BC funciona aproximadamente un 10-15% más lento que las celdas convencionales debido a la alineación más ajustada, pero los proveedores están cerrando esa brecha rápidamente.

Paso 3: Disposición de las tiras y formación de la matriz

Una vez formadas las tiras BC, generalmente de 2xN celdas para diseños de medio corte, pasan a la matriz del módulo:

• Vidrio simple (vidrio/backsheet) o doble vidrio (vidrio/vidrio), este último cada vez más común para BC orientado a alta confiabilidad y BIPV

• Las tiras se colocan sobre el encapsulante trasero en la orientación de serie correcta

• El espaciado de las tiras sigue el tamaño del módulo, por ejemplo, un módulo de 72 celdas basado en M10 mide aproximadamente 2278 x 1134 mm

Consideración específica de BC: Las celdas BC generan un poco más de corriente, gracias a la ausencia de sombreado frontal, y no tienen barras colectoras frontales como señal visual. Por lo tanto, el diseño generalmente agrega una verificación óptica para confirmar la polaridad de la celda antes del laminado. Una celda BC invertida es más fácil de pasar por alto que una celda de contacto frontal con barras colectoras obvias.

Paso 4: Soldadura de barras colectoras y conectores cruzados

Después del diseño, las cintas de bus principales conectan las tiras en serie para aumentar el voltaje.

Para módulos BC:

• La fijación de la cinta de bus sigue el mismo principio que los módulos convencionales, la cinta se suelda a las almohadillas de la barra colectora en el borde de la celda

• Las celdas BC a menudo tienen almohadillas de barra colectora diseñadas específicamente en los bordes, más anchas que los dedos interdigitados finos, por lo que la soldadura del bus se mantiene manejable con equipos convencionales

• Algunos diseños BC utilizan conectores de tira integrados que se colocan durante el encadenado, lo que puede eliminar el paso de bus separado

Última novedad, híbrido shingled + BC: algunos fabricantes están probando BC en shingle, cortando las celdas BC en tiras y superponiéndolas, por lo que no se necesita una cinta de bus separada. El adhesivo conductor en cada superposición realiza la conexión en serie. Todavía es un nicho en 2025, pero prometedor para diseños de alta densidad.

Paso 5: Apilado (encapsulante + vidrio + backsheet/ensamblaje de vidrio)

El apilado se parece mucho a un módulo convencional.

Para un módulo BC de vidrio/backsheet:

1. La lámina de encapsulante trasero, EVA o POE, de 0.45-0.5 mm, se coloca sobre la mesa de apilado

2. Las tiras/matriz BC se colocan sobre ella

3. La lámina de encapsulante frontal se coloca sobre las celdas

4. Vidrio frontal, templado y con recubrimiento AR para máxima transmisión, va encima

Para un módulo BC vidrio/vidrio, cada vez más popular:

1. Vidrio frontal, encapsulante frontal, matriz de celdas, encapsulante trasero, vidrio trasero (transparente para ganancia bifacial u opaco)

Notas específicas del encapsulante para BC:

• Se prefiere fuertemente POE (elastómero de poliolefina) sobre EVA para BC debido a la menor transmisión de vapor de agua, que protege los contactos traseros de la corrosión por humedad; mejor resistencia a PID, que importa cuando toda la arquitectura eléctrica vive en la parte trasera; y mayor adherencia a la superficie metalizada lisa trasera

• La uniformidad del grosor del encapsulante importa más aquí, porque un flujo desigual crea diferencias ópticas en el frontal, la cara visible de un módulo BC. Un encapsulante inconsistente puede dejar burbujas visibles o defectos de marca de agua que resaltan en un frontal sin barras colectoras

Paso 6: Laminación

El apilado entra en la laminadora, posiblemente la máquina más crítica en cualquier línea de módulos.

Un perfil de laminación típico para módulos BC:

Tiempo total de ciclo: 25-40 minutos dependiendo del encapsulante y la laminadora.

Desafíos específicos de laminación para BC:

1. Atrapamiento de aire en los contactos traseros. El patrón de dedos interdigitados crea microtopografía que atrapa aire durante la laminación. Los principales fabricantes utilizan películas encapsulantes texturizadas o con microcanales, a veces llamadas encapsulantes de ventilación, para que el aire escape más fácilmente durante las fases de vacío.

