Huling Laban sa Likod ng BC-TOPCon: Panatilihing Nagyeyelo ang Ilalim na SiOx, I-zone ang Gitnang Layer gamit ang AlOx/SiOx
Talaan ng Nilalaman
Introduksyon ng Produkto
"Lumang Zhang, ang 26.34% front-n-finger plus full-contact back-p double-layer paper — ang susunod na hakbang ay gawing finger-shaped din ang back-p, at iyon ang tunay na BC. Ngunit sa ilalim ng p-finger, ang gitnang SiOx layer: mananatili ba tayo sa purong SiOx mula sa 26.66, o papalitan ng AlOx/SiOx para hiramin ang field effect?" Lumitaw ang tanong na iyon kaninang umaga, pagkatapos kong ihulog ang 26.34% paper sa production-line group chat, at sinimulan itong habulin ng mga BC project guys.
Sa totoong BC-TOPCon, ang ilalim na SiOx — ang nagpapalaki ng passivating pinholes — ay hindi maaaring galawin. Ngunit ang "gitnang SiOx" layer, na ang orihinal na trabaho ay harangan ang Ag at payatin ang stop layer, ay maaaring laruin ng zone kapag na-localize ang p-fingers. Ang mga non-contact regions ay pupunta sa AlOx/SiOx para hiramin ang field effect. Ang mga contact regions, direkta sa ilalim ng paste, ay mananatili sa purong SiOx para pigilan ang B diffusion na sumabog. Ang swap na iyon ay ang pinakamalaking tipak na maaari mong kainin sa likod sa loob ng 1.3% abs jump mula 26.34% hanggang 27.6%+.
Technical Parameters
Una, ang dalawang 27%+ BC benchmarks sa mesa
Zheng, Z. et al. Maximizing carrier extraction in hybrid back-contact silicon solar cells. Nature (2026). https://doi.org/10.1038/s41586-026- (Beijing University of Technology + Golden Stone Energy, certified 27.62%)
LONGi HIBC, 28.13%, ISFH CalTeC Abr 2026 (LONGi HIBC 2.0, HPBC route, bagong record). Binuo sa HIBC 1.0 (Wang G. et al., Nature 647, 369–374, 2025, DOI:10.1038/s41586-025-09681-w, 27.81%) na inulit gamit ang iPET + LIC; pending ang paper, certification sa opisyal na site ng LONGi.
| Metric | JinKo 26.66% (bifacial n-TOPCon) | BJUT + Golden Stone 27.62% (HBC) | LONGi HIBC 28.13% |
|---|---|---|---|
| Istraktura | Front boron + back n-TOPCon full-contact double-layer | Front a-SiOx + back p/n interdigitated (HBC) | Front HJT-P + back TOPCon-N finger (HIBC) |
| Voc (mV) | 744.6 | 740 | — |
| Jsc (mA/cm²) | ~41.2 tantyahin | 42.54 | — |
| FF (%) | 85.57 | 87.73 | — |
| Pangunahing hakbang | Dobleng-layer na SiOx/poly + Ag blocking | Gradient B-doped a-Si + O-doped a-SiOx front passivation | Bipolar hybrid passivation (P-side a-Si:H + N-side poly) |
Panoorin ang FF na 87.73%. Ang 26.66% ay umaabot lang sa 85.57%. Ang 2% abs FF gap na iyon ay hindi kayang punan ng "backside double-layer" lamang. Nagmumula ito sa optimization ng backside finger geometry, front-surface grid-free shading, at pagbaba ng contact recombination sa 400-500 fA/cm² level (higit pa sa ibaba).
Mga Teknikal na Bentahe
Paano nagbabago ang double-layer SiOx/poly kapag na-localize ang p-fingers
Ang parehong 26.66% at 26.34% "double-layers" ay full-contact backsides — ang poly ay sumasaklaw sa buong likod na surface, ang gitnang SiOx ay tumatakbo bilang isang tuloy-tuloy na sheet. Kapag ang tunay na BC ay ginawang hugis-finger ang back-n at back-p, ang stack ay nagbabago mula "blanket" patungong "interdigitated," at ang dalawang lohika na iyon ay kailangang hatiin muli.
Ilalim na SiOx (~1.x nm, ang tunnel site) — hindi gumagalaw.
Ito ang home turf ng Das Solar pinhole-passivation paper na iyon. Lumalaki ito ng 10¹² cm⁻² class oxygen-bearing pinholes, at ang pagbaba ng J₀ sa 2-4 fA/cm² ay nakasandal dito.
Sa BC, ang ilalim na SiOx sa ilalim ng p-finger ay humaharap sa B-doped poly, hindi P. Ang B ay nakaupo na may mas mataas na Dit sa Si/SiO₂ interface, at ang B segregation ay sumisira sa SiOx stoichiometry. Kaya ang ilalim na SiOx sa p-finger side ay talagang nais na bahagyang mas makapal kaysa sa n-finger side (+0.2-0.3 nm), na may 1050°C pre-anneal upang i-activate ang B at hilahin ang crystallinity sa 98% (ang baseline na ibinibigay ng 26.34% paper).
