Bakit Mahirap Gawin ang BC Cells: Ipinaliwanag ang Self-Masked Two-Step na Proseso ng AIKO

Ang mahirap na bahagi ng isang back-contact (BC) solar cell ay hindi ang harapan. Ito ang likod, kung saan ang dalawang magkasalungat na doped passivating contacts ay kailangang maghalinhinan sa parehong wafer, at kung saan ang mga kondisyon ng proseso na angkop sa isa sa kanila ay may tendensiyang makasira sa isa pa. Ang sagot ng AIKO — ang tinatawag ng kumpanya na self-masked two-step process nito, at ang binansagan ng Chinese industry coverage na SeparaTech — ay itigil ang pagtatangkang buuin ang dalawang contact sa isang pass, at hayaan ang mga diffusion film na natural na nabubuo na gawin ang masking. Ito ay isang argumento sa pagmamanupaktura, hindi sa materyales, at iyon mismo ang dahilan kung bakit sulit itong basahin mula sa panig ng module.

Ang Kahirapan ay Nasa Likod

Inililipat ng BC ang dalawang polarity sa likod, kaya walang tumatakip sa harapan at walang front metal–silicon contact na mare-recombine. Iyon ang buong punto ng arkitektura, at ito rin ang pinagmumulan ng problema: ang likod ngayon ay kailangang magdala ng interdigitated pattern ng P-type contact, isolation, N-type contact, na paulit-ulit sa buong wafer.

Sa isang passivating-contact BC cell, ang bawat isa sa mga rehiyong iyon ay maaaring maglaman ng ultra-thin tunnel oxide, isang doped polysilicon layer, at isang lokal na metal contact. Ang dalawang polarity ay hindi nagnanais ng parehong mga bagay:

• Kapal ng oxide. Ang window na nagbibigay ng magandang tunnelling at magandang passivation ay hindi magkapareho para sa boron-doped at phosphorus-doped na panig.
• Kapal at doping ng polysilicon. Ang N+ at P+ poly-Si ay may magkaibang optimum dopant profiles at magkaibang sensitivity sa thermal budget.
• Lalim ng diffusion at annealing. Ang anneal na nagkikristal at nag-aactivate sa isang rehiyon ay maaaring makagambala sa interface state ng isa pa.
• Interface defects at metal contact. Ang contact resistivity at recombination ay kumikilos nang magkaiba sa dalawang panig.

Nagbubunga iyon ng sentral na kontradiksyon ng BC manufacturing. Ang device ay nagnanais na ang bawat rehiyon ay nasa sarili nitong optimum. Ang isang conventional flow ay nagnanais ng isang set ng kondisyon ng proseso na maglingkod sa dalawa, upang mapanatiling mababa ang bilang ng mask, pattern, etch, clean at strip steps.

Isang Hakbang kumpara sa Dalawang Hakbang

Itinuturing ng AIKO ang conventional approach bilang one-step process: buuin ang tunnel oxide at ang polysilicon layer para sa dalawang polarity nang sabay, pagkatapos ay i-pattern. Ang argumento laban dito ay diretso — ang isang recipe na tama para sa N+ poly-Si ay hindi laging tama para sa P+ poly-Si, at ang pagsasaayos ng oxide thickness, doping o thermal budget upang iligtas ang P side ay maaaring maging kapalit ng N side. Ang napupunta sa iyo ay isang kompromiso sa pagitan ng dalawa.

Ang sariling paglalarawan ng AIKO sa resulta ay ang pag-decouple sa dalawa ay nagpapahintulot sa bawat panig na ma-optimize nang independiyente, na nagpapataas ng kalidad ng passivation at samakatuwid ay efficiency; sinasabi ng kumpanya na ang proseso ay naglatag ng pundasyon para sa mga ABC cell na higit sa 27% sa mass production. Iyon ay isang pag-aangkin ng kumpanya, ginawa sa sariling nailathalang materyal ng AIKO sa halip na ng isang independiyenteng test house, at dapat itong basahin nang ganoon.

