TBC Solar Cell Technology (TOPCon Back Contact): Buong
Talaan ng Nilalaman
Mabilis na sagot: Ang TBC, o TOPCon back contact, ay isang back-contact cell na gumagamit ng TOPCon passivating contact sa likuran sa halip na heterojunction contact. Ito ay nasa loob ng mas malawak na route sequence kung saan ang industriya ay lumilipat mula sa uniform rear surfaces patungo sa regionally differentiated rear architectures, na nagtatalaga ng iba't ibang uri ng contact sa bawat bahagi ng likuran. Para sa isang manufacturer, ang kahalagahan ng TBC ay process compatibility: dahil ito ay nakabatay sa TOPCon process steps na pinapatakbo na ng mga linya, ito ang back-contact variant na pinakamababa ang gastos na gamitin mula sa naka-install na TOPCon base. Ang measurement at characterisation work na kasangkot — carrier lifetime tools tulad ng WCT-120 class — ay nagiging mas mahalaga sa TBC kaysa sa front-contact cell, dahil ang rear pattern ang lugar kung saan ang kalidad ng passivation ang aktwal na nagtatakda ng efficiency. Ang rear-side inspection ay nagiging yield tool din sa halip na quality check.
PV Module Manufacturing · ni Jerry, Ooitech
Pangkalahatang-ideya ng Teknolohiya
Kung saan nakalagay ang TBC sa mas malawak na route sequence, at bakit ang process compatibility ngayon ay mas mahalaga kaysa sa istruktura, ay tinatalakay sa Roadmap ng teknolohiya ng BC cell: mula sa istruktura hanggang sa proseso.
Ang nilalaman sa ibaba ay ibinabahagi para sa sanggunian lamang. Kung may anumang teknikal na paglabag o maling gabay, huwag mag-atubiling makipag-ugnayan sa may-akda para sa pagtanggal o pagwawasto.
Ano ang TBC cell?
Ang TBC ay nangangahulugang TOPCon Back Contact. Pinagsasama nito ang TOPCon passivation (tunnel oxide at poly-silicon) sa IBC interdigitated back contact structure, kaya tinatawag din itong POLO-IBC cell.
Malalim nitong isinasama ang TOPCon tunnel oxide / poly-Si passivation sa IBC back contact layout. Nagbibigay ito ng malakas na rear passivation ng TOPCon at ang kalamangan ng IBC na walang front gridline shading, kung saan ang lahat ng current collection ay inilipat sa likuran. Ang resulta ay mas mataas na open-circuit voltage at mas mataas na short-circuit current. Isa ito sa mga pangunahing N-type high-efficiency routes para sa susunod na henerasyon.
Pangunahing kalamangan
Walang front metal gridlines, kaya ang front shading loss ay natatanggal at tumataas ang Isc
Ang TOPCon tunnel passivation ay nagpapababa ng rear recombination at nagpapataas ng Voc
Ang interdigitated P/N back contact layout ay nag-o-optimize ng carrier collection path at nagpapababa ng series resistance
Kung ihahambing sa standard TOPCon at standard IBC, binabalanse nito ang kalidad ng passivation at structural integration
Tugma sa karamihan ng core equipment sa mga umiiral na N-type lines, kaya ang proseso ay maaaring i-upgrade nang hakbang-hakbang
Paano ito inihahambing sa mga conventional cell
Standard TOPCon: front gridline shading, full-area TOPCon passivation sa likuran
Standard IBC: back contact structure, ngunit ang passivation ay umaasa sa silicon oxide / silicon nitride, walang tunnel poly-Si passivation
TBC (POLO-IBC): IBC back contact structure at integrated TOPCon tunnel passivation, kaya pareho ang istruktura at passivation ay na-optimize
Pangkalahatang-ideya ng Buong Proseso ng Daloy
Wafer incoming → pre-cleaning / saw damage removal → rear tunnel oxide + poly-Si deposition (LPCVD) → rear SiN mask deposition → unang rear laser opening (boron area) → boron doping (p-poly) → pangalawang rear laser opening (phosphorus area) → phosphorus doping (n-poly) → cleaning para tanggalin ang wrap-around diffusion / BSG / PSG → rear passivation film deposition → wax mask printing para protektahan ang likuran → front texturing + P/N isolation etch → front at rear SiN anti-reflection passivation film deposition → rear metal electrode screen printing → firing → electrical test → sorting at packing
Detalyadong Espesipikasyon ng Proseso
3.1 Paglilinis at pag-polish (pre-clean + saw damage removal)
Layunin: tanggalin ang saw damage layer, surface metal impurities, particles at oil; i-polish ang wafer single o double sided para makakuha ng malinis, patag na silicon base at mapanatili ang pagkakapareho ng later tunnel layer deposition.
