THBC-Solarzellentechnologie: Wie hybrid passivierte Rückseite

Kurze Antwort: THBC ist eine hybrid passivierte Rückkontaktzelle, die verschiedenen Bereichen der Rückseite unterschiedliche Kontakttypen zuweist, anstatt eine einzige Architektur überall anzuwenden. Das ist der Trend, den sie repräsentiert: Die Rückseite einer hocheffizienten Zelle ist nicht mehr einheitlich, und jeder Bereich erhält den Kontakt, der seiner Aufgabe entspricht – ein TOPCon-passivierender Kontakt, wo geringe Rekombination am wichtigsten ist, ein Heterojunction-Kontakt, wo Ladungsträgerselektivität am wichtigsten ist. Die verwendeten Waferformate sind 182 mm und 210 mm, und Ankündigungen zur Industriekapazität rund um diese Familie erreichten in Planungsrunden Zahlen wie 316,6 GW und 240 GW, mit Zelleffizienz-Ambitionen im Bereich von 25 % bis 30 %. Für die Modulfertigung ist die praktische Einschränkung das Rückseitenmuster: Mehr Kontakte auf der Rückseite bedeuten engere Toleranzen an den Stringer- und Bussing-Stationen und machen die Inspektion der Rückseite wichtiger als das Erscheinungsbild der Vorderseite.

PV-Modulfertigung · von Jerry, Ooitech

Einführung

THBC ist ein Ausdruck eines breiteren Trends: verschiedene Kontakttypen verschiedenen hinteren Regionen zuzuweisen. Die vollständige Routensequenz ist in der BC-Zelltechnologie-Roadmap: von der Struktur zum Prozess.

Die Kernaussage ist einfach, aber wirkungsvoll: THBC ist nicht nur eine weitere inkrementelle Prozessoptimierung. Es ist eine systematische Rekonstruktion, die TOPCon passivierten Kontakt, die hocheffiziente Passivierung von HJT und das drahtlose Elektrodenlayout von IBC in einer Architektur vereint, die um die Rückseite der Zelle herum aufgebaut ist.

Die Photovoltaikindustrie ist nach einer Phase intensiver Kapazitätserweiterung 2026 offiziell in einen neuen Transformationszyklus eingetreten. Der Wettbewerbsschwerpunkt verlagert sich von Größe und niedrigen Preisen hin zu Effizienz, Qualität und Renditen über den gesamten Lebenszyklus.

Da sich die theoretische Grenze von monokristallinen Siliziumzellen (ca. 29,4%) nähert, stoßen konventionelle TOPCon- und HJT-Technologien an der Massenproduktions-Effizienzgrenze von etwa 27% auf immer strengere physikalische und wirtschaftliche Beschränkungen.

Vor diesem Hintergrund durchbricht eine neue Zellarchitektur, die mehrere Spitzentechnologien vereint, die stagnierende Entwicklung bei der Silizium-Effizienzsteigerung. Im April 2026 gab ein Forschungsinstitut bekannt, dass seine selbstentwickelte THBC-Zelle (Hybrid Passivated Back Contact), zertifiziert durch das deutsche ISFH, eine Spitzenumwandlungseffizienz von 28,00% erreicht hat. Dies war das erste Mal, dass die Industrie die 28,0%-Schwelle auf einem großflächigen 210R-Rechteckwafer (210mm x 182mm) überschritt.

Branchenwendepunkt und der Aufstieg von THBC

Von Größe zu Lebenszykluswert

Nach einem Rekord von 316,6GW Neuinstallationen im Jahr 2025 hat sich der PV-Markt 2026 auf einen rationaleren Bereich von 220-240GW zurückgezogen. Die Botschaft ist klar: Es geht nicht mehr darum, so viel wie möglich zu installieren, sondern darum, wer auf begrenzter Fläche, mit begrenzten Investitionen und unter komplexen Bedingungen mehr Strom erzeugen kann.

