# Über 26,3 % Effizienz: Was bleibt auf der Rückseite?

> Ein technischer Vergleich der 26,34% Back-Junction-p-TOPCon-Zelle und des 26,66% n-TOPCon-Designs, einschließlich Doppelschicht-SiOx/poly-Si-Kontakten

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- ** Jerry
- ** 2026-07-24
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## Über 26,3 % Effizienz: Was bleibt auf der Rückseite?

**Kurze Antwort:** Bei einer Zelleffizienz über 26,3 % ist die Vorderseite einer TOPCon-Zelle nahezu optimiert, und der verbleibende Spielraum liegt auf der Rückseite. Das treibt die Verlagerung hin zu p-Typ-Rückkontakten über die gesamte Fläche und lokalen Polysilizium-Fingern voran, die verändern, wie die Rückseite Strom sammelt und wie viel Fläche für Passivierung versus Kontaktierung aufgewendet wird. Die gemessenen Strukturen umfassen einen Rückseitenstapel mit Schichten von etwa 1 nm, 1,5 nm, 36 nm und 90 nm, einen Vollflächenkontakt und einen Rückseitenprozessschritt bei etwa 650 °C, wobei die Leerlaufspannungen für die diskutierten Bauelemente mit 1,961 V angegeben werden. Jede dieser Dimensionen steht im Spannungsfeld zwischen Kontaktwiderstand und Rekombination, und das Optimum verschiebt sich, wenn sich die Vorderseite verbessert. In der Fertigungslinie bedeutet dies, dass das Rückseitenrezept zu einer lebenden Variable wird statt zu einem festen Teil des Prozesses.

PV-Modulfertigung · von Jerry, Ooitech

## Über 26,3% Wirkungsgrad: Was bleibt auf der Rückseite zu optimieren?

„Lao Zhang, die 26,66%-Zelle verwendete eine vollständige p-Typ- [TOPCon](https://www.ooitech.com/what-is-topcon-solar-cell-a-complete-guide-to-tunnel-oxide-passivated-contact-technology.html) Rückseitenstruktur. In der 26,34%-Arbeit wurde die Vorderseite auf lokalisierte n-TOPCon-Finger umgestellt, während die Rückseite zu einem vollflächigen p-TOPCon-Kontakt wurde. Ist der Doppelschicht-SiOx/poly-Si-Stapel noch derselbe?“

Das war die Folgefrage unseres Prozessteams, nachdem wir gestern die 26,66% Zelle besprochen hatten.

**Die grundlegende Doppelschicht-Architektur der Rückseite ist fast vom 26,66% Design übernommen, aber die p-TOPCon-Seite führt drei Einstellknöpfe ein, die die 26,66% Zelle nicht berührte. Die Strategie für die Vorderseite ist ebenfalls völlig anders. Sie entfernt sich vom hochohmigen Bor-Emitter mit 430 Ω/□ und geht zu lokalisierten n-TOPCon-Fingern über. Dies sind zwei sehr unterschiedliche Ansätze zur Reduzierung der Rekombination.**

Die 26,34% Veröffentlichung von Gao K. et al. kann als Schwesterstudie der 26,66% Arbeit mit Rückkontakt betrachtet werden. Wenn man beide zusammen liest, erhält man ein klareres Bild davon, was erforderlich sein könnte, um sich 27% Wirkungsgrad zu nähern.

> Gao, K. et al. „Bifaziale Tunneloxid-Passivierungskontakte für Silizium- und Perowskit/Silizium-Tandemsolarzellen mit verbesserter Effizienz.“ *Nature Energy* (2026). DOI: [10.1038/s41560-026-02007-8](https://doi.org/10.1038/s41560-026-02007-8)