Pangunahing kagamitan: inline wet cleaning at polishing line, alkaline polishing tank, acid cleaning tank.
Pangunahing kemikal: strong alkali (NaOH/KOH), HF, HCl, IPA, texturing additive, surfactant.
Pangunahing sinusubaybayang item:
Polishing weight loss: electronic balance
Surface reflectance: reflectance tester
Minority carrier lifetime iVoc: WCT-120 transient lifetime tester
Carrier recombination imaging: PL tester (R3-PL)
Surface roughness at kalinisan: optical microscope
Kontrol sa kalidad: ganap na natanggal ang saw damage, walang mantsa o steps sa ibabaw, pare-pareho ang weight loss, walang malinaw na pagbaba ng lifetime.
3.2 Tunnel oxide + poly-Si deposition
Layunin: magpatubo ng ultra-thin tunnel oxide (SiO₂) at pagkatapos ay isang intrinsic poly-Si layer sa likuran ng wafer, na bumubuo ng core TOPCon passivation structure para sa malakas na field at chemical passivation at mababang rear recombination.
Pangunahing kagamitan: tube LPCVD.
Pinagmumulan ng gas: SiH₄, O₂, N₂ (carrier / purge).
Pangunahing item:
Poly-Si thickness: poly thickness tester, ellipsometer
Tunnel oxide thickness: ECV, ellipsometer
iVoc (WCT-120)
PL uniformity
Sheet resistance (intrinsic poly monitoring bago ang doping)
Kontrol sa kalidad: ultra-thin at pare-pareho ang oxide, siksik at walang pinhole ang poly-Si, magandang consistency ng kapal sa buong wafer.
3.3 Rear SiN mask deposition
Layunin: magdeposito ng siksik na silicon nitride (SiNₓ) layer sa intrinsic poly-Si bilang blocking mask para sa susunod na laser opening at doping steps, na nagpapagana ng selective doping zones.
Pangunahing kagamitan: PECVD.
Pinagmumulan ng gas: SiH₄, NH₃, N₂.
Pangunahing item: SiN thickness (spectroscopic ellipsometer), refractive index at uniformity, iVoc, PL uniformity.
Kontrol sa kalidad: siksik na mask, walang pinholes, pare-pareho ang kapal para matiyak ang doping isolation.
3.4 Unang rear laser opening (boron diffusion window)
Layunin: piling alisin ang SiN mask sa ibabaw ng boron diffusion area sa pamamagitan ng lokal na laser ablation habang pinapanatili ang intrinsic poly-Si sa ilalim, binubuksan ang window para sa susunod na p-type poly.
Pangunahing kagamitan: fiber / nanosecond o picosecond laser opening system, high-precision laser patterning tool.
Process tuning: i-adjust ang laser power, repetition rate, scan speed at spot overlap para ang top SiN mask lang ang maalis at hindi masira ang intrinsic poly-Si sa ilalim, pinapanatili ang passivation base na buo.
Key characterization: optical microscope check ng groove shape, edge integrity, at kung nasunog ang poly layer.
