Por qué las células BC son difíciles de fabricar: el proceso de dos pasos con autoenmascaramiento de AIKO explicado

La parte difícil de una celda solar de contacto posterior (BC) no es la parte frontal. Es la parte trasera, donde dos contactos pasivantes con dopaje opuesto tienen que alternarse a lo largo de la misma oblea, y donde las condiciones de proceso que favorecen a uno de ellos tienden a arruinar al otro. La respuesta de AIKO — lo que la empresa llama su proceso autoprotegido de dos pasos, y lo que la cobertura de la industria china denomina SeparaTech — es dejar de intentar formar ambos contactos en una sola pasada, y permitir que las películas de difusión que se forman de todos modos hagan el enmascaramiento. Es un argumento de fabricación, no de materiales, y es exactamente por eso que vale la pena leerlo desde el lado del módulo.

La dificultad está en la parte trasera

BC traslada ambas polaridades a la parte trasera, de modo que nada sombrea la parte frontal y no hay contacto frontal metal–silicio donde recombinar. Ese es el objetivo de la arquitectura, y también es la fuente del problema: la parte trasera ahora tiene que llevar un patrón interdigitado de contacto tipo P, aislamiento, contacto tipo N, repitiéndose a lo largo de la oblea.

En una celda BC de contacto pasivante, cada una de esas regiones puede contener un óxido túnel ultrafino, una capa de polisilicio dopado y un contacto metálico local. Las dos polaridades no quieren las mismas cosas:

• Espesor del óxido. La ventana que proporciona buen túnel y buena pasivación no es idéntica para el lado dopado con boro y el dopado con fósforo.
• Espesor y dopaje del polisilicio. El polisilicio N+ y P+ tienen diferentes perfiles óptimos de dopante y diferente sensibilidad al presupuesto térmico.
• Profundidad de difusión y recocido. El recocido que cristaliza y activa una región puede perturbar el estado de interfaz de la otra.
• Defectos de interfaz y contacto metálico. La resistividad de contacto y la recombinación se comportan de manera diferente en los dos lados.

Eso produce la contradicción central de la fabricación de BC. El dispositivo quiere cada región en su propio óptimo. Un flujo convencional quiere un conjunto de condiciones de proceso que sirva a ambos, para mantener bajo el número de pasos de máscara, patrón, grabado, limpieza y eliminación.

Un paso versus dos

AIKO enmarca el enfoque convencional como un proceso de un paso: formar el óxido túnel y la capa de polisilicio para ambas polaridades juntas, luego patronar. El argumento en contra es directo — una receta que es correcta para polisilicio N+ no es necesariamente correcta para polisilicio P+, y ajustar el espesor del óxido, el dopaje o el presupuesto térmico para rescatar el lado P puede costarte el lado N. Lo que terminas teniendo es un compromiso entre los dos.

La propia descripción de AIKO del resultado es que desacoplar los dos permite optimizar cada lado de forma independiente, lo que eleva la calidad de pasivación y por lo tanto la eficiencia; la empresa afirma que el proceso ha sentado las bases para celdas ABC por encima del 27% en producción en masa. Esa es una afirmación de la empresa, hecha en el propio material publicado de AIKO en lugar de por un laboratorio de pruebas independiente, y debe leerse como tal.

El proceso en secuencia

Basado en la descripción del proceso que circula en la cobertura de la industria china, que cita el texto de patentes de AIKO y materiales públicos, el flujo es aproximadamente así:

1. Formar el contacto pasivante tipo P primero — óxido túnel, polisilicio dopado con boro, la región P+ — con vidrio de silicato de boro (BSG) formándose en la superficie como subproducto de la difusión de boro.
2. Usar un primer paso de patronaje láser para abrir las posiciones que se convertirán en la región N y la región de aislamiento.
3. Grabar selectivamente o pulir alcalinamente la estructura tipo P expuesta en esas aberturas.
4. Formar un nuevo óxido túnel y polisilicio tipo N, dopado con fósforo, con vidrio de silicato de fósforo (PSG) formándose en la superficie.
5. Usar un segundo paso láser y eliminación local para definir las regiones finales P, N y de aislamiento.

El encuadre importante es que esto no es un material nuevo. Es el mismo conjunto de capas, reordenadas en tiempo y espacio y luego reintegradas mediante patronaje. La afirmación es sobre secuencia y control, no sobre química.

Las películas de difusión son la máscara

Esta es la parte que conlleva la mayor parte del argumento de costos. BSG y PSG no son capas exóticas — se forman naturalmente durante la difusión de boro y fósforo. En un flujo convencional se tratan como residuo a eliminar. La ruta de dos pasos las conserva y las usa como máscaras autoalineadas para el patronaje y grabado selectivo posteriores.