## Drei Zahlen hinter der 26,34% Zelle

- **Einzelwirkungsgrad: 26,34%** auf 335,5 cm², mit einer Voc von 743,2 mV, FF von 85,0% und Jsc von 41,69 mA/cm².
- **Tandemwirkungsgrad: 32,73%**, unter Verwendung einer 1,68 eV Perowskit-Oberzelle. Die Tandem-Voc erreichte 1,961 V, während 80% der anfänglichen Leistung nach 2.000 Stunden MPP-Tracking erhalten blieben.
- Strukturelle Definition: **vorderseitig lokalisierte n-TOPCon-Finger in einem Rückkontakt-Layout, kombiniert mit einem vollflächigen doppelschichtigen p-TOPCon-Rückkontakt**. Dies ist im Wesentlichen eine Spiegelinversion des konventionellen TOPCon, das normalerweise einen Bor-Emitter auf der Vorderseite und einen n-TOPCon-Kontakt auf der Rückseite verwendet.

## Rückseitiger Doppelschicht-Kontakt: Gleiches Grundgerüst, aber drei verschiedene Prozess-Stellschrauben

Der 26,66 %-Rückkontakt verwendet **SiOx / leicht dotiertes n+ poly-Si / SiOx / stark dotiertes n+ poly-Si**, mit Phosphor als Dotierstoff.

Der 26,34 %-Rückkontakt verwendet **SiOx / p+ poly-Si bei 36 nm / SiOx / p+ poly-Si bei 90 nm**, mit Bor-Dotierung.

Beide Strukturen folgen derselben grundlegenden Abfolge: unteres SiOx, inneres poly-Si, mittleres SiOx und äußeres poly-Si. Die p-TOPCon-Version muss sich jedoch mit einem seit langem bekannten Problem auseinandersetzen.

> **p-TOPCon stand schon immer vor einem Kompromiss zwischen Passivierung und Kontakt.** Bor kann an der Si/SiO₂-Grenzfläche mehr Defekte erzeugen als Phosphor, während die Metallisierung von p+ poly-Si aufgrund von Löchertransport-Limitierungen und der schwächeren Wechselwirkung zwischen konventioneller Silberpaste und p+ poly-Si schwieriger ist.

| Vergleichspunkt | 26,66 %-Rückkontakt: vollflächiges n-TOPCon | 26,34 %-Rückkontakt: vollflächiges p-TOPCon |
| --- | --- | --- |
| Dotierstoff-Polarität | Phosphor, n+ | Bor, p+ |
| Dicke des inneren / äußeren poly-Si | Ungefähr 40 / 60 nm | 36 / 90 nm; die dickere äußere Schicht bietet mehr Spielraum für Bor-Diffusion und Metallisierung |
| Mittleres SiOx | Ungefähr 1,5 nm, thermisch oxidiert bei 620 °C | Ungefähr 1 nm, gebildet durch In-situ-Thermaloxidation bei 650 °C; dünner, weil das Loch-Tunneln auf der p+-Seite bereits schwieriger ist |
| Ausheizen | Geschätzter Bereich von 880–920 °C in der vorherigen Analyse | Vor-Ausheizen bei 1050 °C für mehr als 30 Sekunden, erreicht 98 % Kristallinität und treibt die implizite Leerlaufspannung auf 747 mV |
| Silberpaste | Konventionelle Paste, kombiniert mit einer äußeren amorphen Schicht, um das Eindringen von Ag zu begrenzen | Mit Alkalimetalloxid modifizierte Paste mit 4 Gew.-% Na₂O/K₂O und rauem Silberpulver, wodurch der Kontaktwiderstand auf 0,55 mΩ·cm² reduziert wird |
| Rückseitenmorphologie | Konventionelles Rückseitenpolieren | Planarisiertes Rückseitenpolieren, da p-TOPCon empfindlicher auf Oberflächentextur reagiert und ein niedrigeres J₀ erfordert |
| Hauptziel | Blockierung des Ag-Eindringens bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung der Passivierung | Blockierung des Ag-Eindringens, Unterdrückung borinduzierter Grenzflächendefekte und Verbesserung der p+ poly-Si-Metallisierung |

Die berichteten Prozessdaten umfassen eine In-situ-Rückseitenoxidation bei 650°C, eine etwa 1 nm dicke intermediäre SiOx-Schicht, Bordotierung von 1 × 10²⁰ cm⁻³, 98% Kristallinität nach 1050°C-Vorausheilung, eine implizite Leerlaufspannung von 747 mV und einen Kontaktwiderstand von 0,55 mΩ·cm² unter Verwendung einer mit Alkalimetall modifizierten Paste mit rauem Silberpulver.

