Produkteinführung

"Kann TOPCon wirklich noch weitere 0,5 % herausholen? Die Auger-Grenze haben wir doch schon fast erreicht."

Dieser Satz aus der Kaffeeküche fasst ziemlich genau die gemeinsame Sorge aller zusammen, die in den letzten zwei Jahren eine n-TOPCon-Linie betrieben haben. M10-Vollformatzellen, Massenproduktionseffizienz irgendwo zwischen 25,5 % und 26 %, und jedes zusätzliche 0,1 % bedeutet Kämpfe gegen Rekombination, Kontakt und Silberpaste. Dann veröffentlicht Jinko zusammen mit dem Ningbo Institute of Materials dieses Nature-Energy-Papier und treibt die zertifizierte industrielle M10-TOPCon-Effizienz direkt auf 26,66 % und hebt nebenbei die Bifazialität auf 88,3 %. Kurz gesagt: Beide elektrischen Seiten gleichzeitig verbessern, anstatt nur die Passivierung oder nur die Gitterlinien zu optimieren.

Yang, Z. et al. Dual-side electrical refinement enables efficient industrial tunnel oxide passivating contact silicon solar cells. Nat. Energy 11, 699-709 (2026). doi:10.1038/s41560-026-01982-2

26,66 %, woher kommt dieser neue Schritt?

TOPCon-„Effizienz-Neuigkeiten“ der letzten Jahre sind ehrlich gesagt etwas ermüdend anzusehen. 26,1 %, 26,35 %, meist laser-selektive Modifikation oder kleine Bor-Emittent-Anpassungen. Diesmal greift Jinkos Linie auf beiden Seiten gleichzeitig an:

• Vorderseite: hochohmiger Bor-Emittent plus Optimierung des Gitterlinienmusters, Reduzierung von Rekombination und Transportverlusten.

• Rückseite: Doppelschicht-Poly-Si/SiOx-Struktur, Blockierung von Silberdiffusion, hochkristalline Innenschicht, geringer inaktiver Phosphor im Substrat und lokale Ausdünnung.

• Zertifizierungsplattform: industrielle M10-Vollformatzellen, keine Labor-Muster.

Diese 88,3% Bifazialität ist im n-TOPCon-Bereich tatsächlich auffälliger als der absolute Wirkungsgrad, und ich erkläre später warum.

Vorderseite: Bor-Emittent mit hohem Schichtwiderstand – trauen Sie sich

Der alte i-TOPCon-Vorderseiten-Widerspruch: zu starke Bordiffusion führt zu Auger- und Konzentrationsrekombination; zu leichte Diffusion erhöht den lateralen Emitterwiderstand, der Strom unter den feinen Fingern kann nicht gesammelt werden, und man ist gezwungen, mit LECO Kontakt herzustellen.

Was dieses Paper tut (siehe Abbildung 2-Serie):

• Den Bor-Emittent-Schichtwiderstand aktiv erhöhen, sobald die Passivierungsqualität gegeben ist und die Blauempfindlichkeit erhalten bleibt.

• Das Busbar/Finger-Muster neu berechnen, sodass der laterale Transportverlust am Gridline-Schritt wieder ausgeglichen wird.

• Auf der Metallisierungsseite einen Nano-Joule-Heizungsansatz verwenden (Grundlagenarbeit desselben Teams in Zhou et al., Small 2025 in den Referenzen), um den Ag-Si-Kontaktwiderstand zu senken.

Abbildung 2s IQE/PL-Vergleich zeigt es: Die Rekombinationsstromdichte j0 der Vorderseite der Gruppe mit hohem Widerstand sinkt deutlich, und der Füllfaktor bricht nicht ein, was bedeutet, dass die Optimierung von Gridline und lokalem Kontakt die Transportseite tatsächlich repariert hat.

Bauchgefühl eines Linieningenieurs: Die größte Falle bei einem Bor-Emittent mit hohem Widerstand ist nicht die elektrische Leistung, sondern die Druck-Feuer-Durchgangsfenster und Kompatibilität mit dem LECO-Prozess. Dies ist ein Team aus Jinkos eigener Linie (Autoren wie Mao Jie und Wang Zhao stammen von Haining Jinko), was bedeutet, dass diese Bor-Diffusions-plus-Gridline-Kombination höchstwahrscheinlich bereits ihr DOE auf der M10-Linie durchlaufen hat – kein reines Laborrezept.

Rückseite: Doppeltes Poly-Si ist die eigentliche Schwerstarbeit

Der Rückseitenabschnitt ist der ingenieurstechnisch relevanteste Teil des gesamten Papers (Abbildungen 3 und 4).

Jeder kennt die Fallen, in die die traditionelle n+-poly/SiOx-Struktur getappt ist:

• Beim Durchfeuern von Silberpaste dringt Ag entlang der Korngrenzen in das Substrat ein, induziert Grenzflächenzustände, und lichtinduzierte sowie Dunkel-Degradation treten gemeinsam auf.

