Ang Huling Labanan sa Likod ng BC-TOPCon: Panatilihin
Talaan ng Nilalaman
Pagpapakilala ng Produkto
"Old 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. Pero sa ilalim ng p-finger, ang gitnang SiOx layer na iyon: mananatili ba tayo sa purong SiOx mula sa 26.66, o papalitan natin ng AlOx/SiOx para hiramin ang field effect?" Ang tanong na iyon ay lumitaw kaninang umaga, pagkatapos kong ihulog ang 26.34% paper sa production-line group chat, at sinimulan itong habulin ng BC project guys.
Sa tunay na BC-TOPCon, ang ilalim na SiOx — ang isa na nagpapalaki ng mga passivating pinhole — ay hindi maaaring galawin. Ngunit ang "gitnang SiOx" na layer, na ang orihinal na trabaho ay harangan ang Ag at manipisin ang stop layer, ay maaaring laruin ng zone kapag ang mga p-finger ay naging localized. Ang mga non-contact na rehiyon ay napupunta sa AlOx/SiOx upang hiramin ang field effect. Ang mga contact na rehiyon, sa ilalim mismo ng paste, ay nagpapanatili ng purong SiOx upang pigilan ang B diffusion na sumabog. Ang isang swap na iyon ay ang pinakamalaking bahagi na maaari mong kainin sa backside sa loob ng 1.3% abs na pagtalon mula 26.34% hanggang 27.6%+.
Teknikal na mga Parameter
Una, ang dalawang 27%+ BC benchmarks sa talahanayan
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 Apr 2026 (LONGi HIBC 2.0, HPBC route, freshly set record). Itinayo sa HIBC 1.0 (Wang G. et al., Nature 647, 369–374, 2025, DOI:10.1038/s41586-025-09681-w, 27.81%) na initerasyon gamit ang iPET + LIC; paper pending, certification sa opisyal na site ng LONGi.
| Metric | JinKo 26.66% (bifacial n-TOPCon) | BJUT + Golden Stone 27.62% (HBC) | LONGi HIBC 28.13% |
|---|---|---|---|
| Istruktura | 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 tantya | 42.54 | — |
| FF (%) | 85.57 | 87.73 | — |
| Pangunahing hakbang | Dobleng-patong 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) |
Tingnan ang FF na 87.73%. Ang 26.66% ay umaabot lamang sa 85.57%. Ang 2% abs FF gap na iyon ay hindi kayang punan ng "backside double-layer" lamang. Nagmumula ito sa backside finger geometry optimization, front-surface grid-free shading, at pagbaba ng contact recombination sa 400-500 fA/cm² na antas (higit pa sa ibaba).
Technical Advantages
Paano nagbabago ang double-layer SiOx/poly kapag ang p-fingers ay localized
Ang parehong 26.66% at 26.34% na "double-layers" ay full-contact backsides — ang poly ay sumasakop sa buong back surface, ang gitnang SiOx ay tumatakbo bilang isang tuloy-tuloy na sheet. Kapag ang tunay na BC ay ginawang finger-shaped ang parehong back-n at back-p, ang stack ay mula "blanket" patungong "interdigitated," at ang dalawang logics na iyon ay kailangang muling hatiin.
Ibaba na SiOx (~1.x nm, ang tunnel site) — hindi kailanman gumagalaw.
Ito ang home turf ng Das Solar pinhole-passivation paper na iyon. Nagtatanim 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 ibabang SiOx sa ilalim ng p-finger ay nakaharap sa B-doped poly, hindi P. Ang B ay may mas mataas na Dit sa Si/SiO₂ interface, at ang B segregation ay sumisira sa SiOx stoichiometry. Kaya ang p-finger-side bottom SiOx ay talagang nais na maging 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 materyal ay maaaring i-zone.
Ito ang pangunahing variable. Ang gitna sa 26.66/26.34 ay purong thermal SiO₂, single-function (block Ag + thin ang stop layer). Sa ilalim ng interdigitated BC structure, ang p-finger region ay tumatama sa dalawang bagong pain points na hindi kailanman hinarap 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 positibo (kabaligtaran ng n+ side). Ang purong SiOx ay walang p-side field-effect passivation, kaya kailangan mong humiram ng negative charge mula sa outer AlOx stack.
Pain point B: Ang metal contact recombination J₀,metal sa ilalim ng p-finger ay ang BC efficiency ceiling. Ang silver-free BC ngayon ay nasa Al-contact J₀,metal ~2400-2500 fA/cm², na tumutugma sa ~25.9% efficiency. Para maabot ang 26.8% Ag-system level, kailangan mong pindutin ang J₀,metal sa ibaba ng 400-500 fA/cm².
