Panimula

Mula sa nakaraang pag-aaral hanggang sa bagong tagumpay

Kahapon ay tinalakay natin ang isang papel mula sa Jiangnan University tungkol sa TOPCon copper plating: ang laser grooving ay sumisira sa silicon, ang crystallinity ay bumababa ng 30 percentage points, at kailangan ng annealing upang ayusin ito. Ang papel na iyon ay nagtapos na 750°C annealing + HF cleaning ay maaaring ibalik ang efficiency mula 23.41% pabalik sa 24.85%.

Ngunit sinuman sa production line ay alam na ang 750°C annealing mismo ay may hydrogen-induced blister risk — ang temperature window ay napakakitid. Sa itaas ng 775°C ang rear passivation layer ay nagkakaroon ng blister, at sa 800°C ang resulta ay mas malala pa kaysa walang annealing.

May mas magandang paraan ba?

Isang pangalawang papel na kakalathala lang noong 2026 ng Jiangnan University + Jiangsu Xianghuan + DR Laser ay nag-aalok ng bagong sagot: gamitin ang LIF (Laser-Induced Firing) upang palitan ang tradisyonal na low-temperature sintering, habang sabay na inaayos ang laser damage.

Ang mga resulta: pagpapabuti ng efficiency ng +0.45% abs., pagtaas ng Voc ng 0.86mV, at — isang malaking pagpapabuti sa contact resistance uniformity.

1. Mabilis na recap: ang TOPCon copper plating flow at ang mga pain point nito

Ang standard na proseso at kung saan ito masakit

Ang standard na TOPCon Ni/Cu plating flow:

Laser grooving → High-temperature annealing para sa damage repair → HF cleaning → Ni plating → Low-temperature sintering → Cu plating

Dalawang pain point:

• Ang laser grooving ay sumisira sa silicon: gaya ng tinalakay sa nakaraang artikulo, ang crystallinity ay bumababa mula 99.3% hanggang 69.8%, na nangangailangan ng high-temperature annealing para sa pagkumpuni.

• Ang tradisyonal na low-temperature sintering ay hindi uniform: pinapainit ng furnace ang buong cell, ang mga gilid ay mas mabilis na naglalabas ng init habang ang gitna ay mas mainit, na nagiging sanhi ng contact resistance na mataas sa mga gilid at mababa sa gitna — ang hindi uniform na current collection ay sumisira sa FF.

Ang pangunahing tagumpay ng bagong papel na ito: ang pagpasok ng LIF sa plating flow ay pumapatay ng dalawang ibon sa isang bato — pinapalitan nito ang hindi uniform na low-temperature sintering at tumutulong sa pagkumpuni ng laser damage.

2. Ano ang LIF, at paano ito naiiba sa tradisyonal na sintering?

Furnace heating vs. point-to-point welding

Tradisyonal na low-temperature sintering: ilagay ang buong cell sa isang furnace at i-bake sa 200–400°C. Ang problema ay hindi pantay na pag-init — ang mga gilid ay mas mabilis na lumalamig, ang gitna ay mas mainit, at ang contact resistance ay malaki ang pagkakaiba-iba sa buong cell.

LIF (Laser-Induced Firing): isang 1064nm infrared laser na mabilis na nag-scan sa harap ng cell habang may reverse bias (2–18V) na inilalapat. Ang laser ay nagpapasigla ng photogenerated carriers, ang reverse bias ay nagtutulak sa kanila nang direksyonal, na gumagawa ng tumpak na localized Joule heating sa metal–silicon interface.

Isang pangungusap na pagkakaiba: ang tradisyonal na sintering ay "whole-cell baking", ang LIF ay "point-to-point welding". Ang LIF ay nagpapainit lamang sa contact region sa ilalim ng gridlines, na iniiwan ang lahat ng iba pa na thermally untouched.

3. Gaano kahusay ang LIF sa copper-plated cells?

Paghahanap ng sweet spot sa 14V

Ang papel ay unang nagpatakbo ng baseline experiment: ilapat ang LIF sa iba't ibang reverse bias voltages sa mga cell na nakumpleto na ang Ni/Cu plating.

Optimal parameters: 14V reverse bias, efficiency gain +0.401% abs., FF gain 1.22%, Rs reduction 23%.

Bakit mas lumalala ang mas mataas na boltahe?