2. Curado del adhesivo conductor. Si se usa CA para el stringing, la laminación cumple una doble función: encapsular el módulo y curar el adhesivo al mismo tiempo. El perfil debe lograr el curado completo del adhesivo, aproximadamente 150°C durante más de 10 minutos, sin cocinar el encapsulante.

3. Gestión de la curvatura de las celdas. Las celdas BC, especialmente las delgadas de 140 micras o menos, pueden curvarse ligeramente debido a la tensión asimétrica de la metalización trasera. La laminación debe absorber esa curvatura sin desplazar el espaciado entre celdas, por lo que la viscosidad del encapsulante durante la gelificación se ajusta cuidadosamente.

Equipo laminador para módulos BC. Las mismas marcas principales sirven tanto para líneas convencionales como BC, pero los laminadores ajustados para BC ofrecen vacío mejorado (doble etapa a <0.5 mbar), uniformidad de temperatura más estricta (aproximadamente ±1.5°C en toda la mesa) y perfiles de presión de diafragma programables, de presión suave a presión completa.

Paso 7: Recorte, limpieza de bordes y enmarcado

Después de la laminación, el módulo recibe:

1. Recorte de bordes, eliminando el encapsulante que fluyó más allá del borde del vidrio

2. Rectificado/redondeo de bordes por seguridad y para eliminar puntos de tensión

3. Fijación del marco con sellador de silicona o engarzado mecánico

Enmarcado específico para BC. Los módulos BC suelen ser productos premium para techos residenciales, BIPV y comerciales de alta gama, por lo que la apariencia del marco importa más. Los marcos negros, anodizados o pintados, son estándar para mantener el aspecto totalmente negro. Algunos módulos BC son sin marco, solo con sellador de borde, especialmente para BIPV. Los perfiles del marco pueden ser más delgados o usar uniones de esquina más limpias para coincidir con la apariencia elegante de la celda.

Paso 8: Instalación de la caja de conexiones

La caja de conexiones se monta en la parte trasera y se conecta a las cintas colectoras.

Para módulos BC, se prefieren cajas de conexiones de perfil bajo y pequeño relieve, nuevamente por estética y ajuste en BIPV. Algunos fabricantes utilizan diseños de caja de conexiones integrada con los diodos de derivación incrustados en el módulo en lugar de en una caja externa. Soldar o engarzar los cables de la caja de conexiones a las colas de las cintas colectoras es igual que en los módulos convencionales, pero los cables deben alejarse de la superficie trasera densa en contactos para evitar cortocircuitos.

Paso 9: Curado y enfriamiento

Después del marco y la caja de conexiones:

• Curado de silicona: 15-30 minutos a temperatura ambiente, o más rápido en un túnel de aire caliente a 60-80°C durante 5-10 minutos

• Acondicionamiento térmico: algunos fabricantes pasan el módulo enmarcado por un túnel de enfriamiento controlado para asentar el encapsulante y aliviar tensiones residuales antes de la prueba eléctrica.

Paso 10: Prueba de destello e imagen de electroluminiscencia (EL)

El último control de calidad antes del empaquetado.

Prueba de destello (curva I-V). Un simulador solar, generalmente clase AAA+ según IEC 60904-9, emite un pulso de luz calibrado (AM1.5G, 1000 W/m2, 25°C) y lee la curva I-V completa: Pmax, Voc, Isc, FF y eficiencia del área del módulo.

Los módulos BC alcanzan de forma rutinaria:

• 22.5-24.0% de eficiencia del módulo para formatos convencionales de 182 mm o 210 mm

• 580-620W para un módulo estándar de 72 celdas partidas con celdas M10

Imagen de electroluminiscencia (EL). Se inyecta corriente bajo polarización directa y una cámara infrarroja captura el brillo. Los puntos oscuros indican microgrietas, dedos o tiras de contacto rotos, derivaciones o celdas muertas.