Gitnang SiOx (orihinal na 1.5 nm, ang Ag-blocking site) — sa BC, ang material ay maaaring i-zone.
Ito ang pangunahing variable. Ang gitna sa 26.66/26.34 ay purong thermal SiO₂, single-function (block Ag + payatin ang stop layer). Sa ilalim ng interdigitated BC structure, ang p-finger region ay nakakaranas ng dalawang bagong pain points na hindi kailangang harapin ng full-contact.
Pain point A: Ang p-TOPCon side ay natural na mahina sa field effect. Ang fixed charge mula sa B sa Si/SiO₂ interface ay positive (kabaligtaran ng n+ side). Ang purong SiOx ay walang ibinibigay na p-side field-effect passivation, kaya kailangan mong humiram ng negative charge mula sa panlabas na AlOx stack.
Pain point B: Ang metal contact recombination J₀,metal sa ilalim ng p-finger ang kisame ng BC efficiency. Ang silver-free BC ngayon ay nasa Al-contact J₀,metal ~2400-2500 fA/cm², katumbas ng ~25.9% efficiency. Para maabot ang 26.8% Ag-system level, kailangan mong ibaba ang J₀,metal sa ibaba 400-500 fA/cm².
Ang purong SiOx middle ay hindi kayang humawak ng A. Ang pagpapalit ng buong bagay sa AlOx/SiOx ay tatapak sa isa pang minahan.
Ang AlOx/SiOx bilang tunnel layer ay isang bitag, ngunit bilang middle layer ay maaaring kendi
Dalawang senaryo ang pinaghahalo sa literatura at dapat paghiwalayin.
Senaryo 1: Direktang pinapalitan ng AlOx ang ilalim na SiOx bilang tunnel layer. Ang gawa ni Kaur (Solar Energy Materials 2021) ang babalang kuwento dito:
Ang AlOx at AlOx/SiOx double-layers bilang tunnel layers ay mas mahina ang passivation kaysa sa purong SiOx.
Mekanismo: Ang AlOx/SiOx ay kapansin-pansing nagpapataas ng B diffusion at pinipigilan ang P diffusion. Ang B ay nag-iipon sa isang "reservoir" sa AlOx region at pagkatapos ay tumutulak papasok sa c-Si — isang dobleng sabog ng Auger recombination plus B-O pair defects.
Bukod pa rito, ang Al ay nagdi-diffuse mula sa AlOx papasok sa c-Si na bumubuo ng deep levels, kaya tumataas din ang SRH recombination.
Kaya ang ilalim na SiOx ay talagang hindi maaaring palitan ng AlOx — iyon ang ugat na dahilan kung bakit hindi gumagalaw ang 26.66/26.34 baselines, at iyon mismo ang dahilan kung bakit ang LONGi HIBC ay tumatakbo sa "P-side na may a-Si:H (HJT logic), N-side na may poly (TOPCon logic)." Ang P-side ay simpleng iniiwasan ang SiOx/poly setup at tinatahak ang HJT amorphous + hydrogen na ruta upang maiwasan ang B-SiOx trap.
Senaryo 2: Ang AlOx/SiOx ay nakaupo sa "gitnang" posisyon (walang tunneling, field effect lamang + Ag blocking). Ito ang BC-only play:
Ang ilalim na SiOx (1.x nm) ay nananatiling purong thermal SiO₂, pinapalago ang passivating pinholes.
Sa itaas ng inner poly (p+, mataas na crystallinity), sa ibaba ng outer poly (p++, mabigat na doped para sa metallization) ay nakaupo ang purong SiOx middle (1-1.5 nm).
Sa mga non-contact regions (sa pagitan ng mga daliri, at sa loob ng mga daliri na malayo sa paste), ang middle ay pinapalitan ng ultra-manipis na AlOx (2-4 nm) / SiOx (1 nm) stack. Ang AlOx negative fixed charge ~10¹²-10¹³ cm⁻² ay nagbibigay sa p-finger ng field effect at pinipiga ang p-TOPCon-side Dit pababa.
Sa mga contact regions (sa ilalim ng paste opening), ang middle ay nananatiling purong SiOx — upang pigilan ang AlOx na pahintulutan ang B diffusion na sumabog sa panahon ng firing (ang Ag paste ay nagfa-fire sa 700-800°C, at ang AlOx ay nagiging hindi matatag sa itaas ng 550°C habang ang Si-H ay naghihiwalay).