Ang purong-SiOx middle ay hindi kayang hawakan ang A. Ang pagpapalit ng buong bagay sa AlOx/SiOx ay tumutuntong sa isa pang landmine.
Ang AlOx/SiOx bilang tunnel layer ay isang bitag, ngunit bilang middle layer ito ay maaaring kendi
Dalawang senaryo ang pinagsasama-sama sa literatura at dapat paghiwalayin.
Senaryo 1: Ang AlOx ay direktang pumapalit sa ilalim na SiOx bilang tunnel layer. Ang gawa ni Kaur (Solar Energy Materials 2021) ang babala dito:
Ang AlOx at AlOx/SiOx double-layers bilang tunnel layers ay mas mahinang nagpapassivate kaysa sa purong SiOx.
Mekanismo: Ang AlOx/SiOx ay kapansin-pansing nagpapahusay ng B diffusion at sumusugpo sa P diffusion. Ang B ay nagbubunton sa isang "reservoir" sa AlOx region pagkatapos ay tumutulak papasok sa c-Si — isang double blast ng Auger recombination kasama ang B-O pair defects.
Bukod pa rito, ang Al ay nagdidi-pusyon 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 ang 26.66/26.34 baselines ay hindi gumagalaw, at ito mismo ang dahilan kung bakit ang LONGi HIBC ay tumatakbo ng "P-side na may a-Si:H (HJT logic), N-side na may poly (TOPCon logic)." Ang P-side ay lumilihis lang sa SiOx/poly setup at dumadaan sa HJT amorphous + hydrogen route para iwasan ang B-SiOx bitag.
Senaryo 2: Ang AlOx/SiOx ay nasa "middle" na posisyon (walang tunneling, field effect + Ag blocking lamang). Ito ang BC-only na play:
Ang ilalim na SiOx (1.x nm) ay nananatiling purong thermal SiO₂, nagpapalaki ng passivating pinholes.
Sa itaas ng inner poly (p+, mataas na crystallinity), sa ibaba ng outer poly (p++, mabigat na doped para sa metallization) ay naroon ang purong SiOx middle (1-1.5 nm).
Sa mga non-contact regions (sa pagitan ng mga finger, at sa loob ng mga finger na malayo sa paste), ang middle ay pumapalit sa ultra-thin 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 pinipindot pababa ang p-TOPCon-side Dit.
Sa mga contact regions (sa ilalim ng paste opening), ang middle ay nagpapanatili ng purong SiOx — para pigilan ang AlOx na hayaang sumabog ang B diffusion habang nagfifiring (ang Ag paste ay nagfifire sa 700-800°C, at ang AlOx ay nagiging unstable sa itaas ng 550°C habang nagdi-dissociate ang Si-H).
Wala pang pampublikong BC cross-section data sa "zoned middle" na ito, pero tumatayo ang 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 dumadampi sa c-Si (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 ganoong kaso: ang bottom SiOx ay naghihiwalay sa c-Si, ang middle AlOx/SiOx ay naghihiwalay sa inner poly, ang AlOx ay hindi kailanman dumadampi sa c-Si, at ang B diffusion path ay naharang ng dalawang barrier, bottom SiOx at inner poly — mas ligtas kaysa sa AlOx bilang direktang tunnel layer.
Paggamit ng Produkto
Tatlong supporting moves para sa p-finger localization (ang 26.34 hanggang 27.6 increment)
| Move | 26.34% baseline | BC p-finger localization increment | Bottleneck na tinutugunan |
|---|---|---|---|
| Bottom 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 | Sinira ng B segregation ang SiOx |
| Middle SiOx | Purong SiOx 1 nm (in-situ) | Zoned: non-contact AlOx(3nm)/SiOx(1nm), contact purong SiOx 1 nm | Mahinang p-side field effect |
| Outer 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, pero ang p/n finger co-anneal window ay kailangang mag-compromise — P-side 880-920, B-side 1050, split sa ~950-980°C long 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 + press J₀,metal sa 400 |
Mahalaga ang silver-free BC data na iyon: pagkatapos ng LCO (laser contact opening) halos hindi bumababa ang iVoc at walang amorphous signal sa Raman, na nagpapatunay na "buksan ang window nang hindi nasisira ang poly/SiOx passivation" ay posible — iyon ang process foundation para sa "panatilihin ang pure SiOx middle sa contact regions + LCO paste window" sa ilalim ng BC p-finger. Pero ang J₀,metal 2400 fA/cm² ay tumutugma lang sa 25.9% efficiency. Ang 0.9% abs gap sa Ag-system na 26.8% ay buong kinakain ng contact recombination. Ang bottleneck ng susunod na pagtalon ay hindi ang passivation layer, kundi ang metallization.