Ein Detail ist leicht zu übersehen. **Die äußere p+ poly-Si-Schicht ist 90 nm dick, 50% dicker als die etwa 60 nm dicke äußere Schicht auf der n-TOPCon-Seite.**

Dies ist keine willkürliche Erhöhung. Bor hat eine geringere Löslichkeit in poly-Si als Phosphor, daher benötigt der stark dotierte Bereich mehr Dicke, um den Kontaktwiderstand zu reduzieren. Gleichzeitig treibt der 1050°C-Vorausheilungsschritt Bor nach innen. Eine dickere äußere Schicht hilft, das Eindringen von Bor und die Beschädigung der unteren SiOx-Schicht zu verhindern.

Das ist das Gegenteil der n-TOPCon-Strategie, bei der die äußere Schicht dünner und amorpher bleiben kann.

## Vorderseite: Die 430 Ω/□-Strategie wird durch Lokalisierung ersetzt

Die Frage aus der vorherigen Studie war, ob die 430 Ω/□-Hochwiderstands-Boremitter-Strategie weiterhin für einen gefingerten n-TOPCon-Vorderkontakt gelten würde.

Die Antwort der 26,34%-Zelle ist klar: **Sie tut es nicht. Das Design geht einen anderen Weg.**

Die 26,66%-Zelle verwendet einen konventionellen bordiffundierten Vorderemitter mit einem Schichtwiderstand von 430 Ω/□. Feine Metallfinger von etwa 10 μm kompensieren die schwächere laterale Leitfähigkeit.

Die 26,34%-Zelle entfernt den konventionellen Vorder-Boremitter und ersetzt ihn durch **strukturierte n-TOPCon-Finger von etwa 210 μm Breite, wobei poly-Si nur unter den Metallkontaktbereichen verbleibt**.

Der Mechanismus zur Reduzierung der Rekombination ändert sich daher von der Verdünnung der Dotierstoffkonzentration durch einen hohen Schichtwiderstand zur Reduzierung der von poly-Si bedeckten Fläche.

- **Die Textur wird zuerst modifiziert.** Ozon und HF werden verwendet, um die Pyramidenspitzen abzurunden. Dies reduziert schlechte Passivierung und Silberpaste-Korrosion um scharfe Texturspitzen.
- **Ein Gradient-Temperaturfeld, oder GTF, wird in LPCVD eingeführt.** Die Raman-Halbwertsbreite erreicht 8,4 cm⁻¹. Ein niedrigerer Wert zeigt bessere Kristallinität an. Das Gradient-Temperaturfeld verbessert sowohl die laterale als auch die vertikale Temperaturgleichmäßigkeit und erhöht die Kristallinität des n+ poly-Si.
- **Die Phosphordotierung erreicht 3,3 × 10²⁰ cm⁻³.** Dies ist etwa eine Größenordnung höher als die Phosphorkonzentration, die beim 26,66% Rückkontakt verwendet wird. Die vorderen n+ Finger sind für Leitfähigkeit ausgelegt, nicht für vollflächige Passivierung. Der Großteil der Passivierungsarbeit wird vom vollflächigen p-TOPCon-Rückkontakt übernommen.
- **Die Fingerbreite beträgt ungefähr 210 μm.** Poly-Si bleibt unter dem Metall, während der nicht kontaktierte Texturbereich unbedeckt bleibt. Dies reduziert die parasitäre Absorption an der Vorderseite erheblich im Vergleich zu einem vollflächigen poly-Si-Kontakt.