Wala pang pampublikong BC cross-section data sa "zoned middle" na ito, ngunit hawak ng logic chain. Ang a-SiOx:H/AlOx:H sa 6nm/12nm sa n-type front-surface passivation ay tumatakbo na sa τeff 5.1 ms nang walang anneal, na nagsasabing ang AlOx na hindi direktang dumidikit sa c-Si (na may a-SiOx o SiOx sa pagitan) ay nagpapahintulot sa field effect at chemical passivation na magtulungan. Ang BC p-finger non-contact region ay eksaktong kasong iyon: ang ilalim na SiOx ay naghihiwalay sa c-Si, ang gitnang AlOx/SiOx ay naghihiwalay sa inner poly, ang AlOx ay hindi kailanman dumidikit sa c-Si, at ang B diffusion path ay hinaharangan ng dalawang hadlang, ilalim na SiOx plus inner poly — mas ligtas kaysa sa AlOx bilang direktang tunnel layer.
Aplikasyon ng Produkto
Tatlong sumusuportang hakbang para sa p-finger localization (ang pagtaas mula 26.34 hanggang 27.6)
| Hakbang | 26.34% baseline | BC p-finger localization increment | Bottleneck na tinugunan |
|---|---|---|---|
| Ilalim na SiOx | Full-contact 1.8 nm (p-TOPCon side) | 1.8→2.0 nm sa ilalim ng p-finger (anti-B pinning), 1.3-1.5 nm sa ilalim ng n-finger | Ang B segregation ay sumisira sa SiOx |
| Gitnang SiOx | Purong SiOx 1 nm (in-situ) | Zoned: non-contact AlOx(3nm)/SiOx(1nm), contact purong SiOx 1 nm | Mahinang p-side field effect |
| Panlabas na poly | 90 nm p++, alkali-metal paste | Laser LCO opening sa ilalim ng p-finger, binubuksan lamang ang AlOx/SiNx nang hindi sinasaktan ang poly/SiOx (iVoc verified stable) | J₀,metal 2400→400 |
| Anneal | 1050°C pre-anneal, 98% crystallinity | Pareho, ngunit ang p/n finger co-anneal window ay dapat magkompromiso — P-side 880-920, B-side 1050, hatiin sa ~950-980°C mahabang anneal | Thermal budget conflict |
| Metallization | Alkali-metal Ag paste (4wt% Na₂O/K₂O) | Silver-free Al contact o Ag-Al mixed paste, p-finger 700°C firing J₀,metal ~2400, n-finger ~2500 parehong kondisyon | Silver-free + pindutin ang J₀,metal sa 400 |
Mahalaga ang datos na walang pilak na BC: pagkatapos ng LCO (laser contact opening), halos hindi bumababa ang iVoc at hindi nagpapakita ng amorphous signal ang Raman, na nagpapatunay na ang "buksan ang bintana nang hindi sinisira ang poly/SiOx passivation" ay posible — iyon ang pundasyon ng proseso para sa "panatilihin ang purong SiOx sa gitna sa mga contact region + LCO paste window" sa ilalim ng BC p-finger. Ngunit ang J₀,metal na 2400 fA/cm² ay nagmamapa lamang sa 25.9% efficiency. Ang 0.9% abs gap sa Ag-system na 26.8% ay ganap na kinakain ng contact recombination. Ang susunod na hadlang sa pagtalon ay hindi ang passivation layer, kundi ang metallization.
Kaya ano ba talaga ang pinaglalaban ng backside sa huling pagtalon patungong 27%?
Ihanay ang lahat ng apat na henerasyon — Das 25.4 → JinKo 26.66 → JinKo 26.34 → Golden Stone 27.62 / LONGi 28.13:
25.4% na henerasyon: ang backside ay nakipaglaban sa "pinhole personality" ng ilalim na SiOx (passivation vs recombination), ang LPCVD two-step oxidation na nagpapalaki ng 10¹²-class na passivating pinholes.
26.66% na henerasyon: ang backside ay nakipaglaban sa double-layer SiOx/poly + gitnang SiOx Ag block + laser thinning, na nilulutas ang metallization degradation at parasitic absorption.
26.34% na henerasyon: back p-TOPCon full-contact double-layer + alkali-metal paste + 1050°C pre-anneal, kinakagat ang p-side B segregation at metallization.
27.6%+ na henerasyon (BC): back p/n interdigitated, ang ilalim na SiOx ay inaayos ayon sa polarity (p-side 2.0 / n-side 1.3) + zoned middle (non-contact AlOx/SiOx para sa field effect, contact pure SiOx) + LCO opening nang hindi sinisira ang passivation + silver-free/low-Ag metallization na pinipilit ang J₀,metal sa 400.