Kaya ano ba talaga ang pinaglalabanan 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), LPCVD two-step oxidation na nagpapalaki ng 10¹²-class passivating pinholes.
26.66% na henerasyon: ang backside ay nakipaglaban sa double-layer SiOx/poly + middle SiOx Ag block + laser thinning, na nagresolba sa 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, ilalim na SiOx na naka-tune 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 nasisira ang passivation + silver-free/low-Ag metallization na nagpapababa ng J₀,metal sa 400.
Isang counter-intuitive na desisyon: sa itaas ng 27%, sa backside na "field effect + double-layer combo," hindi maaaring ilagay ang AlOx sa ilalim (sumasabog ang B diffusion sa tunnel site), sa middle non-contact region lang. Iyon ang pinakamalaking pagkakaiba sa PERC era na "AlOx diretso sa 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). Ang full-contact TOPCon ay hindi ito kayang gawin. Iyon din ang nagpapaliwanag kung bakit ang 26.66/26.34 ay hindi kailanman naglagay ng AlOx sa middle — full-contact sila, ang middle ay kailangang magsilbing stop layer + Ag block, at ang pure SiOx ay mas ligtas.
Ano ang maaaring subukan muna ng isang BC pilot line
Ilipat ang p-finger bottom SiOx mula 1.5 patungong 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 kasama ang contact pure SiOx 1.5 nm (ituwid ang LCO window alignment).
I-tune ang LCO laser upang umangkop sa AlOx — ang AlOx ay mas sensitibo sa 355 nm kaysa sa SiOx, kaya ang deep-UV 4.8 eV photon na "open only SiNx/AlOx without hurting poly/SiOx" recipe ay kailangang i-re-calibrate para sa B-side at N-side doses nang hiwalay.
Ilipat ang metallization sa Ag-Al mixed paste o full Al, i-lock ang firing sa 700°C — ang baseline n/p J₀,metal 2400-2500 ay nangangailangan ng glass frit + firing atmosphere + contact pattern density na sabay na i-tune 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 nagde-deposito ka ng full-face at hinahayaan ang LCO na mag-sweep palayo ng contact-region AlOx? Ang una ay nagdadagdag ng mask step (sapat nang kumplikado ang BC), ang pangalawa ay may panganib na ang LCO laser ay mag-sweep ng AlOx/SiOx stack at makasira sa bottom SiOx passivating pinholes (ang pag-sweep 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 may P-side sa HJT logic kaysa sa TOPCon. Maabot ba ng HIBC (P-side HJT + N-side TOPCon) ang 28% nang mas maaga kaysa sa full-TOPCon BC (parehong p-finger at n-finger poly/SiOx)? Ang 28.13% line ng LONGi ay mukhang panalo ang HIBC, ngunit ang device simplicity ng full-TOPCon BC (poly sa parehong N at P sides, shared anneal) ay maaaring manalo pabalik sa long-term cost. Ang dalawang BC sub-routes na ito ay magbabanggaan sa susunod sa "passivation ceiling vs process complexity" trade-off.
Apat na papel na magkakasunod (Das 25.4 → JinKo 26.66 → JinKo 26.34 → Golden Stone 27.62 / LONGi 28.13), at ang three-generation 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 zoned-middle idea ay matalino, ngunit sa totoo lang ang mas mahirap na laban ay nasa linya, hindi sa drawing board. Ang pagtulak sa J₀,metal mula 2400 pababa patungong 400 ay nangangahulugan na ang iyong LCO laser dosing, paste frit, at firing profile ay kailangang mapanatili ang tolerance sa bawat finger, wafer pagkatapos ng wafer — at iyon ay isang module-line repeatability problem kasing dami ng cell physics problem. Kung ang industriya ay mapunta sa full-TOPCon BC o HIBC muna, ang process window ay lumiliit sa alinman, kaya ang metrology at thermal control sa backside stack ay nagiging tunay na gatekeepers. Ang mga taong nagtatayo o nag-a-upgrade ng module production lines ay makakakuha ng marami sa mga firing at lamination trade-offs na ito sa Ooitech YouTube channel sa www.youtube.com/ooitech.