Ang Proseso sa Pagkakasunod-sunod

Batay sa paglalarawan ng proseso na umiikot sa Chinese industry coverage, na sumisipi sa AIKO patent text at pampublikong materyales, ang flow ay halos ganito:

1. Buuin ang P-type passivating contact muna — tunnel oxide, boron-doped polysilicon, ang P+ region — na may boron silicate glass (BSG) na nabubuo sa ibabaw bilang by-product ng boron diffusion.
2. Gumamit ng first laser patterning step upang buksan ang mga posisyon na magiging N region at isolation region.
3. Selectively etch o alkaline-polish ang nakalantad na P-type structure sa mga opening na iyon.
4. Buuin ang bagong tunnel oxide at N-type polysilicon, phosphorus-doped, na may phosphorus silicate glass (PSG) na nabubuo sa ibabaw.
5. Gumamit ng second laser step at local removal upang tukuyin ang final na P, N at isolation regions.

Ang mahalagang framing ay hindi ito isang bagong materyal. Ito ang parehong set ng mga layer, muling inayos sa oras at espasyo at pagkatapos ay muling isinama sa pamamagitan ng patterning. Ang pag-aangkin ay tungkol sa sequence at control, hindi sa chemistry.

Ang mga Diffusion Film ang Mask

Ito ang bahaging nagdadala ng karamihan sa argumento sa gastos. Ang BSG at PSG ay hindi exotic layers — natural silang nabubuo sa panahon ng boron at phosphorus diffusion. Sa isang conventional flow, itinuturing silang residue na dapat alisin. Ang two-step route ay pinapanatili sila at ginagamit bilang self-aligned masks para sa kasunod na patterning at selective etch.

Ang sinasabing benepisyo ng AIKO ay inaalis nito ang pangangailangan para sa external masking at cleaning, binabawasan ang panganib ng kontaminasyon at pagkonsumo ng materyal, at pinapanatiling maihahambing ang pangkalahatang pagiging kumplikado ng proseso sa isang one-step flow. Inilalarawan din ng kumpanya ang muling pagbuo ng high-temperature thermal environment sa pamamagitan ng thermal field simulation upang balansehin ang laminar flow laban sa passivation kinetics, na may temperature control na hawak sa loob ng plus o minus 0.5 °C sa loob ng reaction chamber, kasama ang isang stress-balancing system upang mapanatiling low-stress at uniform ang mga film.

Ang tapat na caveat ay ang paggamit ng diffusion film bilang mask ay hindi isang bagong ideya — ang maagang IBC patent literature ay naglalaman ng katulad na pag-iisip. Ang inaangkin dito ay ang partikular na kombinasyon ng mga film, ang pagkakasunod-sunod ng proseso, ang mga laser parameter, at ang kakayahang panatilihin ang lahat ng ito sa isang production line.

Laser Patterning: Micron Control, at ang Sarili Nitong Mga Limitasyon

Kapag nabuo na ang mga rehiyon ng P at N sa magkahiwalay na pass, may kailangang tumukoy kung saan nakaupo ang bawat isa. Iyon ang hakbang ng laser patterning, at ang tolerance nito ay itinatakda ng geometry sa halip na ng optics:

• Masyadong malawak ang spacing — nawawala ang epektibong generating area.
• Masyadong makitid ang spacing — ang anumang misalignment o lateral diffusion ay nagiging panganib ng short-circuit, at ang isolation region ay may mas kaunting espasyo para gawin ang trabaho nito.

Ang laki ng rehiyon, kalidad ng gilid at lapad ng isolation ay sabay-sabay na nag-aambag sa series resistance, recombination, leakage at yield. Kayang panatilihin ng lithography ang tolerance, ngunit ang gastos, takt at mga kinakailangan sa cleanroom nito ay hindi umaangkop sa isang 10 GW o 20 GW photovoltaic line. Ang laser ay nagdadala ng high-speed scanning, digital control at walang resist, at nagdadala rin ng sarili nitong mga problema: thermal damage, edge ablation, film residue at uniformity sa malaking lugar.

Ang 2026 half-year report ng AIKO ay iniuulat na inililista ang ultrafast laser patterning kasama ng two-step process bilang isang core ABC process, na isang patas na indikasyon kung saan nakalagay ang pagsisikap sa engineering.

