التحسين الكهربائي ثنائي الجانب يرفع M10 TOPCon الصناعي إلى 26.66%
جدول المحتويات
مقدمة المنتج
"هل يمكن لـ TOPCon حقًا استخراج 0.5% إضافية؟ حد أوجر يقف في وجوهنا بالفعل."
تلك الجملة في غرفة الاستراحة تلخص القلق المشترك لكل من يدير خط إنتاج n-TOPCon خلال العامين الماضيين. خلايا M10 كاملة الحجم، كفاءة الإنتاج الضخم عالقة بين 25.5% و26%، وكل 0.1% إضافية تعني صراعًا مع إعادة التركيب والتلامس ومعجون الفضة. ثم تطرح جينكو، بالتعاون مع معهد نينغبو للمواد، هذه الورقة في Nature Energy وتدفع كفاءة M10 TOPCon الصناعية المعتمدة مباشرة إلى 26.66%، وترفع نسبة ازدواجية الوجه إلى 88.3% على طول الطريق. خلاصة بجملة واحدة: إصلاح الجانبين الكهربائيين معًا، بدلاً من مطاردة التخميل فقط أو خطوط الشبكة فقط.
يانغ، ز. وآخرون. التحسين الكهربائي مزدوج الجانب يمكن من خلايا شمسية سيليكونية صناعية فعالة ذات اتصال ممرر مؤكسد نفق. نات. إنيرجي 11، 699-709 (2026). doi:10.1038/s41560-026-01982-2
26.66%، من أين جاءت هذه الخطوة الجديدة
أخبار "كفاءة TOPCon" خلال العام الماضي أصبحت مملة حقًا للنظر إليها. 26.1%، 26.35%، معظمها تعديل انتقائي بالليزر أو تحسينات طفيفة في باعث البورون. هذه المرة خط جينكو يقطع على الجانبين معًا:
السطح الأمامي: باعث بورون عالي المقاومة السطحية مع تحسين نمط خطوط الشبكة، مما يقلل خسائر إعادة التركيب والنقل.
السطح الخلفي: بنية بولي-سي/SiO2 مزدوجة الطبقات، تمنع انتشار الفضة، طبقة داخلية عالية التبلور، فوسفور غير نشط منخفض في الركيزة، وتخفيف موضعي.
منصة الاعتماد: خلايا M10 صناعية كاملة الحجم، وليست عينات مختبرية.
نسبة الازدواجية 88.3% هي في الواقع أكثر لفتًا للنظر من الكفاءة المطلقة في عالم n-TOPCon، وسأشرح السبب لاحقًا.
السطح الأمامي: باعث بورون عالي المقاومة السطحية، تجرأ على دفعه
التناقض القديم في السطح الأمامي لتقنية i-TOPCon: انتشار البورون الثقيل جدًا وتأثير أوجيه مع إعادة التركيز المركزية يؤديان إلى انفجار؛ وإذا كان خفيفًا جدًا، تصبح المقاومة الجانبية للباعث كبيرة، ولا يمكن جمع التيار تحت الأصابع الدقيقة، وتعود مجددًا إلى إجبار الاتصال باستخدام LECO.
ما الذي تقدمه هذه الورقة (انظر سلسلة الشكل 2):
دفع مقاومة صفائح الباعث البوروني بنشاط إلى الأعلى، بمجرد توفر جودة التخميل والحفاظ على الاستجابة الزرقاء.
إعادة تصميم نمط الشريط الناقل والأصابع بحيث يتم تعويض فقد النقل الجانبي في خطوة الشبكة.
على جانب المعدنة، استخدام نهج تسخين نانوي جول (الأساس الذي وضعه فريقهم نفسه في Zhou et al., Small 2025 موجود في المراجع) لخفض مقاومة التلامس بين الفضة والسيليكون.
مقارنة IQE/PL في الشكل 2 تُظهر ذلك: كثافة تيار إعادة التركيب السطحي الأمامي j0 لمجموعة الباعث عالي المقاومة تنخفض بوضوح، وعامل التعبئة لا ينهار، مما يعني أن تحسين الشبكة والتلامس الموضعي قد عوضا فعلاً جانب النقل.
رد فعل فوري من مهندس خط: أكبر فخ في الباعث البوروني عالي المقاومة ليس الأداء الكهربائي، بل نافذة الطباعة والحرق والتوافق مع عملية LECO. هذا فريق من خط جينكو نفسه (مؤلفون مثل ماو جي ووانغ تشاو من هاينينغ جينكو)، مما يعني أن هذا المزيج من انتشار البورون والشبكة قد خضع على الأرجح لتجارب DOE على خط M10، وليس مجرد وصفة مختبرية.
السطح الخلفي: البولي سيليكون المزدوج هو العمل الشاق الحقيقي
قسم السطح الخلفي هو الجزء الأكثر توجهاً للمهندسين في الورقة بأكملها (الشكلان 3 و4).
يعلم الجميع الفخاخ التي وقع فيها هيكل n+-poly / SiOx التقليدي:
أثناء حرق معجون الفضة، تخترق الفضة نحو الركيزة على طول حدود الحبيبات، مما يحفز حالات الواجهة، ويتضخم التدهور الناتج عن الضوء والظلام معًا.