Strommarktbietverfahren sind zur Norm geworden, und Anlagenentwickler geben die alte Logik auf, Aufträge rein nach dem niedrigsten Preis zu vergeben. Sie streben nun nach höherem Energieertrag und besseren Renditen über den gesamten Lebenszyklus.

In der Zwischenzeit ist die Auslastung konventioneller P-Typ-Zellen und einiger früher TOPCon-Linien aufgrund von Überkapazitäten auf unter 30 % gesunken, während hocheffiziente BC-Rückkontaktzellen im ersten Quartal 2026 eine Auslastung von nahezu 60 % beibehielten und so ihre Marktanteilsgewinne beschleunigten.

Auch die Politik wird strenger. Unter den neuen nationalen Effizienzstandards erreichen nur Module mit einer Umwandlungseffizienz von 24,2 % oder mehr die Effizienzklasse Tier 1. Bei aktuellen Massenproduktionsniveaus erfüllen im Wesentlichen nur hocheffiziente BC-Module diese Anforderung konsequent. Da der Markt Renditen und die Politik Effizienz fordert, ebnete diese doppelte Resonanz den Weg für den Durchbruch von THBC im Jahr 2026.

Was ist THBC: Die doppelten Gene von Ace Technologies

TOPCon: Tunneloxid-passivierter Kontakt

TOPCon steht für Tunnel Oxide Passivated Contact (Tunneloxid-passivierter Kontakt). Der Kern besteht darin, eine ultradünne Siliziumdioxid-Schicht (SiO2) auf der Waferoberfläche zu erzeugen, die normalerweise nur 1-2 Nanometer dick ist, und dann eine Polysiliziumschicht abzuscheiden, um eine ladungsträgerselektive Kontaktstruktur aufzubauen. Dies bringt zwei entscheidende Vorteile: hervorragende Passivierung und eine starke Kompatibilität mit bestehenden PERC-Produktionslinien, weshalb sich TOPCon in den letzten Jahren so schnell verbreitet hat.

IBC: Interdigitated Back Contact (verschachtelter Rückkontakt)

IBC steht für Interdigitated Back Contact (verschachtelter Rückkontakt). Das größte Merkmal ist die Verlagerung aller positiven und negativen Elektroden auf die Rückseite der Zelle. Da die Vorderseite frei von Metallfingern ist, entfallen die Abschattungsverluste durch die Vorderseitenmetallisierung vollständig. IBC erhöht nicht nur die Lichteinfallsfläche, sondern bietet auch eine hervorragende Ästhetik, weshalb Unternehmen wie Teslas SolarCity einst stark auf diese Route setzten.

THBC: Rekonstruktion und Verstärkung

THBC kann als Tunnel Oxide Passivated Contact - Hybrid Back Contact (Tunneloxid-passivierter Kontakt - hybrider Rückkontakt) verstanden werden. Es rekonstruiert die Gene von TOPCon und IBC tiefgreifend: Es verwendet die passivierte Kontaktstruktur von TOPCon als physikalische Grundlage auf der Rückseite und übernimmt gleichzeitig die verschachtelte Elektrodenanordnung von IBC. Aber THBC ist kein einfacher Stapel aus TOPCon + IBC. Es ähnelt eher einer Verschmelzung des passivierten Kontakts von TOPCon, der hocheffizienten Passivierung von HJT und des unverschatteten Elektrodendesigns von BC-Zellen zu einer systematischen Architektur. Diese Passivierungsmechanismen ergänzen sich physikalisch und liefern eine kombinierte elektrische und optische Leistung, die weit über jeder einzelnen Route liegt.

Physik und Mechanismen hinter dem 28%-Durchbruch

Ladungsträgerselektiver Kontakt hebt die Quanteneffizienz

Bei herkömmlichen Zellen erzeugt der direkte Kontakt zwischen Metall und Silizium viele Grenzflächendefekte, die als Rekombinationszentren wirken und Ladungsträger verlieren, bevor sie die Elektrode erreichen. Die extrem dünne Tunneloxidschicht von THBC wirkt als Einbahn-Tunnelkanal. Mithilfe des Quantentunneleffekts lässt sie eine Art von Ladungsträgern zur Elektrode passieren, während sie den Rückfluss der anderen Art blockiert. Dieser hochselektive Kontakt reduziert die Grenzflächenrekombinationsverluste auf ein Minimum und erhöht die Leerlaufspannung (Voc), den Füllfaktor (FF) und die interne Quanteneffizienz (IQE).