Los beneficios declarados por AIKO son que esto elimina la necesidad de enmascaramiento y limpieza externos, reduce el riesgo de contaminación y el consumo de materiales, y mantiene la complejidad general del proceso comparable a un flujo de un paso. La empresa también describe la reconstrucción del entorno térmico de alta temperatura mediante simulación de campo térmico para equilibrar el flujo laminar frente a la cinética de pasivación, con control de temperatura mantenido dentro de más o menos 0,5 °C dentro de la cámara de reacción, más un sistema de equilibrio de tensiones para mantener las películas con baja tensión y uniformes.

La advertencia honesta es que usar una película de difusión como máscara no es una idea nueva — la literatura temprana de patentes IBC contiene un pensamiento similar. Lo que se afirma aquí es la combinación específica de películas, el orden del proceso, los parámetros láser y la capacidad de mantener todo eso a lo largo de una línea de producción.

Patronaje láser: control micrométrico y sus propias limitaciones

Una vez que las regiones P y N se forman en pasadas separadas, algo tiene que definir dónde se sitúa cada una. Ese es el paso de patronado por láser, y su tolerancia viene determinada por la geometría más que por la óptica:

• Espaciado demasiado amplio — se pierde área de generación efectiva.
• Espaciado demasiado estrecho — cualquier desalineación o difusión lateral se convierte en un riesgo de cortocircuito, y la región de aislamiento tiene menos espacio para hacer su trabajo.

El tamaño de la región, la calidad del borde y el ancho de aislamiento influyen simultáneamente en la resistencia en serie, la recombinación, las fugas y el rendimiento. La litografía podría mantener la tolerancia, pero su coste, takt y requisitos de sala limpia no encajan en una línea fotovoltaica de 10 GW o 20 GW. El láser aporta escaneo de alta velocidad, control digital y ausencia de fotorresina, y trae sus propios problemas: daño térmico, ablación de bordes, residuos de película y uniformidad en grandes áreas.

El informe semestral de 2026 de AIKO supuestamente incluye el patronado por láser ultrarrápido junto con el proceso de dos pasos como proceso ABC central, lo que es una indicación justa de dónde se sitúa el esfuerzo de ingeniería.

Lo que el proceso de dos pasos no soluciona

Incluso con las regiones formadas en pasadas separadas, siguen estando en la misma oblea. El segundo paso a alta temperatura puede afectar lo que construyó el primero:

• Estado de cristalización y distribución de dopantes de la primera capa de polisilicio
• El óxido túnel ya formado
• Pasivación de hidrógeno en la interfaz
• Contaminación cruzada entre los sistemas de boro y fósforo
• Recombinación en la región de aislamiento, alineación del patrón y difusión lateral bajo el segundo presupuesto térmico

Por lo tanto, la descripción precisa no es que las dos regiones se vuelvan independientes. Es que el orden del proceso se rediseña para desacoplarlas en la medida de lo posible, ampliando la ventana de optimización independiente de cada una. Esa distinción importa cuando se lee una afirmación sobre contactos “optimizados de forma independiente”.

El número que realmente decide

El enfoque que hace que este artículo sea útil más allá de una sola empresa es la economía. La industrialización de BC no se decide solo por la eficiencia de la célula. La cifra que importa es:

ganancia de eficiencia × rendimiento ÷ coste de fabricación

Cada paso adicional de patronado, grabado, limpieza o alineación mueve los tres términos. Añade coste de capital y operativo, consume takt y crea otra oportunidad de rotura. Por eso vale la pena repetir la observación desde el lado del proceso: a escala de gigavatios, eliminar una máscara o un paso de limpieza puede valer más que otro 0,05% de eficiencia de laboratorio. El requisito no es una célula récord — son cientos de miles de obleas al día con el patrón P/N aún alineado.

Lo que llega a la línea de módulos

Aquí es donde aterriza para nosotros, y es un punto que se pierde cuando se discute BC solo como tecnología de célula.

BC es una arquitectura de dispositivo, no una única ruta de proceso. HPBC, ABC, BC de contacto pasivante tipo N y GPC se ven igual desde el frente — sin electrodo frontal, portadores recogidos en la parte trasera — pero por debajo pueden diferir en el contacto selectivo de portadores, cómo se forman las regiones P y N, cómo se patronan, la estructura de aislamiento, la metalización y si el flujo puede reutilizar una línea TOPCon existente. Cubrimos el lado de la nomenclatura de eso en ¿Es BC solo una tecnología? y el lado estructural en la hoja de ruta de la tecnología BC.