Der 430 Ω/□-Ansatz gehört zur Bor-Emitter-Ära. In einer gefingerten n-TOPCon-Struktur wird die Rekombination kontrolliert durch **lokalisierte poly-Si-Bedeckung, abgerundete Oberflächentextur und verbesserte Kristallinität durch GTF-LPCVD**, anstatt einfach den Schichtwiderstand zu erhöhen.

Dies hilft zu erklären, wie die 26,34% Zelle eine Voc von 743,2 mV erreicht, nahe an den 744,6 mV, die für die 26,66% Zelle berichtet wurden, während sie auch eine höhere Jsc erzielt. Der lokalisierte Frontkontakt reduziert parasitäre Absorption, die in einer vollflächigen Front-poly-Si-Struktur verbleiben würde.

## Nebeneinander-Vergleich der beiden 26% Schwesterdesigns

### Rückseitige Doppelschicht-SiOx/poly-Si-Kontakte

| Schicht oder Prozess | 26,66% n-TOPCon Rückseite | 26,34% p-TOPCon Rückseite | Hauptgrund für den Unterschied |
| --- | --- | --- | --- |
| Untere SiOx | Ungefähr 1,3–1,6 nm, gebildet in O₂ bei 620°C | Ungefähr 1,8 nm, in situ gebildet bei 650°C | Die p-Typ-Seite benötigt eine stärkere Barriere gegen Bordurchdringung, obwohl das Loch-Tunneln schwieriger ist |
| Inneres poly-Si | Ungefähr 40 nm, leicht phosphordotiert und hochkristallin | 36 nm, leicht bordotiert | Bor hat eine geringere Festkörperlöslichkeit; eine dünnere Innenschicht kann die Passivierung dennoch unterstützen |
| Mittleres SiOx | Ungefähr 1,5 nm, gebildet in O₂ bei 620°C | Ungefähr 1 nm, in situ gebildet | Das Tunneln ist auf der p-Seite anspruchsvoller, daher darf die Zwischenschicht nicht zu dick sein |
| Äußeres Poly-Si | Ungefähr 60 nm, stark phosphordotiert und hauptsächlich amorph | 90 nm, stark bordotiert | Die Metallisierung von p+ Poly-Si ist schwieriger und erfordert eine dickere Schicht sowie modifizierte Paste |
| Ausheizen | Ungefähr 880–920°C | 1050°C Vorglühen, erreicht 98% Kristallinität | Bor benötigt eine höhere Aktivierungstemperatur, während der Prozess auch borbezogene Grenzflächendefekte kontrollieren muss |
| Silberpaste | Konventionelle Paste kombiniert mit einer amorphen Außenschicht | 4 Gew.-% Alkalimetalloxid plus raues Silberpulver | Die Metallisierung von p+ Poly-Si bleibt einer der Hauptprozessengpässe |

### Vorderseitenvergleich

| Artikel | 26,66% Vorderseite | 26,34% Vorderseite |
| --- | --- | --- |
| Struktur | Ganzflächiger bordiffundierter Emitter | Lokalisierte n-TOPCon-Finger, ungefähr 210 μm breit |
| Rekombinationskontrollstrategie | Hoher Schichtwiderstand von 430 Ω/□ zur Verdünnung der Dotierung | Reduzierte Poly-Si-Bedeckung kombiniert mit abgerundeter Textur |
| Oberflächentextur | Konventionelle invertierte Pyramidentextur | Mit Ozon und HF behandelte abgerundete Pyramiden |
| Poly-Si-Abscheidung | Nicht zutreffend | GTF-LPCVD mit Raman-FWHM von 8,4 cm⁻¹ |
| Dotierstoff | Bor | Phosphor bei 3,3 × 10²⁰ cm⁻³ |

## Was die beiden Arbeiten über die Entwicklung des Rückkontakts über 26% sagen

Die kombinierte Botschaft ist ziemlich direkt.

