مقدمة المنتج

"هل يمكن لـ TOPCon حقًا استخراج 0.5% إضافية؟ حد أوغر يقف في وجهنا بالفعل."

هذا التعليق في غرفة الاستراحة يلخص القلق المشترك لكل من يدير خط إنتاج n-TOPCon خلال العامين الماضيين. خلايا M10 كاملة الحجم، كفاءة إنتاج ضخمة عالقة بين 25.5% و26%، وكل 0.1% إضافية تعني صراعًا مع إعادة التركيب، التلامس، وعجينة الفضة. ثم تطلق Jinko، بالتعاون مع معهد نينغبو للمواد، هذه الورقة في Nature Energy وتدفع بكفاءة M10 TOPCon الصناعية المعتمدة مباشرة إلى 26.66%، وتصل بثنائية الوجه إلى 88.3% على طول الطريق. باختصار: إصلاح كلا الجانبين الكهربائيين في وقت واحد، بدلاً من مطاردة التخميل فقط أو خطوط الشبكة فقط.

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%، من أين جاءت هذه القفزة الجديدة

أخبار "كفاءة TOPCon" خلال العام الماضي أصبحت مملة حقًا. 26.1%، 26.35%، معظمها تعديل انتقائي بالليزر أو تحسينات طفيفة في باعث البورون. هذه المرة، خط Jinko يقطع على كلا الجانبين في وقت واحد:

• السطح الأمامي: باعث بورون عالي المقاومة السطحية مع تحسين نمط خطوط الشبكة، لتقليل خسائر إعادة التركيب والنقل.

• السطح الخلفي: هيكل مزدوج الطبقة من البولي سيليكون/SiOx، يمنع انتشار الفضة، طبقة داخلية عالية التبلور، فوسفور غير نشط منخفض في الركيزة، وتخفيف موضعي.

• منصة الاعتماد: خلايا M10 صناعية كاملة الحجم، وليست عينات مختبرية صغيرة.

تلك النسبة 88.3% من الازدواجية الوجهية هي في الواقع أكثر جذبًا للانتباه من الكفاءة المطلقة في عالم n-TOPCon، وسأشرح السبب لاحقًا.

السطح الأمامي: باعث البورون عالي المقاومة الورقية، تجرأ على دفعه

التناقض القديم للسطح الأمامي لـ i-TOPCon: انتشار البورون الثقيل جدًا يؤدي إلى تضخم إعادة التركيب من نوع Auger والتركيز؛ خفيف جدًا وتزداد المقاومة الجانبية للباعث، ولا يمكن جمع التيار تحت الأصابع الدقيقة، وتعود مجبرًا على الاتصال بـ LECO.

ما تفعله هذه الورقة (انظر سلسلة الشكل 2):

• دفع مقاومة الباعث البوروني الورقية بنشاط إلى الأعلى، بمجرد أن تكون جودة التخميل موجودة ويتم الحفاظ على الاستجابة الزرقاء.

• إعادة تشغيل نمط القضبان/الأصابع بحيث يتم تعويض فقد النقل الجانبي عند خطوة الشبكة.

• على جانب التعدين، استخدم نهجًا من نوع التسخين النانوي بالجول (أساس فريقهم نفسه في Zhou et al., Small 2025 موجود في المراجع) لخفض مقاومة التلامس Ag-Si.

مقارنة IQE/PL في الشكل 2 تظهر ذلك: كثافة تيار إعادة التركيب السطحي الأمامي j0 لمجموعة الباعث عالي المقاومة تنخفض بوضوح، ولا ينهار عامل الملء، مما يعني أن تحسين الخط الشبكي والتلامس المحلي قد عوض بالفعل جانب النقل.

رد فعل غريزي من مهندس خط: أكبر فخ مع باعث البورون عالي المقاومة ليس الأداء الكهربائي، بل نافذة الطباعة والحرق والتوافق مع عملية LECO. هذا فريق من خط Jinko الخاص (مؤلفون مثل Mao Jie و Wang Zhao من Haining Jinko)، مما يعني أن هذه التركيبة من انتشار البورون وشبكة الخطوط قد أجريت على الأرجح تجاربها على خط M10، وليست وصفة مختبرية بحتة.

السطح الخلفي: البولي سيليكون المزدوج هو العمل الشاق الحقيقي

قسم السطح الخلفي هو الجزء الأكثر توجهاً للمهندسين في الورقة بأكملها (الأشكال 3 و 4).

الجميع يعرف الفخاخ التي وقع فيها هيكل n+-poly / SiOx التقليدي:

• أثناء حرق معجون الفضة، تخترق Ag نحو الركيزة على طول حدود الحبيبات، مما يحفز حالات السطح، ويتضخم التدهور الناتج عن الضوء والظلام معًا.