طبقة البولي سميكة جدًا والامتصاص الطفيلي الخلفي يلتهم الوجهين؛ رقيقة جدًا ولا يمكن أن يبقى التخميل والتلامس مستقرين.
الحل هنا هو طبقة مزدوجة من أكسيد النفق والبولي سيليكون على الجانب الخلفي (صورة TEM في الشكل 3 توضح الفرق في التبلور وتوزيع المنشطات بين الطبقتين):
الطبقة الخارجية تميل إلى "الدفاع": منع انتشار الفضة، والحفاظ على تخميل الواجهة من التدمير بسبب المعدنة.
الطبقة الداخلية تميل إلى "الهجومية": تبلور عالي مع تثبيط تركيز الفوسفور غير النشط على جانب الركيزة، لذا ترتفع جودة التخميل (بيانات iVoc و j0 في الشكل 4 تدعم ذلك).
طبقة البولي المخففة محليًا (على الأرجح مناطق نافذة LCO أو فتحات الليزر): يزيد النقل الخلفي، وتصل الازدواجية إلى 88.3%.
في منحنيات المقارنة بالشكل 4، مجموعة البولي المزدوج مقارنة بخط الأساس البولي الأحادي:
يبقى Voc ثابتًا (بفضل الطبقة الداخلية عالية التبلور وانخفاض الفوسفور غير النشط).
لا يتم التضحية بـ FF (يتم إيقاف انتشار الفضة بواسطة الطبقة الخارجية، ولا ترتفع مقاومة التلامس بشكل كبير).
ترتفع الازدواجية من ~80% في TOPCon التقليدي إلى 88.3%، وهذا أكثر أهمية لتكلفة BOS من 0.3% في كفاءة اللوحة.
تطبيق المنتج
تخلَّ عن رد الفعل "ورقة Nature، يجب أن تكون باهظة الثمن". لأي شخص يدير خط n-TOPCon فعليًا، هناك ثلاثة أشياء هنا يمكنك نسخها مباشرة تقريبًا:
توقف عن التمسك بقائمة 80-100 أوم/مربع القديمة لمانح البورون. ارفعها أعلى، وأعد حساب خطوط الشبكة، واضبط نافذة LECO، و0.2-0.3% مطلق على السطح الأمامي متاح فعليًا.
بدّل البولي الخلفي من طبقة واحدة إلى طبقة مزدوجة. الطبقة الخارجية ليست بالضرورة مكلفة، إنها مجرد طبقة CVD إضافية، لكن انتشار الفضة كوضع فشل خفي هو أموال حقيقية على مدى 25 عامًا من عمر الوحدة ثنائية الوجه.
قايض التخفيف المحلي للبولي بالازدواجية. إنها صفقة أفضل من تحسين الزجاج والمواد المغلفة فقط. 88% ازدواجية مع متتبع، وحساب تكلفة الكيلوواط ساعة في نهاية المحطة يتحدث عن نفسه.
بالطبع هناك فخاخ: الميزانية الحرارية للبولي مزدوج الطبقة، وإنتاجية وتوحيد التخفيف المحلي بالليزر، وحجم التعديل مقارنة بالإعداد الخطي الحالي. الورقة لن توضح هذه، لكن Jinko تجرأت على تعليق كفاءة معتمدة، مما يقول على الأقل أن خط M10 التجريبي يعمل بسلاسة بالفعل.
سؤال مفتوح: ضمن الميزانية الحرارية الحالية لـ TOPCon من انتشار البورون عالي الحرارة 1300+ بالإضافة إلى LECO، هل يجب إضافة طبقة تعديل انتقائية بالليزر أخرى فوقها (مثل مسار UV-ps في ورقة Wang Q بنسبة 26.35%)؟ أم أن البولي الخلفي المزدوج قد استهلك بالفعل مثلث المفاضلة بين التخميل والتلامس والازدواجية إلى حده، مما يعني أن الخطوة التالية يجب أن تكون التحول إلى بنية BC بدلاً من الاستمرار في الضغط على TOPCon؟
رؤية Ooitech
ما هو مثير للاهتمام بهدوء هنا هو أن كلا هذين الرافعتين، باعث البورون عالي المقاومة للصفائح والبولي الخلفي المزدوج، يعيشان بالكامل تقريبًا على جانب الخلية، ومع ذلك يظهر العائد على مستوى الوحدة من خلال تلك النسبة 88.3% من الازدواجية الوجهية. على خط الوحدات، الازدواجية الوجهية الأعلى تغير طريقة تفكيرك في التكديس، واختيار الطبقة الخلفية أو الزجاج، وشد السلسلة للخلايا الأرق والأكثر هشاشة، لذا يجب أن تتحرك نافذة العملية على جانب الوحدة معها. كبناة خطوط وحدات جاهزة نعمل عبر تنسيقات من M10 إلى الخلايا المتراصة وTOPCon، نراقب هذه التحولات على مستوى الخلية عن كثب، لأنها تحدد الوتيرة لما يجب أن يتعامل معه الخط النهائي. إذا كنت تريد أن ترى كيف يعمل خط إنتاج الوحدات الحديث فعليًا، فإن قناة Ooitech على يوتيوب عند www.youtube.com/ooitech تستحق الاشتراك.