Beidseitig passivierter Kontakt minimiert die Rekombinationsstromdichte

Während herkömmliche BC-Zellen die Frontverschattung lösen, weisen die rückseitigen p+- und n+-dotierten Bereiche immer noch hohe Rekombinationsraten an den Kontaktstellen zu den Metallelektroden auf. Die wichtigste Verbesserung von THBC besteht darin, sowohl an den rückseitigen p+- als auch an den n+-Bereichen Polysilizium/Oxid-passivierte Kontaktstrukturen anzuwenden, wodurch die Rückseite eine doppelte Passivierungsschutzschicht erhält. Dies senkt die Rekombinationsstromdichte (J0) der Rückelektrodenbereiche um eine ganze Größenordnung, sodass sich Voc dem physikalischen Limit nähern kann, ohne den Füllfaktor zu opfern.

IBC-Struktur bietet verschattungsfreien optischen Gewinn und Lichtfallen-Optimierung

THBC erbt den größten Vorteil von IBC: eine vollständig drahtfreie Vorderseite, die eine 100%ige Lichteinfallsfläche erreicht und die absorbierten Photonen maximiert. Da die Vorderseite keine Metallkontakte und Lötspannungen mehr aufnehmen muss, haben die Entwickler viel mehr Freiheit für die optische Optimierung, wie z.B. besser indexangepasste Antireflexbeschichtungen, fein kontrollierte texturierte Oberflächen und selektive Emitter. Diese Ansätze, die bei herkömmlichen Vorderelektrodenzellen schwer zu ko-optimieren sind, werden in der THBC-Architektur vollständig umgesetzt und treiben den Kurzschlussstrom (Jsc) nahe an sein Limit.

Dimensionsübergreifender Vergleich von Effizienz, Leistung und Marktprämie

Wo THBC im PV-Technologiespektrum steht

In realen Anlagendaten haben BC-Module bereits starke Lebenszyklus-Erzeugungsgewinne gezeigt. Am Beispiel des Hi-MO 9 Moduls mit HPBC 2.0 Zellen: Sein ausgezeichneter Temperaturkoeffizient von -0,26 %/°C hält die durchschnittliche tägliche Betriebstemperatur mehr als 0,64 °C niedriger als bei herkömmlichen TOPCon-Modulen. Unter vollständig unverschatteten Bedingungen ist sein kumulativer Erzeugungsgewinn pro Watt um 1,81 % höher als bei TOPCon und erreicht an typischen sonnigen Tagen 4,36 %. Noch bedeutsamer: In simulierten Teilverschattungstests erzielte die einzigartige Schwachleitungs-Elektronikdesign der BC-Technologie einen kumulativen Erzeugungsgewinn pro Watt von bis zu 46,82 % mehr als TOPCon. Dies ist in staubigen, verschattungsanfälligen Umgebungen wie Wüsten und afrikanischen Bergbauregionen von großer Bedeutung, wo Verschattungsschutz mehr Ertrag, niedrigere O&M-Kosten und einen stabileren langfristigen IRR bedeutet. Im Jahr 2026 begannen mehrere Großprojekte, darunter ein 450-MW-Projekt in Ungarn, ein 1,5-GW-Projekt in den VAE und ein 500-MW-Wüstenkontroll-Integriertes PV-Projekt in der Inneren Mongolei, vollständig BC/HPBC 2.0-Module einzusetzen – ein Zeichen dafür, dass der Markt den realen kommerziellen Wert der BC-Technologie in komplexen extremen Umgebungen nun anerkennt.