Isang counter-intuitive na tawag: sa itaas ng 27%, sa backside "field effect + double-layer combo," hindi maaaring ilagay ang AlOx sa ilalim (ang tunnel site ay nagpapalaki ng B diffusion), sa gitnang non-contact region lamang. Iyan ang pinakamalaking pagkakaiba sa panahon ng PERC na "AlOx direktang nasa c-Si para humiram ng negative charge." Ang BC structure ay nagbibigay sa iyo ng espasyo para sa "zoned middle" (ang interdigitated geometry ay may sariling zoning). Hindi kayang gawin ito ng full-contact TOPCon. Iyon din ang nagpapaliwanag kung bakit hindi kailanman inilagay ng 26.66/26.34 ang AlOx sa gitna — full-contact sila, ang gitna ay dapat doblehin bilang stop layer + Ag block, at mas ligtas ang purong SiOx.
Ano ang maaaring subukan muna ng isang BC pilot line
Ilipat ang p-finger bottom SiOx mula 1.5 hanggang 1.8-2.0 nm — magdagdag ng 30-50% LPCVD 620°C O₂ time, tingnan muna ang B segregation ECV profile.
Patakbuhin ang "two-choice" middle samples: Group A pure SiOx 1.5 nm (26.66 baseline), Group B non-contact ALD AlOx 3nm / SiOx 1nm plus contact pure SiOx 1.5 nm (iayos ang LCO window alignment).
I-tune ang LCO laser upang ma-accommodate ang AlOx — ang AlOx ay mas sensitibo sa 355 nm kaysa sa SiOx, kaya ang deep-UV 4.8 eV photon na "buksan lamang ang SiNx/AlOx nang hindi sinasaktan ang poly/SiOx" na recipe ay kailangang i-recalibrate para sa B-side at N-side na dosis nang magkahiwalay.
Ilipat ang metallization sa Ag-Al mixed paste o full Al, i-lock ang firing sa 700°C — ang baseline na n/p J₀,metal 2400-2500 ay nangangailangan ng glass frit + firing atmosphere + contact pattern density na lahat ay i-tune nang magkasama upang maabot ang 400-500.
Mga bukas na tanong para sa BC metallization crew
Manufacturing feasibility ng "zoned middle" sa ilalim ng p-finger — ang ALD AlOx lamang sa non-contact region ba ay nangangailangan ng mask, o idedeposito mo ang full-face at hahayaan ang LCO na walisin ang contact-region AlOx? Ang una ay nagdadagdag ng mask step (ang BC ay sapat nang kumplikado), ang huli ay may panganib na ang LCO laser ay magwalis sa AlOx/SiOx stack at masaktan ang ilalim na SiOx na nagpa-passivate ng pinholes (ang pagwawalis lamang ng AlOx/SiNx ay na-verify na hindi nakakasira sa poly/SiOx; ang AlOx/SiOx stack ay hindi).
Gayundin, ang 27.62% ng Golden Stone ay gumamit ng "gradient B-doped a-Si + O-doped a-SiOx front passivation," na ang P-side ay nasa HJT logic kaysa sa TOPCon. Ang HIBC (P-side HJT + N-side TOPCon) ba ay makakaabot ng 28% nang mas maaga kaysa sa full-TOPCon BC (parehong p-finger at n-finger poly/SiOx)? Ang 28.13% na linya ng LONGi ay mukhang nanalo ang HIBC, ngunit ang pagiging simple ng device ng full-TOPCon BC (poly sa parehong N at P sides, shared anneal) ay maaaring manalo pabalik sa pangmatagalang gastos. Ang dalawang BC sub-route na ito ay magbabanggaan sa susunod sa trade-off na "passivation ceiling vs process complexity."
Apat na papel na magkakasunod (Das 25.4 → JinKo 26.66 → JinKo 26.34 → Golden Stone 27.62 / LONGi 28.13), at ang tatlong-generation na backside logic ng TOPCon mula 25%→26%→27%+ ay kumpleto na: passivating pinholes → double-layer Ag block + thinning → BC interdigitation + zoned middle + field-effect combo.
Pananaw ng Ooitech
Ang ideya ng zoned-middle ay matalino, ngunit sa totoo lang, ang mas mahirap na laban ay nasa linya, hindi sa drawing board. Ang pagtulak ng J₀,metal mula 2400 pababa patungo sa 400 ay nangangahulugang ang iyong LCO laser dosing, paste frit, at firing profile ay kailangang humawak ng tolerance sa bawat finger, wafer pagkatapos ng wafer — at iyon ay isang module-line repeatability problem kasing dami ng cell physics. Kung ang industriya ay mapunta sa full-TOPCon BC o HIBC muna, ang process window ay lumiliit sa alinmang paraan, kaya ang metrology at thermal control sa backside stack ay nagiging tunay na gatekeepers. Ang mga nagtatayo o nag-a-upgrade ng module production lines ay maaaring makakuha ng marami sa mga firing at lamination trade-offs na ito sa Ooitech YouTube channel sa www.youtube.com/ooitech.