• Polyschicht zu dick: parasitäre Absorption auf der Rückseite beeinträchtigt die Bifazialität; zu dünn: Passivierung und Kontakt können nicht stabil bleiben.

Die Lösung hier ist eine rückseitige Doppelschicht-Tunneloxid-Poly-Si (Abbildung 3 TEM verdeutlicht den Unterschied in Kristallinität und Dotierungsverteilung zwischen den beiden Schichten):

• Die äußere Schicht ist eher "defensiv": Sie blockiert die Silberdiffusion und verhindert, dass die Grenzflächenpassivierung durch die Metallisierung zerstört wird.

• Die innere Schicht ist eher "offensiv": Hohe Kristallinität plus unterdrückte inaktive P-Konzentration auf der Substratseite, sodass die Passivierungsqualität steigt (Abbildung 4 mit iVoc- und j0-Daten untermauert dies).

• Lokal ausgedünnte Poly-Schicht (wahrscheinlich LCO oder lasergeöffnete Fensterbereiche): Rückseitige Transmission steigt, Bifazialität erreicht 88,3%.

In den Vergleichskurven von Abbildung 4 zeigt die Doppel-Poly-Gruppe im Vergleich zur Einzel-Poly-Basislinie:

• Voc bleibt stabil (dank der hochkristallinen inneren Schicht plus niedrigem inaktivem Phosphor).

• FF wird nicht geopfert (Silberdiffusion wird durch die äußere Schicht gestoppt, der Kontaktwiderstand explodiert nicht).

• Die Bifazialität steigt von konventionellen TOPCon ~80% auf 88,3%, und dies ist für die BOS-Kosten relevanter als die 0,3% auf dem Effizienzblatt.

Produktanwendung

Lassen Sie den Reflex "Nature-Paper, muss teuer sein" fallen. Für jeden, der tatsächlich eine n-TOPCon-Linie betreibt, gibt es drei Dinge, die Sie im Grunde direkt übernehmen können:

• Hören Sie auf, am alten 80-100 Ohm/sq-Menü für den Bor-Emittenten festzuhalten. Erhöhen Sie ihn, berechnen Sie die Gridlines neu, stimmen Sie das LECO-Fenster ab, und 0,2-0,3% abs auf der Vorderseite sind tatsächlich erreichbar.

• Wechseln Sie das rückseitige Poly von Einzelschicht auf Doppelschicht. Die äußere Schicht ist nicht unbedingt teuer, es ist nur eine weitere CVD-Schicht, aber Silberdiffusion als versteckter Ausfallmodus ist über die 25-jährige Lebensdauer eines bifazialen Moduls echtes Geld.

• Tauschen Sie lokale Poly-Ausdünnung gegen Bifazialität. Das ist ein besserer Deal, als nur Glas und Verkapselung zu optimieren. 88% Bifazialität mit einem Tracker, und die kWh-Kostenrechnung am Kraftwerksende spricht für sich.

Natürlich gibt es Fallstricke: das thermische Budget der Doppelschicht-Poly, der Durchsatz und die Gleichmäßigkeit der Laser-Lokalausdünnung und wie groß der Nachrüstaufwand im Vergleich zu einem bestehenden Inline-Setup ist. Das Paper wird diese nicht ausführen, aber Jinko hat es gewagt, eine zertifizierte Effizienz zu veröffentlichen, was zumindest sagt, dass die M10-Pilotlinie bereits reibungslos läuft.

Offene Frage: Sollte man innerhalb des aktuellen TOPCon-Thermalbudgets von 1300+ Hochtemperatur-Bordiffusion plus LECO eine weitere laserinduzierte selektive Modifikationsschicht darauf stapeln (wie den UV-ps-Weg in Wang Qs 26,35%-Paper)? Oder hat das rückseitige Doppelpoly bereits das Passivierungs-Kontakt-Bifazialitäts-Dreieck bis an seine Grenzen ausgereizt, sodass der nächste Schritt der Wechsel zu einer BC-Struktur sein sollte, anstatt weiter an TOPCon zu feilen?

Ooitech's Sicht

Was hier stillschweigend interessant ist: Beide Hebel – der hochohmige Bor-Emittent und das rückseitige Doppelpoly – wirken fast ausschließlich auf Zellebene, doch der Nutzen zeigt sich auf Modulebene durch die 88,3% Bifazialität. Auf einer Modullinie verändert eine höhere Bifazialität die Überlegungen zum Layup, zur Rückseitenfolie oder Glaswahl und zur Stringer-Spannung für dünnere, sprödere Zellen, sodass das Prozessfenster auf der Modulseite mitziehen muss. Als schlüsselfertige Modullinienbauer, die über Formate von M10 bis hin zu Shingled und TOPCon arbeiten, beobachten wir diese zellseitigen Veränderungen genau, denn sie geben das Tempo vor, das die nachgelagerte Linie bewältigen muss. Wenn Sie sehen möchten, wie eine moderne Modulproduktionslinie tatsächlich läuft, lohnt sich der Ooitech YouTube-Kanal unter www.youtube.com/ooitech ein Abo.