> **Bei 25 % lag der Fokus auf dem Pinhole-Verhalten der Oxidschicht. Bei 26 % verlagerte sich die Entwicklung hin zu Doppelschicht-SiOx/poly-Si-Strukturen und Metallisierungs-Engineering. Über 26,3 % beginnen sich die Wege zu teilen: n-TOPCon-Rückkontakte verfolgen bifaziale elektrische Synergie, während p-TOPCon-Rückkontakte sich in Richtung eines Rückkontakt-Layouts mit lokalisierten Frontfingern bewegen. Letzteres ist bereits nahe an einer teilweisen BC-TOPCon-Architektur.**

Die Zwischen-SiOx-Schicht zur Blockierung des Silberdurchdringens ist ein gemeinsames Merkmal beider Doppelschicht-Rückkontakt-Designs. Die p-TOPCon-Seite muss jedoch drei zusätzliche Probleme lösen:

- Ein Vorheizschritt bei 1050 °C ist erforderlich, um Bor zu aktivieren, die Kristallinität zu erhöhen und borbezogene Grenzflächenprobleme zu unterdrücken.
- Alkalimetalloxid-modifizierte Silberpaste wird benötigt, um die schwierige Metallisierung von p+ poly-Si zu bewältigen.
- Das Polieren und Planarisieren der Rückseite wird kritischer, da p-TOPCon empfindlicher auf Oberflächentextur und deren Einfluss auf J₀ reagiert.

Diese Probleme waren für das 26,66 % n-TOPCon-Design nicht zentral. Einfach ausgedrückt: **Der Doppelschicht-p-TOPCon-Kontakt ist schwieriger herzustellen als sein n-TOPCon-Pendant, bietet aber möglicherweise ein höheres Voc-Potenzial, sobald der Prozess kontrolliert ist.**

Der Doppelschicht-Rückseiten-p-TOPCon-Kontakt in der 26,34 %-Zelle erreichte ein implizites Voc von 747 mV, geringfügig höher als das geschätzte Gesamt-implizite Voc-Niveau, das für das 26,66 %-Design diskutiert wurde.

## Produktionslinienparameter, die direkt angewendet werden können

1. **Verbessern Sie das Polieren und Planarisieren der Rückseite.** Eine p-TOPCon-Produktionslinie sollte das Rückseitenpolieren nicht als einen Prozess behandeln, der nur „gut genug“ sein muss. Die Planarisierung hat einen stärkeren Einfluss auf das J₀ des Doppelschicht-p-TOPCon-Kontakts als bei n-TOPCon.
2. **Bilden Sie die Zwischen-SiOx-Schicht in situ bei etwa 1 nm.** Das Kopieren des 1,5 nm thermischen Oxids aus der 26,66 % n-TOPCon-Struktur kann das Tunneln reduzieren und den FF auf der p-Seite beeinträchtigen.
3. **Führen Sie einen Vorheizschritt bei 1050 °C ein.** Ohne diese Behandlung sind Boraktivierung und 98 % Kristallinität schwer zu erreichen, was ein implizites Voc von 747 mV unwahrscheinlich macht.
4. **Verwenden Sie eine Alkalimetalloxid-modifizierte Silberpaste.** Die berichtete Formulierung verwendet 4 Gew.-% Na₂O/K₂O und grobes Silberpulver. Ein Kontaktwiderstand von 0,55 mΩ·cm² ist ein anspruchsvolles Ziel für die p-TOPCon-Seite. Herkömmliche Paste kann dazu führen, dass der Serienwiderstand am p+-Kontakt stark ansteigt.
5. **Steuern Sie die Breite der Vorderseitenfinger auf etwa 210 μm.** Die Genauigkeit der Lasermusterung muss mit der schmaleren Kontaktgeometrie Schritt halten. Eine weitere Verringerung der Fingerbreite könnte die parasitäre Absorption erneut reduzieren, aber der Laserschaden am Doppelschichtstapel müsste neu bewertet werden.

## Die nächste Frage für BC-TOPCon

Die 26,34-%-Struktur mit n-TOPCon-Fingern auf der Vorderseite und einem vollflächigen Doppelschicht-p-TOPCon-Rückkontakt ist effektiv eine partielle Version von BC-TOPCon.