Para una línea de módulos, la consecuencia es concreta:

• Las células que se ven idénticas por el frente no son idénticas de manejar. El diseño y el paso del contacto trasero difieren entre variantes de BC, y eso determina el proceso de soldadura, la tolerancia de colocación y la receta de inspección.
• El cambio de proceso ocurre aguas arriba de la línea de módulos, pero las consecuencias mecánicas recaen sobre ella. Un patrón trasero más ajustado significa una ventana de colocación más estrecha; una célula más delgada o más tensionada significa más pérdidas de manipulación entre la cortadora y la laminadora. El pandeo y la deformación de BC ya son un problema conocido en el lado del módulo, y hemos escrito sobre por qué las células BC se pandean más y por qué las cadenas BC se deforman.
• La ruta de metalización del back-end cambia por completo la interconexión. El problema de coste se traslada al electrodo trasero, por lo que los diseños de metalización con bajo contenido de plata y basados en cobre y sin busbar se impulsan al mismo tiempo que el proceso frontal. El debate sobre la ausencia de plata y la necesidad de pegamento aislante en la parte trasera ambos llegan a la encadenadora, no al horno.
• La misma regla económica se aplica aguas abajo. Una línea de módulos que compra una encadenadora preparada para BC hace el mismo cálculo que el fabricante de células: ganancia de capacidad × rendimiento ÷ coste. Una máquina que añade un proceso pero cuesta rendimiento no ha ayudado.

Lo que la innovación de proceso del lado de la célula cambia para nosotros no es una nueva categoría de máquina. Es la especificación de las estaciones existentes — la plataforma de corte por láser de contacto trasero SC-20P, la encadenadora de células de contacto posterior OSLB-1300 y el soldadora de contacto trasero SL-1000 — porque esas son las estaciones que ven primero el patrón trasero.

Cronología y las cifras publicadas

Una advertencia que la cobertura de la fuente deja clara y que vale la pena conservar: una cifra de lanzamiento de producto y una clasificación comercial de terceros no son la misma medición. A septiembre de 2026, las clasificaciones comerciales de módulos de terceros sitúan los productos listados de AIKO en un 25,0% de eficiencia máxima, empatados en primer lugar con LONGi. Una especificación de lanzamiento del 26% y un listado comercial del 25,0% describen etapas diferentes del mismo producto, y es un error compararlos como si fueran el mismo número.

Preguntas frecuentes

¿El proceso de dos pasos es un material nuevo o un proceso nuevo?

Un proceso nuevo. Las capas son de las mismas familias — óxido túnel, polisilicio dopado, contacto metálico. Lo que cambia es el orden en que se forman los lados P y N y cómo se definen las regiones después.

¿Por qué no se pueden optimizar simplemente las dos regiones en una sola pasada?

Porque varios de los parámetros clave son compartidos. El espesor del óxido, las condiciones de deposición y el presupuesto térmico determinan a la vez la calidad de ambos contactos, y el óptimo para el poli-Si dopado con boro no es el óptimo para el poli-Si dopado con fósforo. Una sola pasada implica un compromiso en algún punto de la oblea.

¿Qué se entiende por autoenmascarado?

Los pasos de difusión de boro y fósforo dejan BSG y PSG en la superficie como subproducto natural. En lugar de eliminarlos, el proceso los conserva y los utiliza como máscara para el siguiente patronado y grabado selectivo, lo que elimina varios pasos externos de enmascarado, recubrimiento, exposición, eliminación y limpieza.

¿Esto resuelve por completo el costo del BC?

No. Aborda la fabricación de dispositivos en la etapa frontal. El costo del electrodo trasero es un problema aparte, por lo que la metalización con bajo contenido de plata y basada en cobre y la interconexión sin busbar se están desarrollando en paralelo. Una célula muy eficiente que aún necesita una gran cantidad de pasta de plata para conectarse todavía no es una respuesta económicamente completa.

¿Un mejor proceso de célula facilita la línea de módulos?

No automáticamente. Puede dificultarla. Un patrón trasero más ajustado eleva el requisito de colocación, y cualquier cambio en la tensión o el espesor de la célula se manifiesta como pérdida por manipulación y rotura en la línea de ensamblaje. La ganancia del lado de la célula y el costo del lado del módulo deben considerarse en conjunto.

¿De dónde proviene la información de este artículo?

De tres lugares, y tienen distinto peso. La descripción del proceso, el nombre SeparaTech, los recuentos de patentes y el enfoque de eficiencia por rendimiento provienen del artículo de la industria china publicado por 新能供应链, que cita texto de patentes de AIKO, el informe semestral de 2026 y materiales públicos de la empresa. La descripción del proceso en inglés y las afirmaciones sobre una eficiencia superior al 27% provienen de material publicado por la propia AIKO, republicado como actualización de la industria por PV Tech — eso es contenido elaborado por la empresa y lo hemos etiquetado como una afirmación en lugar de un resultado independiente. Las cifras de eficiencia y cronología del ABC provienen de la presentación de AIKO en el Back Contact Workshop de 2023. Nada en este artículo se basa en nuestra propia medición de una célula BC o del proceso de AIKO.