3.5 Rear boron doping (p-poly)
Layunin: boron-diffuse ang intrinsic poly-Si sa bukas na area para gawing p-type heavily doped poly (p-poly), habang bumubuo ng BSG sa surface. Ang BSG mamaya ay nagsisilbing natural blocking mask para sa phosphorus diffusion.
Pangunahing kagamitan: tube boron diffusion furnace.
Process media: liquid source BBr₃; ambient O₂, N₂.
Key characterization: p-zone sheet resistance, doping uniformity, BSG coverage integrity, PL doping uniformity.
Quality control: sapat na boron doping, uniform sheet resistance, tuloy-tuloy at kumpletong BSG na walang lokal na gaps.
3.6 Second rear laser opening (phosphorus diffusion window)
Layunin: alisin ang natitirang SiN mask para ilantad ang undoped intrinsic poly-Si bilang n-type phosphorus doping zone, habang pinapanatiling buo ang nagawang BSG layer mula sa laser damage.
Pangunahing kagamitan: laser patterning / opening system.
Process focus: precise laser energy control para maiwasan ang pagbutas sa BSG layer, pinapanatili ang malinis na isolation boundary sa pagitan ng P at N zones.
3.7 Rear phosphorus doping (n-poly)
Layunin: phosphorus-diffuse ang second-window intrinsic poly-Si para bumuo ng n-type heavily doped poly (n-poly). Ang BSG na nabuo sa nakaraang hakbang ay gumagana bilang self-aligned mask, hinaharang ang phosphorus mula sa pag-diffuse sa p-poly area at nakakamit ang self-isolation ng P/N zones.
Pangunahing kagamitan: tube phosphorus diffusion furnace.
Process media: liquid source POCl₃; ambient O₂, N₂.
Key principle: ang natitirang BSG ay nagsisilbing natural diffusion barrier at hinaharang ang phosphorus contamination ng p-poly area. Pagkatapos ng phosphorus diffusion ang BSG ay bahagyang nagiging boron-phosphorus mixed oxide, na lalong nagpapalakas ng isolation.
Key characterization: n-zone sheet resistance, P/N boundary isolation, leakage trend monitoring.
3.8 Cleaning to strip wrap-around diffusion (BSG/PSG removal)
Layunin: chemically alisin ang lahat ng BSG, PSG at surface residues, at i-strip ang edge wrap-around at side doping layers para maiwasan ang edge leakage.
Pangunahing kagamitan: inline wet cleaning line.
Key chemicals: pangunahin ang HF, kasama ang acidic additives at buffered acid system.
Process aids: clean dry air blow-off, hot air drying.
Quality control: oxide glass ganap na naalis, malinis na surface na walang residue, walang wrap-around residue sa mga gilid.
3.9 Rear SiN passivation protective film deposition
Layunin: mag-deposit ng SiN passivation protective film sa rear interdigitated P/N poly structure para i-passivate at protektahan ang back contact area at harangin ang chemical attack sa mga susunod na hakbang.
Pangunahing kagamitan: PECVD.
Pinagmumulan ng gas: SiH₄, NH₃, N₂.
Characterization: SiN thickness, refractive index, film uniformity.
3.10 Rear wax mask coating (protective mask)
Layunin: ganap na lagyan ng wax protective layer ang rear sa pamamagitan ng screen printing para shield ang nabuong P/N back contact structure at SiN film, pinipigilan ang susunod na front etch mula sa pag-atake sa rear functional layers.
Pangunahing kagamitan: screen printer (wax printing station).
Control focus: kumpletong wax printing, walang skip printing, walang pinholes, magandang edge sealing para manatiling protektado ang rear sa buong proseso.