Ano ang Hindi Naaayos ng Two-Step Process

Kahit na nabuo ang mga rehiyon sa magkahiwalay na pass, nasa parehong wafer pa rin sila. Ang ikalawang high-temperature step ay maaaring makaapekto sa itinayo ng una:

• Crystallisation state at dopant distribution ng unang polysilicon layer
• Ang tunnel oxide na nabuo na
• Interface hydrogen passivation
• Cross-contamination sa pagitan ng boron at phosphorus systems
• Recombination sa isolation region, pattern alignment, at lateral diffusion sa ilalim ng ikalawang thermal budget

Kaya ang tumpak na paglalarawan ay hindi na ang dalawang rehiyon ay nagiging independyente. Ito ay na ang proseso ng pagkakasunod-sunod ay muling dinisenyo upang i-decouple ang mga ito hangga't maaari, na nagpapalawak sa independyenteng optimisation window ng bawat isa. Mahalaga ang pagkakaibang ito kapag nagbabasa ka ng claim tungkol sa “independently optimised” contacts.

Ang Numero na Talagang Nagpapasya

Ang framing na nagpapaging kapaki-pakinabang sa artikulong ito lampas sa isang kumpanya ay ang economics. Ang BC industrialisation ay hindi napagpapasya ng cell efficiency lamang. Ang figure na mahalaga ay:

efficiency gain × yield ÷ manufacturing cost

Ang bawat karagdagang patterning, etch, clean o alignment step ay gumagalaw sa lahat ng tatlong termino. Nagdadagdag ito ng capital at operating cost, kumakain ito ng takt, at lumilikha ito ng isa pang pagkakataon para sa breakage. Kaya nga ang obserbasyon mula sa panig ng proseso ay sulit ulitin: sa gigawatt scale, ang pagtanggal ng isang mask o isang clean step ay maaaring mas mahalaga kaysa sa isa pang 0.05% ng laboratory efficiency. Ang kinakailangan ay hindi isang record cell — ito ay daan-daang libong wafer bawat araw na ang P/N pattern ay nakahanay pa rin.

Ano ang Nakakarating sa Module Line

Dito ito lumalapag para sa amin, at ito ay isang punto na nawawala kapag ang BC ay tinatalakay lamang bilang isang cell technology.

Ang BC ay isang device architecture, hindi isang solong process route. Ang HPBC, ABC, N-type passivating-contact BC at GPC ay magkamukha mula sa harap — walang front electrode, ang mga carrier ay kinokolekta sa likod — ngunit sa ilalim ay maaaring magkaiba sila sa carrier-selective contact, kung paano nabuo ang mga rehiyon ng P at N, kung paano sila pinattern, ang isolation structure, ang metallisation, at kung ang flow ay makakagamit muli ng umiiral na TOPCon line. Tinalakay namin ang panig ng pagpapangalan nito sa Is BC just one technology? at ang panig ng istruktura sa BC technology roadmap.

Para sa isang module line, ang kahihinatnan ay konkretong:

• Ang mga cell na magkamukha sa harap ay hindi magkamukha sa paghawak. Ang rear contact layout at pitch ay nagkakaiba sa pagitan ng mga BC variant, at ito ang nagtatakda ng soldering process, placement tolerance at inspection recipe.
• Ang pagbabago sa proseso ay nangyayari sa upstream ng module line ngunit ang mga mekanikal na kahihinatnan ay lumalapag dito. Ang mas masikip na rear pattern ay nangangahulugan ng mas masikip na placement window; ang mas manipis o mas mataas ang stress na cell ay nangangahulugan ng mas maraming handling loss sa pagitan ng cutter at laminator. Ang BC bowing at warpage ay kilala nang isyu sa panig ng module, at naisulat na namin ang why BC cells bow more at why BC strings warp.
• Ang back-end metallisation route ay ganap na nagbabago sa interconnection. Ang problema sa gastos ay lumilipat sa rear electrode, kaya nga ang low-silver at copper-based metallisation at zero-busbar designs ay itinatulak kasabay ng front-end process. Ang silver-free debate at ang pangangailangan para sa insulating glue on the rear ay parehong dumarating sa stringer, hindi sa furnace.
• Ang parehong economics rule ay nalalapat sa downstream. Ang isang module line na bumibili ng BC-ready stringer ay gumagawa ng parehong kalkulasyon na ginagawa ng cell maker: capability gain × yield ÷ cost. Ang isang makina na nagdadagdag ng proseso ngunit kumakain ng yield ay hindi nakatulong.

Ang binabago ng cell-side process innovation para sa amin ay hindi isang bagong kategorya ng makina. Ito ay ang specification ng mga umiiral na istasyon — ang SC-20P back-contact laser cutting platform, ang OSLB-1300 back-contact cell stringer at ang SL-1000 back-contact welder — dahil ang mga istasyong iyon ang unang nakakakita ng rear pattern.

