Tinh chỉnh điện hai mặt đẩy M10 công nghiệp

Câu trả lời nhanh: Tinh chỉnh điện hai mặt là một trong những hướng đang được sử dụng để đưa pin M10 TOPCon công nghiệp vượt qua ngưỡng hiệu suất. Giới hạn Auger — tổn thất tái hợp vốn có ở các vùng silicon pha tạp nặng — là ràng buộc mà tối ưu hóa một mặt gặp phải, vì vậy phương pháp này tinh chỉnh hành vi điện của cả bộ phát trước và tiếp xúc sau thay vì từng mặt một. Điều đó có nghĩa là phải phối hợp điện trở tấm của bộ phát, tiếp xúc thụ động hóa và kim loại hóa sao cho hai mặt không triệt tiêu lẫn nhau. Mức tăng đạt được rất nhỏ ở mỗi bước, vào khoảng nửa phần trăm, đó là lý do công việc được thực hiện như một sự tinh chỉnh phối hợp thay vì một thay đổi quy trình đơn lẻ. Trên dây chuyền sản xuất, điều này đồng nghĩa với việc kiểm soát công thức và kỷ luật đo lường thay vì thiết bị mới.

Sản xuất mô-đun PV · bởi Jerry, Ooitech

Giới thiệu sản phẩm

"Có thể TOPCon thực sự vắt thêm được 0,5% nữa không? Giới hạn Auger gần như đã lộ rõ trước mắt chúng ta rồi."

Câu nói ở phòng nghỉ đó gần như tóm gọn nỗi lo chung của tất cả những ai vận hành dây chuyền n-TOPCon trong hai năm qua. Pin M10 kích thước đầy đủ, hiệu suất sản xuất hàng loạt kẹt đâu đó giữa 25,5% và 26%, và mỗi 0,1% tăng thêm đều là cuộc vật lộn với tái hợp, tiếp xúc và bạc dán. Rồi Jinko, cùng với Viện Vật liệu Ninh Ba, tung ra bài báo Nature Energy này và đẩy hiệu suất TOPCon M10 công nghiệp được chứng nhận thẳng lên 26,66%, đồng thời tiện thể kéo hệ số hai mặt lên 88,3%. Tóm một câu: sửa cả hai mặt điện cùng lúc, thay vì chỉ theo đuổi thụ động hóa hoặc chỉ theo đuổi lưới điện cực.

Yang, Z. và cộng sự. Tinh chỉnh điện hai mặt cho phép pin mặt trời silicon tiếp xúc thụ động oxit đường hầm công nghiệp hiệu suất cao. Nat. Energy 11, 699-709 (2026). doi:10.1038/s41560-026-01982-2

26,66%, Bước Tiến Mới Này Đến Từ Đâu

"Tin hiệu suất" TOPCon trong năm qua thật sự đã hơi mệt mỏi khi nhìn. 26,1%, 26,35%, chủ yếu là biến tính chọn lọc bằng laser hoặc chỉnh sửa nhỏ bộ phát boron. Lần này dây chuyền của Jinko cắt cả hai mặt cùng lúc:

• Mặt trước: bộ phát boron điện trở tấm cao cộng với tối ưu hóa mẫu lưới điện cực, giảm tái hợp và tổn thất vận chuyển.

• Mặt sau: cấu trúc poly-Si/SiOx hai lớp, chặn khuếch tán bạc, lớp trong có độ kết tinh cao, ít phospho không hoạt động trong đế, và làm mỏng cục bộ.

• Nền tảng chứng nhận: pin M10 công nghiệp kích thước đầy đủ, không phải mẫu thử quy mô phòng thí nghiệm.

Hệ số hai mặt 88,3% đó thực ra còn bắt mắt hơn cả hiệu suất tuyệt đối trong thế giới n-TOPCon, và tôi sẽ giải thích lý do sau.

Mặt Trước: Bộ Phát Boron Điện Trở Tấm Cao, Dám Đẩy Nó Lên

Mâu thuẫn cũ của mặt trước i-TOPCon: khuếch tán boron quá mạnh thì tái hợp Auger cộng nồng độ bùng nổ; quá nhẹ thì điện trở ngang của bộ phát lớn, dòng dưới các ngón tay mảnh không thu được, và bạn lại phải ép tiếp xúc bằng LECO.