3.11 Front chemical etching + wax stripping and cleaning
Layunin:
Alisin ang sobrang doping at damage layers sa wafer front
I-texture ang front para bumuo ng pyramid surface at bawasan ang front reflection
Makamit ang edge isolation sa pagitan ng rear P at N zones sa pamamagitan ng lateral etching para mabawasan ang edge leakage
Sa huli, i-strip ang rear wax mask para ilantad ang kumpletong back contact structure
Pangunahing kagamitan: double-sided inline wet etching and texturing line.
Key chemicals: strong alkali (NaOH), HF, texturing additive, buffered etchant.
Gas sources: clean compressed air, N₂ blow-off.
Quality control: uniform front texturing, qualified pyramid morphology, tamang P/N isolation, walang leakage path, malinis na wax stripping na walang residue.
3.12 Front and rear SiN anti-reflection passivation film
Layunin: mag-deposit ng SiN anti-reflection passivation film sa front para sa anti-reflection at surface passivation; idagdag at i-optimize ang rear passivation film para lalong mapabuti ang passivation at reliability.
Pangunahing kagamitan: PECVD.
Pinagmumulan ng gas: SiH₄, NH₃, N₂.
Characterization: front at rear film thickness, refractive index, minority carrier lifetime, reflectance.
3.13 Rear electrode screen printing and firing
Layunin: i-print ang silver-aluminum electrodes sa rear P zone at silver electrodes sa n-type poly zone para bumuo ng interdigitated back contact positive at negative electrodes, pagkatapos ay gumamit ng high-temperature firing para bumuo ng ohmic contact sa pagitan ng metal at doped poly-Si.
Pangunahing kagamitan: dedicated back contact screen printer, inline firing furnace.
Key steps: rear electrode pattern alignment printing → drying → high-temperature firing (pagbuo ng ohmic contact).
3.14 Back-end inspection and sorting
Process content: EL inspection (defects, micro-cracks, leakage), IV electrical test (Voc, Isc, FF, Eff), appearance inspection, grading at sorting, packing at warehousing.
Inspection equipment: EL tester, IV tester, appearance inspection station.
Key Challenges and What to Focus On
Ano ang mahihirap na bahagi ng TBC technology, at saan dapat ituon ang atensyon?
Mahirap kontrolin ang thickness uniformity ng ultra-thin tunnel oxide
Ang dalawang hakbang sa pagbubukas ng laser ay nangangailangan ng napakataas na katumpakan ng pagkakahanay
Ang pagpapanatiling buo ng BSG self-aligned mask ay ang ubod ng proseso
Ang P/N interdigitated isolation etch ay madaling magkaroon ng edge leakage
Ang pag-print ng back contact electrode ay nangangailangan ng mas mataas na katumpakan ng pagkakahanay kaysa sa mga karaniwang cell
Mahirap pamahalaan ang pagbaba ng minority carrier lifetime sa buong daloy
Mga pangunahing parameter ng SPC na dapat bantayan
Kapal ng tunnel oxide at kapal ng poly-Si
Morphology ng laser opening at alignment deviation para sa dalawang hakbang
Uniformity ng sheet resistance ng boron at phosphorus diffusion
iVoc at PL minority carrier lifetime na sinusubaybayan sa buong daloy
Front reflectance at texturing morphology
EL micro-cracks, leakage, at katayuan ng edge isolation
Pananaw ng Ooitech
Ang TBC ay nabubuhay o namamatay sa mga detalye, at ang BSG self-aligned mask ang tahimik na bayani dito dahil pinapayagan nito ang phosphorus at boron zones na mag-ayos nang mag-isa nang walang ikatlong mask step. Ang pinaka-binabantayan namin sa mga module line ay kung paano kumikilos ang mga high-Voc back contact cell na ito sa downstream sa stringing at lamination, dahil binabago ng kanilang all-rear metallization ang interconnection game. Kung gusto mong makakita ng tunay na N-type module lines na tumatakbo, ang aming YouTube channel www.youtube.com/ooitech ay may factory footage na sulit tingnan.