Timeline at ang mga Nailathalang Numero

Isang babala na ginagawang mabuti ng saklaw ng pinagmulan at karapat-dapat tandaan: ang figure ng paglulunsad ng produkto at ang ranggo ng komersyal na third-party ay hindi parehong pagsukat. Noong Setyembre 2026, inilalagay ng mga ranggo ng komersyal na module ng third-party ang mga nakalistang produkto ng AIKO sa 25.0% maximum efficiency, magkasamang una kasama ng LONGi. Ang launch specification na 26% at ang komersyal na listahan na 25.0% ay naglalarawan ng magkaibang yugto ng parehong produkto, at isang pagkakamali na ihambing ang mga ito na parang pareho ang bilang.

Mga Madalas Itanong

Ang two-step na proseso ba ay isang bagong materyal o isang bagong proseso?

Isang bagong proseso. Ang mga layer ay pareho ang mga pamilya — tunnel oxide, doped polysilicon, metal contact. Ang nagbabago ay ang pagkakasunod-sunod kung saan nabubuo ang P at N na panig at kung paano tinutukoy ang mga rehiyon pagkatapos.

Bakit hindi maaaring simpleng i-optimize ang dalawang rehiyon sa isang pass?

Dahil marami sa mga pangunahing parameter ay pinagsasaluhan. Ang kapal ng oxide, mga kondisyon ng deposition at thermal budget ay sabay na nagtatakda ng kalidad ng parehong contact, at ang optimum para sa boron-doped poly-Si ay hindi ang optimum para sa phosphorus-doped poly-Si. Ang isang pass ay nangangahulugan ng kompromiso sa isang lugar sa wafer.

Ano ang ibig sabihin ng self-masked?

Ang mga hakbang ng boron at phosphorus diffusion ay nag-iiwan ng BSG at PSG sa ibabaw bilang natural na by-product. Sa halip na alisin ang mga ito, pinapanatili ng proseso ang mga ito at ginagamit bilang mask para sa sumusunod na patterning at selective etch, na nag-aalis ng ilang panlabas na mask, coat, expose, strip at clean na hakbang.

Nalulutas ba nito nang buo ang gastos ng BC?

Hindi. Tinutugunan nito ang front-end device manufacturing. Ang gastos ng rear electrode ay hiwalay na problema, kaya ang low-silver at copper-based metallisation at zero-busbar interconnection ay sabay na ginagawa. Ang isang napakahusay na cell na nangangailangan pa rin ng malaking halaga ng silver paste para kumonekta ay hindi pa isang ekonomikong kumpletong sagot.

Mas pinapadali ba ng mas mahusay na proseso ng cell ang linya ng module?

Hindi awtomatiko. Maaari nitong gawing mas mahirap. Ang mas masikip na rear pattern ay nagtataas ng kinakailangan sa placement, at anumang pagbabago sa stress o kapal ng cell ay lumalabas bilang handling loss at breakage sa assembly line. Ang pakinabang sa panig ng cell at ang gastos sa panig ng module ay dapat isaalang-alang nang magkasama.

Saan nagmula ang impormasyon sa artikulong ito?

Tatlong lugar, at magkaiba ang bigat na dala nila. Ang paglalarawan ng proseso, ang pangalang SeparaTech, ang mga bilang ng patent at ang efficiency-times-yield framing ay nagmula sa artikulo ng industriya ng Tsina na inilathala ng 新能供应链, na sumisipi sa teksto ng patent ng AIKO, ang ulat ng kalahating taon ng 2026 at mga pampublikong materyales ng kumpanya. Ang paglalarawan ng proseso sa Ingles at ang mga pag-aangkin tungkol sa efficiency na higit sa 27% ay nagmula sa sariling inilathalang materyales ng AIKO, muling inilathala bilang update ng industriya ng PV Tech — iyon ay nilalamang isinulat ng kumpanya at nilagyan namin ito ng label bilang isang pag-aangkin sa halip na isang independiyenteng resulta. Ang mga figure ng ABC efficiency at timeline ay nagmula sa presentasyon ng AIKO sa 2023 Back Contact Workshop. Wala sa artikulong ito ang nakabatay sa aming sariling pagsukat ng isang BC cell o ng proseso ng AIKO.