การปรับปรุงทางไฟฟ้าสองด้านผลักดัน M10 ระดับอุตสาหกรรม
สารบัญ
คำตอบสั้น: การปรับแต่งทางไฟฟ้าแบบสองด้านเป็นหนึ่งในเส้นทางที่ใช้เพื่อผลักดันเซลล์ M10 TOPCon ในอุตสาหกรรมให้ผ่านพ้นเพดานประสิทธิภาพ ขีดจำกัด Auger — การสูญเสียจากการรวมตัวใหม่ซึ่งมีอยู่โดยธรรมชาติในบริเวณซิลิคอนที่โดปสูง — เป็นข้อจำกัดที่การปรับแต่งด้านเดียวต้องเผชิญ ดังนั้นแนวทางนี้จึงปรับปรุงพฤติกรรมทางไฟฟ้าของทั้งตัวส่งด้านหน้าและตัวสัมผัสด้านหลัง แทนที่จะทำทีละด้าน ซึ่งหมายถึงการประสานความต้านทานแผ่นของตัวส่ง ตัวสัมผัสแบบพาสซีเวต และการทำโลหะให้สอดคล้องกัน เพื่อไม่ให้ทั้งสองด้านขัดแย้งกัน ผลที่ได้ในแต่ละขั้นมีน้อย โดยอยู่ในราวครึ่งเปอร์เซ็นต์ ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมงานนี้จึงทำเป็นการปรับแต่งแบบประสานกันมากกว่าการเปลี่ยนแปลงกระบวนการเพียงอย่างเดียว บนสายการผลิต สิ่งนี้แปลเป็นการควบคุมสูตรการผลิตและวินัยในการวัด มากกว่าการใช้อุปกรณ์ใหม่
การผลิตโมดูล PV · โดย Jerry, Ooitech
แนะนำผลิตภัณฑ์
"สามารถ TOPCon บีบเพิ่มอีก 0.5% ได้จริงหรือ? ขีดจำกัดของ Auger แทบจะอยู่ตรงหน้าเราแล้ว"
คำพูดในห้องพักนั้นสรุปความกังวลร่วมกันของทุกคนที่เดินสาย n-TOPCon ในช่วงสองปีที่ผ่านมา เซลล์ขนาดเต็ม M10 ประสิทธิภาพการผลิตจำนวนมากติดอยู่ระหว่าง 25.5% ถึง 26% และทุกๆ 0.1% ที่เพิ่มขึ้นหมายถึงการต่อสู้กับการรวมตัวใหม่ การสัมผัส และซิลเวอร์เพสต์ จากนั้น Jinko ร่วมกับสถาบันวัสดุหนิงปัว ตีพิมพ์บทความใน Nature Energy และผลักดันประสิทธิภาพ M10 TOPCon ระดับอุตสาหกรรมที่ได้รับการรับรองไปที่ 26.66% โดยตรง และยังเพิ่มประสิทธิภาพสองด้านเป็น 88.3% ไปพร้อมกัน พูดสั้นๆ คือแก้ไขทั้งสองด้านทางไฟฟ้าพร้อมกัน แทนที่จะไล่ตามแค่การพาสซีฟหรือแค่เส้นกริด
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% ขั้นตอนใหม่นี้มาจากไหน
ข่าว "ประสิทธิภาพ TOPCon" ในปีที่ผ่านมาจริงๆ แล้วเริ่มดูน่าเบื่อ 26.1%, 26.35% ส่วนใหญ่เป็นการปรับเปลี่ยนเลเซอร์แบบเลือกหรือการปรับแต่งตัวปล่อยโบรอนเล็กน้อย ครั้งนี้สายการผลิตของ Jinko ตัดทั้งสองด้านพร้อมกัน:
พื้นผิวด้านหน้า: ตัวปล่อยโบรอนที่มีความต้านทานแผ่นสูงพร้อมการปรับรูปแบบเส้นกริด ลดการสูญเสียจากการรวมตัวใหม่และการขนส่ง
พื้นผิวด้านหลัง: โครงสร้างโพลี-Si/SiOx สองชั้น ป้องกันการแพร่ของเงิน ชั้นในที่มีผลึกสูง ฟอสฟอรัสที่ไม่ทำงานต่ำในซับสเตรต และการทำให้บางเฉพาะที่
แพลตฟอร์มการรับรอง: เซลล์ขนาดเต็ม M10 ระดับอุตสาหกรรม ไม่ใช่ชิ้นทดสอบในห้องปฏิบัติการ
ความเป็นสองหน้าที่ยอดเยี่ยมถึง 88.3% นั้นน่าสนใจมากกว่าประสิทธิภาพสัมบูรณ์ในโลก n-TOPCon และผมจะอธิบายเหตุผลในภายหลัง
พื้นผิวด้านหน้า: อิมิตเตอร์โบรอนที่มีความต้านทานแผ่นสูง กล้าที่จะผลักดัน