Die silberfreie Welle und ein Durchbruch in der Materialökonomie

2026 als Jahr der silberfreien Photovoltaik

2026 wird weithin als das Jahr der silberfreien Photovoltaik bezeichnet. Da China ab dem 1. Januar 2026 die Silberexportkontrollen verschärfte, führte die Angebotslücke bei Silber, einem strategischen Grundmaterial für PV und Elektrofahrzeuge, zu einem hohen Preisplateau, wobei sich das Marktzentrum auf etwa 20.000 RMB/kg einpendelte. Dies setzt herkömmliche TOPCon-Zellen unter starken Metallisierungskostendruck, wo die Silberpastenkosten 0,20–0,26 RMB/W erreichen können. Für eine Branche, die bereits im Wettbewerb mit dünnen Margen steht, ist dies kein geringes Problem, sondern eine Frage des Überlebens, was die Entsilberungstechnologie zu einer Überlebensnotwendigkeit macht.

Progressive Silberreduktion

Techniken wie Feindruck und 0BB (busbar-frei) nähern sich der breiten Einführung. Sie können den Silberverbrauch auf 6-9 mg pro Watt senken, stoßen jedoch an physikalische Grenzen und können hohe Silberpreise nur schwer vollständig ausgleichen.

Silberbeschichtete Kupferpaste

Silberbeschichtete Kupferpaste ist die gängige Übergangslösung zur Silberreduzierung für HJT- und einige TOPCon-Linien. Sie reduziert den Silberverbrauch, erfordert jedoch sehr hohe Druckkonsistenz, Hochtemperatur-Sinterfenster und Prozesskontrolle, was die Kosten für Versuch und Irrtum erhöht.

Kupfergalvanisierung: der ultimative silberfreie Weg

Die Kupfergalvanisierung lagert durch elektrochemische Abscheidung gemusterte reine Kupfer-Gitterlinien auf der Zelloberfläche ab und reduziert so grundlegend die Abhängigkeit von Silber. Ihre Vorteile sind klar: Die Metallisierungskosten können unter 5 Cent/W fallen; die Einsparungen pro Watt können 0,05-0,08 RMB erreichen; und das Risiko von Silberpreisschwankungen wird vollständig eliminiert. Kupferleitungen bieten auch höhere Leitfähigkeit und geringeren Serienwiderstand, was den Elektrodenwiderstand reduziert, ohne die Effizienz zu beeinträchtigen. THBC ist zufällig einer der idealsten Träger für die silberfreie Kupfergalvanisierungstechnologie, da seine positiven und negativen Elektroden alle auf der Rückseite liegen und frei von den strengen Einschränkungen der vorderen Lichteinstrahlung und Alterungsspannung sind. Die hochpassivierte rückseitige SiO2/Polysiliziumschicht kann auch als laserfreundliches, schadenfreies Rillenmedium dienen und das Risiko der Kupferdiffusion in das Siliziumsubstrat verringern. Kurz gesagt, THBC ist nicht nur eine Effizienztechnologie, sondern auch ein Durchbruch in der Materialökonomie.

Herausforderungen der Massenproduktion und die TOPCon + THBC Dual-Drive-Strategie

Ausbeute-Herausforderungen durch Prozesskomplexität

THBC kombiniert die mehrstufige Passivierungsabscheidung von TOPCon (Oxidwachstum, Polysiliziumabscheidung, Dotierung, Ausheizen) mit der mikrometerfeinen Rückseitenmusterung von IBC. Auf derselben Rückseite müssen verschachtelte p+ und n+ dotierte Bereiche fein aufgebaut werden, mit zuverlässiger elektrischer Isolierung, um Kurzschlüsse zu verhindern. Mit weitaus mehr Prozessschritten kann jede geringfügige Ausbeuteschwankung zu Gesamtkostendruck verstärkt werden, eine Schwelle, die THBC auf seinem Weg vom Technologieführer zum Branchenführer überwinden muss.