Ginagamit ng papel ang Suns-Voc upang sukatin ang dark saturation current densities J01 at J02:

• J01 (kumakatawan sa pn-junction recombination): kaunting pagbabago sa boltahe

• J02 (kumakatawan sa metal–silicon interface recombination): pinakamababa sa 14V, tumataas nang husto sa 16–18V

Pagsasalin: masyadong maraming boltahe ay nangangahulugan ng labis na Joule heating, at ang interface ay "nawewelding hanggang mamatay". Ang window ay nasa paligid ng 14V.

4. Bakit kayang ayusin ng LIF ang laser damage?

Inihayag ng Raman spectroscopy ang sikreto

Ang papel ay nagpatakbo ng isang mahalagang eksperimento: tanggalin ang plated metal at gamitin ang Raman spectroscopy upang sukatin ang crystallinity ng silicon sa ilalim ng gridlines.

Sa ibabaw ng high-temperature annealing, itinutulak pa ng LIF ang crystallinity nang mas mataas.

Ang mekanismo: Ang LIF ay lumilikha ng localized instantaneous high temperature (mas mataas kaysa sa tradisyonal na annealing temperatures) na nagpapahintulot sa amorphous silicon na mag-recrystallize nang mas kumpleto, at pinapainit lamang nito ang mga rehiyon sa ilalim ng gridlines, na iniiwan ang rear passivation layer na hindi naaapektuhan.

Nalulutas nito ang natitirang alalahanin mula sa nakaraang artikulo — ang temperature window para sa high-T annealing ay makitid, at sa itaas ng 775°C ay nagkakaroon ng blisters ang rear passivation. Ang LIF ay lokal na pag-init; ang rear ay hindi naaapektuhan, kaya ang temperatura ay maaaring tumaas at ang epekto ng repair ay mas mahusay.

5. Kailan dapat ilapat ang LIF? Mahalaga ang timing

Tatlong kandidato at isang malinaw na panalo

Ang proseso ng plating ay may tatlong hakbang: Ni plating → low-temperature sintering → Cu plating. Saan dapat ipasok ang LIF?

Inihahambing ng papel ang tatlong timing:

Konklusyon: Pinakamahusay na gumagana ang LIF kapag inilagay sa pinakadulo — pagkatapos makumpleto ang Cu plating.

Bakit?

Pagkatapos ng Cu plating, bumababa nang husto ang electrode resistance. Kapag nag-apply ng boltahe ang LIF, mas pantay ang distribusyon ng current, mas pantay ang Joule heating, at mas lubusang na-optimize ang interface contact.

Kung ang LIF ay inilapat lamang sa Ni layer (bago ang Cu plating), mataas ang resistance; ang parehong boltahe ay gumagawa ng labis na Joule heating, na madaling 'mapatay ang interface'.

6. Isang mas malaking tuklas: Maaaring ganap na palitan ng LIF ang low-temperature sintering

Laktawan ang furnace nang buo

Kung maaaring i-optimize ng LIF ang Ni–Si contact, kung gayon maaari ba nating laktawan nang buo ang tradisyonal na low-temperature sintering step?

Nagdisenyo ang papel ng isang eksperimento (Group D): Ni plating → LIF (8V) → direktang Cu plating, laktawan ang low-temperature sintering step.

Mga Resulta:

Ang pagkakapareho ng contact resistance ng Group D ay lumalampas sa bawat grupo na may kasamang tradisyonal na sintering.

Bakit?

Ang tradisyonal na sintering furnaces ay umiinit nang hindi pantay — mabilis na nawawala ang init sa mga gilid, mas mainit ang gitna — na nagiging sanhi ng mas mataas na contact resistance sa mga gilid at mas mababa sa gitna. Ang LIF ay isang point scan; bawat punto ay tumatanggap ng eksaktong parehong enerhiya, pantay-pantay ayon sa kalikasan.

Karagdagang pag-optimize ng LIF voltage sa 6V, ang Group D ay umabot sa efficiency na 24.74%, na may Voc na umaabot sa 696.72mV — +0.45% abs. mas mataas sa efficiency at +0.86mV mas mataas sa Voc kaysa sa tradisyonal na sintering + walang LIF baseline.