• طبقة البولي سميكة جدًا ويزداد الامتصاص الطفيلي الخلفي مما يقلل الازدواجية الوجهية؛ رقيقة جدًا ولا يمكن أن يظل التخميل والتلامس مستقرين.

الإصلاح هنا هو طبقة مزدوجة من أكسيد النفق الخلفي مع بولي-Si (الشكل 3 TEM يوضح الفرق في التبلور وتوزيع المنشطات بين الطبقتين):

• الطبقة الخارجية تميل إلى "الدفاع": تمنع انتشار الفضة، وتحافظ على عدم تدمير التخميل السطحي بواسطة المعدنة.

• الطبقة الداخلية تميل إلى "الهجوم": تبلور عالٍ مع تثبيط تركيز الفوسفور غير النشط على جانب الركيزة، مما يحسن جودة التخميل (بيانات iVoc و j0 في الشكل 4 تدعم ذلك).

• طبقة البولي المخففة محليًا (على الأرجح مناطق نافذة LCO أو مفتوحة بالليزر): يزيد النقل الخلفي، وتصل الازدواجية إلى 88.3%.

في منحنيات المقارنة بالشكل 4، مجموعة البولي المزدوج مقارنة بخط الأساس للبولي المفرد:

• يظل 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).

• ترتفع الازدواجية من حوالي 80% في TOPCon التقليدي إلى 88.3%، وهذا أكثر أهمية لتكلفة BOS من 0.3% في ورقة الكفاءة.

تطبيق المنتج

تخلص من رد الفعل "ورقة Nature، لا بد أنها باهظة الثمن". لأي شخص يدير خط n-TOPCon فعليًا، هناك ثلاثة أشياء يمكنك نسخها مباشرة:

• توقف عن التمسك بقائمة 80-100 أوم/مربع القديمة لمانح البورون. ارفعها، وأعد حساب خطوط الشبكة، واضبط نافذة LECO، وستحصل على 0.2-0.3% مطلق على السطح الأمامي.

• بدل البولي الخلفي من طبقة واحدة إلى طبقة مزدوجة. الطبقة الخارجية ليست بالضرورة باهظة الثمن، إنها مجرد طبقة CVD إضافية، لكن انتشار الفضة كوضع فشل خفي هو أموال حقيقية على مدى 25 عامًا من عمر الوحدة ثنائية الوجه.

• استبدل تخفيف البولي المحلي بالازدواجية. إنها صفقة أفضل من تحسين الزجاج والمواد المغلفة فقط. ازدواجية 88% مع متتبع، وحساب تكلفة kWh في نهاية المحطة يتحدث عن نفسه.

بالطبع هناك فخاخ: الميزانية الحرارية للبولي مزدوج الطبقة، وإنتاجية وتوحيد التخفيف المحلي بالليزر، ومدى حجم التعديل مقارنة بالإعداد الخطي الحالي. الورقة لن توضح هذه، لكن Jinko تجرأت على تعليق كفاءة معتمدة، مما يعني على الأقل أن خط M10 التجريبي يعمل بسلاسة.

سؤال مفتوح: ضمن الميزانية الحرارية الحالية لـ TOPCon والتي تتضمن انتشار البورون في درجات حرارة عالية تزيد عن 1300 درجة مئوية بالإضافة إلى LECO، هل يجب إضافة طبقة تعديل انتقائية أخرى بالليزر فوقها (مثل مسار UV-ps في ورقة Wang Q بنسبة 26.35%)؟ أم أن البولي المزدوج الخلفي قد استنفذ بالفعل مثلث المفاضلة بين التخميل والتلامس والثنائية الوجهية إلى حده الأقصى، مما يعني أن الخطوة التالية يجب أن تكون التحول إلى هيكل 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 السطحية والبولي المزدوج الخلفي، يعيشان بالكامل تقريبًا على جانب الخلية، ومع ذلك تظهر الفائدة على مستوى الوحدة من خلال نسبة الثنائية الوجهية البالغة 88.3%. على خط إنتاج الوحدات، تؤدي الثنائية الوجهية الأعلى إلى تغيير طريقة التفكير في التجميع، واختيار الطبقة الخلفية أو الزجاج، وشد السلسلة للخلايا الأرق والأكثر هشاشة، لذا يجب أن تتحرك نافذة العملية على جانب الوحدة معها. كبناة خطوط إنتاج وحدات جاهزة نعمل عبر تنسيقات من M10 إلى shingled وTOPCon، نراقب هذه التحولات على مستوى الخلية عن كثب، لأنها تحدد الوتيرة التي يجب أن يتعامل معها الخط النهائي. إذا كنت تريد رؤية كيفية عمل خط إنتاج وحدات حديث فعليًا، فإن قناة Ooitech على يوتيوب في www.youtube.com/ooitech تستحق الاشتراك.