Dünnwafer-Kompatibilität und Anlagen-Upgrades

Spezielle IBC-Ausrüstung erfordert hohe Investitionen, was kleinere Hersteller oft abschreckt, und der Aufbau einer neuen THBC-Linie kann 250-300 Millionen RMB pro GW an Investitionsausgaben erfordern. THBC hat jedoch wichtige Durchbrüche bei der Massenproduktionstauglichkeit dünner Wafer erzielt, die für 110-130 Mikrometer dünne Wafer geeignet ist und die Materialkosten für Wafer erheblich senkt. Wichtig ist, dass sein Design hochkompatibel mit gängigen TOPCon-Linien ist, sodass führende Unternehmen mit fortschrittlicher TOPCon-Kapazität relativ kostengünstig auf THBC aufrüsten können, was die Abschreibung von Anlagen optimiert.

Die TOPCon + THBC Dual-Antriebs-Kapazitätsstrategie

Führende Unternehmen wie Trina Solar haben klar eine TOPCon + THBC Dual-Antriebs-Route vorgeschlagen. TOPCon nutzt weiterhin seine bifaziale Stromerzeugung und sein Preis-Leistungs-Verhältnis, um gängige Szenarien wie zentrale große Bodenkraftwerke zu bedienen, während THBC Pilotlinien und skalierte Kapazitäten als differenziertes Premium-Flaggschiff beschleunigt, das auf flächensensible, ertragsstarke einseitige Szenarien wie Premium-Gewerbedächer, private Photovoltaik und Solarfahrzeuge abzielt. Trina Solar beschleunigt nun die Industrialisierung auf Basis seiner abgeschlossenen THBC-Pilotlinie, wobei sein neues Modul (2382mm x 1134mm) bereits 700W übersteigt, was ein klares Industrialisierungspotenzial über Laborrekorde hinaus zeigt.

Fazit: THBC definiert den Wertmaßstab von kristallinen Siliziumzellen neu

Der letzte Sprint der Einzelübergangs-Effizienz

Der Aufstieg von THBC markiert den letzten Sprint der Effizienzsteigerungen für Einzelübergangs-Kristallsiliziumzellen. Es ist kein Konzept aus dem Nichts, sondern eine Neuorganisation mehrerer Top-Technologierouten auf der physikalischen Rückseite: TOPCon's Tunneloxid-Passivierungskontakt, HJT's hocheffiziente Passivierung und IBC's drahtloses Elektrodendesign. In einer Architektur integriert, bilden diese Stärken eine nächste Generation von Zelllösungen mit hoher Effizienz, großer Lichteinfallsfläche, geringem Rekombinationsverlust und starker Umweltanpassungsfähigkeit.

Unter dem doppelten Druck der silberfreien Welle 2026 und des nationalen Effizienzstandards der Stufe 1 bewegt sich THBC mit seiner Spitzeneffizienz von 28,00 %, hervorragender Kompatibilität mit dünnen Wafern, herausragenden Ertragssteigerungen in komplexen Umgebungen und potenziellen Kostenvorteilen ohne Silber von den Grenzlaboren an die Front der Massenproduktion. Mit der Reifung der Produktionsprozesse und der weiteren Umsetzung der Doppelstrategie TOPCon + THBC gestaltet diese neue hybride passivierte Rückkontaktarchitektur den Wertmaßstab der PV-Lieferkette neu. Die nächste Wettbewerbsrunde könnte nicht mehr nur darum gehen, wer billiger ist, sondern darum, wer auf derselben Fläche mehr Strom erzeugen kann, wer in komplexen Umgebungen höhere Renditen erzielen kann und wer den Kernwert der nächsten Generation von PV-Technologie definieren wird.

Ooitechs Ansicht: Ooitech glaubt, dass THBC durch die Rekonstruktion von TOPCon, HJT und IBC auf der Rückseite der Zelle die 28-%-Effizienzbarriere durchbricht und den Weg in die nächste Ära der hochwertigen, silberfreien kristallinen Silizium-Photovoltaik weist.