Der nächste logische Schritt wäre, auch den rückseitigen p-TOPCon-Kontakt zu lokalisieren und rückseitige p-Typ-Finger und n-Typ-Finger in einem interdigitalen Muster anzuordnen. Das würde eine echte BC-TOPCon-Struktur ergeben.

Dies wirft eine neue Frage auf. Soll die Zwischen-SiOx-Schicht im lokalisierten rückseitigen p-TOPCon-Kontakt reines SiO₂ bleiben, oder sollte sie durch **stickstoffdotiertes SiOx nach einem OGO-artigen Verfahren** ersetzt werden, um die Feldpassivierung zu verstärken? Eine weitere Option wäre ein **AlOx/SiOx-Stapel**, der den Feldeffekt von Aluminiumoxid zusammen mit dem Doppelschicht-SiOx/poly-Si-Kontakt nutzt.

Die 26,34-%-Studie hat dieses Thema nicht untersucht, da ihr rückseitiger p-TOPCon-Kontakt vollflächig blieb und nicht von lokalisierter Feldeffektpassivierung abhing. Sobald der rückseitige p-Typ-Kontakt jedoch fingerförmig wird, könnte die Kombination aus AlOx-Feldeffektpassivierung und einer Doppelschicht-SiOx/poly-Si-Struktur eine ernsthafte Option für den nächsten Schritt werden.

Es gibt auch eine prozessbezogene Frage zur Tandem-Technologie. Die in dem 32,73-%-Tandem verwendete Unterzelle hat eine texturierte Vorderseite. Simulationen in Abbildung 1 deuten darauf hin, dass eine doppelseitige Finger-TOPCon-Konfiguration ein höheres Tandem-Potenzial haben könnte als eine vollflächige doppelseitige TOPCon-Struktur.

Aber wie sollte die Photolumineszenz-Gleichmäßigkeit über eine texturierte Vorderseite mit lokalisierten n-TOPCon-Fingern kontrolliert werden? Übermäßige Laserenergie kann die Pyramidenspitzen lokal verbrennen oder abflachen. Das könnte einen Teil des Prozessfensters verbrauchen, das durch die Behandlung mit abgerundeten Pyramiden geschaffen wurde.

In den drei Studien – von der 25,4-%-Das-Solar-Zelle bis zu den 26,66-%- und 26,34-%-Zellen – hat sich die Logik des Rückkontakts über drei Generationen entwickelt: **Oxid-Pinhole-Kontrolle, Doppelschichtschutz gegen Silberpenetration und schließlich doppelschichtiges p-TOPCon kombiniert mit alkalimetallmodifizierter Metallisierung.**

## Ooitechs Ansicht

Das Prozessfenster ist hier der eigentliche Engpass. Sobald p-TOPCon von einem vollflächigen Rückkontakt zu lokalisierten BC-Fingern übergeht, müssen Kontaktwiderstand, Laserschädigung, Boraktivierung und Feldeffekt-Passivierung als ein gekoppeltes System optimiert werden. Eine dünnere intermediäre SiOx-Schicht kann den FF schützen, lässt aber auch weniger Spielraum gegen Silberpenetration und borinduzierte Grenzflächenschäden. Das nächste nützliche Ergebnis wird eines sein, das dieses vollständige Integrationsfenster auf produktionsgroßen Wafern demonstriert, nicht nur einen Spitzenwirkungsgradwert.

## Weiterführende Literatur und Hintergrunddaten

Öffentlich zugängliches Referenzmaterial zu diesem Thema, veröffentlicht von den Organisationen, die die Technologie-Roadmap und die Marktdaten der Branche pflegen:

- [VDMA — Internationale Technologie-Roadmap für Photovoltaik (ITRPV)](https://www.vdma.org/international-technology-roadmap-photovoltaic)
- [Fraunhofer ISE — Photovoltaik-Bericht](https://www.ise.fraunhofer.de/en/publications/studies/photovoltaics-report.html)
- [pv magazine — globale Nachrichten und technische Berichterstattung zur PV-Industrie](https://www.pv-magazine.com/)

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##### Schlagwörter:

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