ความขัดแย้งของพื้นผิวด้านหน้า i-TOPCon แบบเก่า: การแพร่โบรอนหนักเกินไปทำให้ Auger และการรวมตัวที่ความเข้มข้นเพิ่มขึ้น; ถ้าเบาเกินไป ความต้านทานด้านข้างของอิมิตเตอร์จะสูง กระแสใต้เส้นกริดไม่สามารถเก็บได้ และต้องกลับไปใช้ LECO เพื่อบังคับการสัมผัส
สิ่งที่บทความนี้ทำ (ดูชุดรูปที่ 2):
เพิ่มความต้านทานแผ่นของอิมิตเตอร์โบรอนอย่างจริงจัง เมื่อคุณภาพการพาสซิเวชันดีและการตอบสนองต่อแสงสีฟ้ายังคงอยู่
ปรับรูปแบบบัสบาร์/ฟิงเกอร์ใหม่เพื่อให้การสูญเสียการขนส่งด้านข้างถูกชดเชยที่ขั้นตอนกริดไลน์
ในด้านเมทัลไลเซชัน ใช้แนวทางแบบนาโน Joule-heating (งานพื้นฐานของทีมเดียวกันใน Zhou et al., Small 2025 อยู่ในเอกสารอ้างอิง) เพื่อลดความต้านทานสัมผัส Ag-Si
การเปรียบเทียบ IQE/PL ในรูปที่ 2 แสดงให้เห็น: ความหนาแน่นกระแสการรวมตัวที่พื้นผิวด้านหน้า j0 ของกลุ่มอิมิตเตอร์ความต้านทานสูงลดลงอย่างชัดเจน และฟิลแฟกเตอร์ไม่ลดลง ซึ่งหมายความว่าการปรับแต่งกริดไลน์และการสัมผัสเฉพาะที่ช่วยชดเชยด้านการขนส่งได้จริง
ปฏิกิริยาแรกจากวิศวกรสายการผลิต: กับดักที่ใหญ่ที่สุดของอิมิตเตอร์โบรอนความต้านทานสูงไม่ใช่ประสิทธิภาพทางไฟฟ้า แต่คือ หน้าต่างการยิงทะลุของพิมพ์และการเข้ากันได้กับกระบวนการ LECO. นี่คือทีมจากสายการผลิตของ Jinko เอง (ผู้เขียนเช่น Mao Jie และ Wang Zhao มาจาก Haining Jinko) ซึ่งหมายความว่าการผสมผสานการแพร่โบรอนและกริดไลน์นี้น่าจะผ่านการทดลอง DOE บนสาย M10 แล้ว ไม่ใช่สูตรในห้องปฏิบัติการล้วนๆ
พื้นผิวด้านหลัง: Double Poly-Si คือภาระงานที่แท้จริง
ส่วนพื้นผิวด้านหลังเป็นส่วนที่วิศวกรให้ความสำคัญมากที่สุดในบทความทั้งหมด (รูปที่ 3 และ 4)
ทุกคนรู้ถึงกับดักที่โครงสร้าง n+-poly / SiOx แบบดั้งเดิมเคยเจอ:
ระหว่างการยิงทะลุของซิลเวอร์เพสต์ Ag จะเจาะลงไปยังซับสเตรตตามขอบเกรน ทำให้เกิดสถานะที่อินเทอร์เฟซ และการเสื่อมสภาพจากแสงและความมืดเพิ่มขึ้นพร้อมกัน
ชั้นโพลีหนาเกินไปจะทำให้การดูดกลืนด้านหลังเพิ่มขึ้นและลดความเป็นสองหน้า; บางเกินไปจะทำให้การพาสซิเวชันและการสัมผัสไม่เสถียร
การแก้ไขที่นี่คือชั้นออกไซด์ทันเนลโพลี-Si สองชั้นด้านหลัง (รูปที่ 3 TEM แสดงความแตกต่างของความเป็นผลึกและการกระจายการเจือปนระหว่างสองชั้นอย่างชัดเจน):
ชั้นนอกมีแนวโน้ม "ป้องกัน": ปิดกั้นการแพร่ของเงิน รักษาการพาสซิเวชันที่อินเทอร์เฟซไม่ให้ถูกทำลายโดยเมทัลไลเซชัน
ชั้นในมีแนวโน้ม "รุก": ความเป็นผลึกสูงพร้อมกับยับยั้งความเข้มข้นของ P ที่ไม่แอคทีฟด้านซับสเตรต ทำให้คุณภาพการพาสซิเวชันดีขึ้น (ข้อมูล iVoc และ j0 ในรูปที่ 4 สนับสนุนสิ่งนี้)
ชั้นโพลีที่บางเฉพาะจุด (น่าจะเป็นบริเวณ LCO หรือหน้าต่างที่เปิดด้วยเลเซอร์): การส่งผ่านด้านหลังเพิ่มขึ้น ค่าความเป็นสองหน้าสูงถึง 88.3%
ในเส้นเปรียบเทียบของรูปที่ 4 กลุ่มโพลีสองชั้นเทียบกับกลุ่มโพลีชั้นเดียวพื้นฐาน:
Voc คงที่ (เนื่องจากชั้นในที่มีความเป็นผลึกสูงและฟอสฟอรัสที่ไม่แอคทีฟต่ำ)
