TOPCon Copper Plating Sumusulong: LIF Pumalit sa Sintering, Efficiency +0.45% abs., Voc Damage Naayos

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 bumaba ng 30 percentage points, at kinakailangan ang 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 linya ng produksyon ay alam na ang 750°C annealing mismo ay may panganib ng hydrogen-induced blister — 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 mahusay bang paraan?

Isang pangalawang papel na kakalathala lamang 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 pagkakapareho ng contact resistance.

1. Mabilis na recap: ang daloy ng TOPCon copper plating at ang mga sakit nito

Ang karaniwang proseso at kung saan ito masakit

Ang karaniwang daloy ng TOPCon Ni/Cu plating:

Laser grooving → High-temperature annealing para sa pag-aayos ng pinsala → HF cleaning → Ni plating → Low-temperature sintering → Cu plating

Dalawang pain point:

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

• Ang tradisyunal na low-temperature sintering ay hindi pantay: pinapainit ng furnace ang buong cell, mas mabilis na nawawala ang init sa mga gilid habang ang gitna ay mas mainit, na nagiging sanhi ng contact resistance na mataas sa mga gilid at mababa sa gitna — ang hindi pantay na pagkuha ng kasalukuyang ay sumisira sa FF.

Ang pangunahing tagumpay ng bagong papel na ito: ang pagpasok ng LIF sa daloy ng plating ay pumapatay ng dalawang ibon sa isang bato — pinapalitan nito ang hindi pantay na low-temperature sintering at tumutulong sa pag-aayos ng pinsala ng laser.

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

Pag-init ng furnace vs. point-to-point welding

Tradisyunal 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 — mas mabilis lumamig ang mga gilid, mas mainit ang gitna, at malaki ang pagkakaiba ng contact resistance sa buong cell.

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

Pagkakaiba sa isang pangungusap: ang tradisyunal na sintering ay "pag-bake ng buong cell", ang LIF ay "point-to-point welding". Pinapainit lamang ng LIF ang contact region sa ilalim ng gridlines, na iniiwan ang lahat ng iba pang bahagi na hindi naaapektuhan ng init.

3. Gaano kahusay ang LIF sa mga copper-plated na cell?

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 nagpapalala ang mas mataas na boltahe?

Ang papel ay gumagamit ng 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: ang sobrang boltahe ay nangangahulugan ng labis na Joule heating, at ang interface ay "napapaso hanggang mamatay". Ang tamang window ay nasa paligid ng 14V.

4. Bakit kayang ayusin ng LIF ang pinsala ng laser?

Inilalahad ng Raman spectroscopy ang sikreto

Ang papel ay nagsagawa ng isang mahalagang eksperimento: tanggalin ang plated metal at gamitin ang Raman spectroscopy upang sukatin ang kristalidad ng silicon sa ilalim ng mga gridline.

Sa ibabaw ng high-temperature annealing, itinutulak pa ng LIF ang kristalidad na 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 mga gridline, na iniiwan ang rear passivation layer na hindi naaapektuhan.

Nito ay nilulutas ang natitirang alalahanin mula sa nakaraang artikulo — ang window ng temperatura 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 apektado, kaya ang temperatura ay maaaring tumaas at mas maganda ang epekto ng pag-aayos.

5. Kailan dapat gamitin 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 resistensya ng electrode. Kapag naglapat 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 resistensya; ang parehong boltahe ay nagdudulot 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 kayang i-optimize ng LIF ang Ni–Si contact, 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 lahat ng grupo na may kasamang tradisyonal na sintering.

Bakit?

Ang tradisyonal na sintering furnace ay hindi pantay ang init — ang mga gilid ay mabilis na nawawalan ng init, ang gitna ay mas mainit — na nagiging sanhi ng mas mataas na contact resistance sa mga gilid at mas mababa sa gitna. Ang LIF ay point scan; bawat punto ay tumatanggap ng eksaktong parehong enerhiya, natural na pantay.

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 kumpara sa tradisyonal na sintering + walang LIF baseline.

7. 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 nag-iinit nang lokal, ang likuran ay nananatiling ligtas, at ang pagkumpuni ay mas epektibo.

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 ang integration sa plating line ay mas kumplikado. Ang aktwal na ROI ay depende sa 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, nagdadagdag ka ng laser + power supply + control system. Ang pagpepresyo ng vendor ng kagamitan ang nagdedesisyon ng ekonomiya.

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

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

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 nag-aalok ang LIF ng combo solution na 'punan ang hukay + i-optimize' — hindi lamang nag-aayos ng pinsala, kundi nakakatipid din ng isang hakbang sa proseso at nagpapabuti ng pagkakapare-pareho.

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 mas mahusay itong inaayos ng LIF kaysa sa tradisyonal na annealing — at sa daan, nalulutas din nito ang problema ng pagkakapare-pareho ng low-temperature sintering.

Pagtaas ng efficiency na +0.45% abs., pagtaas ng Voc na 0.86mV, at malaking pagpapabuti sa pagkakapare-pareho ng contact resistance — ang tatlong numerong ito ay nararapat na seryosong suriin sa anumang linya ng produksyon.

Ang threshold ng mass production ay umiiral pa rin, ngunit ang teknikal na roadmap ay nagiging mas malinaw.

Paksa ng talakayan: Ang LIF ba na pumapalit sa low-temperature sintering ang 'huling sipa' para sa mass-producing TOPCon copper plating, o isa lamang 'lab-side icing on the cake'?

Sangguniang impormasyon:

• Pamagat: Pagsasama ng laser-induced firing sa Ni/Cu plating para sa metallization ng TOPCon solar cell

• 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

Paniniwala ng Ooitech: Ginagawang isang hakbang ng LIF ang pag-aayos ng pinsala ng laser at pagkakapareho ng sintering, na ginagawang mas makabuluhang mabubuhay na ruta ang copper plating ng TOPCon patungo sa walang-pilak na mass production.