Nota específica de EL para BC. La EL para módulos BC se toma desde la parte trasera, donde residen los contactos y las rutas de corriente. Las imágenes difieren de la EL frontal; el patrón de dedos interdigitados se muestra claramente y los defectos se ven diferentes. Los operadores y los sistemas de EL basados en IA necesitan bibliotecas de defectos específicas para BC.

Paso 11: Inspección visual, etiquetado y empaquetado

Pasos finales:

• Inspección visual de defectos cosméticos, rayones en el vidrio frontal, defectos en el marco, exceso de sellante

• Etiquetado con datos eléctricos, certificaciones (IEC 61215, IEC 61730, MCS, UL, etc.), número de serie, fecha de fabricación

• Empaquetado, generalmente 30-36 módulos por palé, con protectores de esquinas, flejado y envuelto

Debido a que los módulos BC se sitúan en el extremo premium, los niveles de calidad suelen ser más altos: algunos fabricantes realizan inspección EL al 100% en lugar de muestreo, los estándares cosméticos son más estrictos (sin defectos visibles dentro del área activa), y el empaquetado puede incluir materiales de marca o guías para instaladores dirigidas al público residencial.

3. Consideraciones clave de calidad y fiabilidad para módulos BC

4. El Estado de la Fabricación de Módulos BC en 2026-2027

El mercado de módulos BC está escalando rápidamente:

• LONGi se ha volcado completamente a BC (HPBC 2.0) como su próxima tecnología principal, con objetivos de capacidad anunciados superiores a 50 GW para finales de 2025

• Aiko Solar ha escalado ABC a escala multi-GW, con eficiencia de celda en producción masiva superior al 25.5%

• Tongwei, JinkoSolar y Risen Energy están desarrollando variantes TBC (híbrido TOPCon-BC) o BC puro para producción en 2025-2026

• Maxeon sigue fabricando módulos IBC premium en sus plantas de Malasia y México

• Proveedores de equipos como Autowell, SC Solar y Leadmicro han lanzado sistemas de enhebrado y colocación dedicados para BC

La eficiencia a nivel de módulo ahora alcanza 23.0-24.0% para módulos BC comerciales (silicio de unión simple), con clases de potencia superiores a 600W en factores de forma estándar.

La brecha de costo entre los módulos BC y TOPCon se ha reducido a aproximadamente 0.05-0.10 yuan/Wp, menos de $0.02/Wp, y muchos analistas esperan que BC alcance la paridad de costos con TOPCon para 2026-2027 a medida que aumente la utilización del equipo y el consumo de plata por vatio siga disminuyendo.

5. Conclusión: Fabricación de Módulos BC - Más que un Simple Cambio de Celda

Construir un módulo BC no es solo colocar celdas BC en una línea convencional. La interconexión, la elección del encapsulante, la receta de laminación, el protocolo de inspección y los estándares de calidad requieren soluciones diseñadas a medida que respeten la geometría y la propuesta de valor de las celdas de contacto trasero.

Lo positivo: los equipos, materiales y conocimientos técnicos están madurando rápidamente. Lo que hace cinco años solo servía al mercado residencial premium ahora está al borde de la adopción generalizada a escala de GW.

Para cualquiera que esté considerando la ruta BC, el consejo es simple. Primero, asegure el paso de interconexión, ahí es donde vive aproximadamente el 80% del trabajo del proceso. Haga bien el stringing, elija el encapsulante correcto, y el resto de la línea será más evolución que revolución.

La era de los módulos de contacto posterior ha llegado.

Opinión de Ooitech

Seguimos diciendo a los clientes lo mismo cuando preguntan sobre líneas BC: todo el juego está en el stringer y el encapsulante, no en el resto de la línea. Haga que la dispensación de CA sea repetible y elija un buen POE, y una línea de módulos bien construida manejará la geometría de contacto posterior sin problemas. Un punto que vale la pena señalar: Ooitech solo suministra líneas de ensamblaje de módulos, no producción de celdas, por lo que un proyecto BC combina nuestro equipo de apilado, laminación y pruebas con las celdas BC que usted adquiera. Si desea ver este flujo en funcionamiento en una fábrica real, el canal de YouTube de Ooitech en www.youtube.com/ooitech es un buen lugar para ver imágenes reales de stringing y laminación.