FF ไม่ลดลง (การแพร่ของเงินถูกหยุดโดยชั้นนอก ความต้านทานสัมผัสไม่เพิ่มขึ้น)
ค่าความเป็นสองหน้าเพิ่มขึ้นจาก TOPCon ทั่วไป ~80% เป็น 88.3% และสิ่งนี้สำคัญต่อต้นทุน BOS มากกว่า 0.3% บนแผ่นประสิทธิภาพ
การประยุกต์ใช้ผลิตภัณฑ์
เลิกคิดว่า "Nature paper ต้องแพง" สำหรับใครก็ตามที่ดำเนินการสายการผลิต n-TOPCon จริง มีสามสิ่งที่คุณสามารถลอกเลียนแบบได้โดยตรง:
หยุดยึดติดกับเมนู 80-100 โอห์ม/สแควร์เดิมสำหรับโบรอนอิมิตเตอร์ ดันให้สูงขึ้น คำนวณกริดไลน์ใหม่ ปรับหน้าต่าง LECO ใหม่ และคุณจะได้ 0.2-0.3% abs ที่พื้นผิวด้านหน้าอย่างแน่นอน
เปลี่ยนโพลีด้านหลังจากชั้นเดียวเป็นสองชั้น ชั้นนอกไม่จำเป็นต้องแพง มันเป็นเพียง CVD อีกชั้นหนึ่ง แต่การแพร่ของเงินซึ่งเป็นโหมดความล้มเหลวที่ซ่อนอยู่คือเงินจริงตลอดอายุ 25 ปีของโมดูลสองหน้า
แลกการลดความหนาแบบ local poly กับการเพิ่ม bifaciality เป็นข้อตกลงที่ดีกว่าการปรับแค่กระจกและ สารห่อหุ้มโดยมี bifaciality 88% เมื่อใช้กับ tracker และตัวเลขต้นทุนต่อ kWh ที่ปลายทางโรงไฟฟ้าก็พูดแทนตัวเองได้
แน่นอนว่ามีกับดัก: งบประมาณความร้อนของโพลีสองชั้น ปริมาณงานและความสม่ำเสมอของการทำให้บางเฉพาะจุดด้วยเลเซอร์ และขนาดของการปรับปรุงเทียบกับระบบ inline ที่มีอยู่ เอกสารจะไม่บอกสิ่งเหล่านี้ แต่ Jinko กล้าที่จะแสดงประสิทธิภาพที่ได้รับการรับรอง ซึ่งอย่างน้อยก็บอกว่าสายการผลิตนำร่อง M10 ทำงานได้อย่างราบรื่นแล้ว
คำถามปลายเปิด: ภายใต้งบประมาณความร้อน TOPCon ปัจจุบันที่ 1300+ การแพร่โบรอนที่อุณหภูมิสูงบวกกับ LECO คุณควรเพิ่มเลเซอร์ปรับเปลี่ยนชั้นแบบเลือกอีกชั้นด้านบน (เช่น เส้นทาง UV-ps ในเอกสาร 26.35% ของ Wang Q) หรือไม่? หรือ rear double poly ได้กินข้อแลกเปลี่ยนสามเหลี่ยม passivation-contact-bifaciality ไปจนถึงขีดจำกัดแล้ว ดังนั้นขั้นตอนต่อไปควรเปลี่ยนไปใช้โครงสร้าง BC แทนที่จะบีบ TOPCon ต่อไป?
มุมมองของ Ooitech
สิ่งที่น่าสนใจอย่างเงียบๆ ตรงนี้คือ ทั้งสองกลไกนี้ คือ boron emitter ที่มี sheet resistance สูง และ rear double poly เกือบทั้งหมดอยู่ฝั่งเซลล์ แต่ผลตอบแทนกลับปรากฏที่ระดับโมดูลผ่านค่า bifaciality 88.3% นั้น บนสายการผลิตโมดูล ค่า bifaciality ที่สูงขึ้นจะเปลี่ยนวิธีคิดเรื่องการวางเลเยอร์ backsheet หรือการเลือกกระจก และแรงตึงของ stringer สำหรับเซลล์ที่บางและเปราะกว่า ดังนั้น process window ฝั่งโมดูลจึงต้องขยับตามไปด้วย ในฐานะผู้สร้างสายการผลิตโมดูลแบบ turnkey ที่ทำงานครอบคลุมหลายรูปแบบตั้งแต่ M10 ไปจนถึง shingled และ TOPCon เราจับตาการเปลี่ยนแปลงระดับเซลล์เหล่านี้อย่างใกล้ชิด เพราะมันกำหนดจังหวะของสิ่งที่สายการผลิตปลายน้ำต้องรองรับ หากคุณอยากเห็นว่าสายการผลิตโมดูลสมัยใหม่เดินจริงอย่างไร ช่อง YouTube ของ Ooitech ที่ www.youtube.com/ooitech คุ้มค่าแก่การติดตาม