7. Mga implikasyon sa production-line: mas mababa ba ang threshold para sa mass-production ng copper plating?

Tatlong konkretong pagsulong

Ang papel na ito ay naghahatid ng ilang nasasalat na pagsulong:

1. Ang pinsala sa Voc ay maaaring ayusin, at mas mahusay na ayusin. Ang 750°C annealing mula sa nakaraang artikulo ay may makitid na temperature window at panganib ng rear-side blistering. Ang LIF ay umiinit nang lokal, nananatiling ligtas ang rear, at mas epektibo ang repair.

2. Isang proseso ang nai-save, ngunit dapat timbangin ang investment sa kagamitan. Tradisyonal na daloy: Ni plating → low-T sintering → Cu plating. LIF approach: Ni plating → LIF → Cu plating. Nakakatipid ng sintering furnace at oras ng proseso, ngunit ang LIF equipment mismo ay mas mahal, at mas kumplikado ang integration sa plating line. Ang aktwal na ROI ay depende sa mga quotation ng kagamitan.

3. Ang pagkakapareho ng contact resistance ay ang nakatagong bonus. Ang tradisyonal na sintering ay nagpapakita ng edge-to-center contact resistance gap na 3.53Ω; ang LIF approach ay binabawasan ito sa 0.45Ω. Ang mas mahusay na pagkakapareho ay nangangahulugan ng mas pantay na current collection, mas mataas na FF, at mas mababang panganib ng hot-spot sa antas ng module.

Ngunit nananatili ang mga hadlang sa mass-production:

• Investment sa LIF equipment: habang pinapalitan ang sintering furnace, nagdaragdag ka ng laser + power supply + control system. Ang pagpepresyo ng vendor ng kagamitan ang nagpapasya sa economics.

• Pagiging kumplikado ng line integration: Ang LIF ay dapat na walang putol na kumonekta sa plating line, at ang pagtutugma ng cycle-time (ang papel ay gumagamit ng 20 m/s scan speed) ay nangangailangan ng validation.

• Pagkakapare-pareho sa antas ng GW: ang papel ay nasa antas ng lab/pilot; ang yield stability sa malakihang mass-production ay nangangailangan pa rin ng sumusuportang data.

8. Paghahambing sa Aiko ABC

Dalawang landas, dalawang kwento

Ang BC architecture ng Aiko ay natural na umiiwas sa pitfall ng laser-grooving. Hindi ito maiiwasan ng TOPCon, ngunit ang LIF ay nag-aalok ng solusyong "fill-the-pit + optimize" — hindi lamang nag-aayos ng pinsala, kundi nakakatipid din ng isang hakbang sa proseso at nagpapabuti ng uniformity.

9. Buod

Kung saan nakatayo ang mga bagay

Ang bagong papel na ito mula sa Jiangnan University ay nagpapatunay ng isang bagay: ang laser damage sa TOPCon copper plating ay hindi lamang maaaring ayusin, ngunit ang LIF ay nag-aayos nito nang mas mahusay kaysa sa tradisyonal na annealing — at sa daan ay nalulutas din nito ang problema sa uniformity ng low-temperature sintering.

Pagtaas ng efficiency na +0.45% abs., pagtaas ng Voc na 0.86mV, at malaking pagpapabuti sa contact resistance uniformity — ang tatlong numerong ito ay nararapat sa seryosong pagsusuri sa anumang production line.

Umiiral pa rin ang threshold ng mass production, ngunit ang technical roadmap ay nagiging mas malinaw.

Paksa ng talakayan: Ang LIF ba na pumapalit sa low-temperature sintering ang "final kick" para sa mass production ng TOPCon copper plating, o isa lamang "lab-side icing on the cake"?

Sangguniang impormasyon:

• Pamagat: Integration of laser-induced firing with Ni/Cu plating for TOPCon solar cell metallization

• Mga may-akda: Jingyun Zhang, Xi Xi, Jianbo Shao et al. (Jiangnan University + Jiangsu Xianghuan Technology + DR Laser)

• Journal: Solar Energy Materials and Solar Cells

• Taon: 2026

• DOI: 10.1016/j.solmat.2026.114198

Pananaw ng Ooitech

Naniniwala ang Ooitech: Ginagawang isang hakbang ng LIF ang pag-aayos ng laser damage at sintering uniformity, na ginagawang mas makabuluhang viable na ruta ang TOPCon copper plating tungo sa silver-free mass production.