Điều bài báo này làm (xem loạt Hình 2):

• Chủ động đẩy điện trở tấm của bộ phát boron lên, một khi chất lượng thụ động hóa đã đạt và đáp ứng xanh được giữ.

• Chạy lại mẫu thanh cái/ngón tay để tổn thất vận chuyển ngang được bù lại ở bước lưới điện cực.

• Về phía kim loại hóa, dùng phương pháp kiểu gia nhiệt nano Joule (nền tảng cùng nhóm của họ trong Zhou và cộng sự, Small 2025 có trong tài liệu tham khảo) để giảm điện trở tiếp xúc Ag-Si.

So sánh IQE/PL trong Hình 2 cho thấy điều đó: mật độ dòng tái hợp mặt trước j0 của nhóm bộ phát điện trở cao giảm rõ rệt, và hệ số lấp đầy không sụp đổ, nghĩa là lưới điện cực cộng tối ưu tiếp xúc cục bộ thực sự đã vá lại phía vận chuyển.

Phản ứng ruột gan từ một kỹ sư dây chuyền: cái bẫy lớn nhất với bộ phát boron điện trở cao không phải là hiệu suất điện, mà là cửa sổ in và nung xuyên và khả năng tương thích với quy trình LECO. Đây là một nhóm xuất phát từ chính dây chuyền của Jinko (các tác giả như Mao Jie và Wang Zhao đến từ Haining Jinko), nghĩa là tổ hợp khuếch tán boron cộng lưới điện cực này rất có thể đã chạy DOE trên dây chuyền M10, không phải công thức thuần phòng thí nghiệm.

Mặt Sau: Poly-Si Kép Mới Là Phần Gánh Vác Thực Sự

Phần mặt sau là phần hướng đến kỹ sư nhất trong toàn bộ bài báo (Hình 3 và 4).

Ai cũng biết những cái bẫy mà cấu trúc n+-poly / SiOx truyền thống đã vấp phải:

• Trong quá trình nung xuyên bạc dán, Ag khoan xuống phía đế dọc theo biên hạt, tạo trạng thái giao diện, và suy giảm do ánh sáng cộng với suy giảm trong tối cùng bùng nổ.

• Lớp poly quá dày thì hấp thụ ký sinh mặt sau ăn mất hệ số hai mặt; quá mỏng thì thụ động hóa cộng tiếp xúc không thể ổn định.

Giải pháp ở đây là poly-Si oxit đường hầm hai lớp mặt sau (TEM trong Hình 3 cho thấy rõ sự khác biệt về độ kết tinh và phân bố pha tạp giữa hai lớp):

• Lớp ngoài nghiêng về "phòng thủ": chặn khuếch tán bạc, giữ cho thụ động hóa giao diện không bị kim loại hóa phá hỏng.

• Lớp trong nghiêng về "tấn công": độ kết tinh cao cộng nồng độ P không hoạt động bị triệt tiêu ở phía đế, nên chất lượng thụ động hóa tăng lên (dữ liệu iVoc và j0 trong Hình 4 xác nhận điều này).

• Lớp poly được làm mỏng cục bộ (có thể là vùng LCO hoặc cửa sổ mở bằng laser): truyền qua mặt sau tăng, hệ số hai mặt đạt 88,3%.

Trong các đường cong so sánh của Hình 4, nhóm poly kép so với đường cơ sở poly đơn:

• Voc giữ nguyên (nhờ lớp trong độ kết tinh cao cộng phospho không hoạt động thấp).

• FF không bị hy sinh (khuếch tán bạc bị lớp ngoài chặn, điện trở tiếp xúc không bùng nổ).

• Hệ số hai mặt tăng từ ~80% thông thường của TOPCon lên 88,3%, và điều này quan trọng hơn đối với chi phí BOS so với 0,3% trên bảng hiệu suất.

Ứng dụng sản phẩm

Bỏ phản xạ "bài báo Nature, chắc chắn đắt" đi. Với bất kỳ ai thực sự vận hành dây chuyền n-TOPCon, có ba điều ở đây bạn gần như có thể sao chép thẳng:

• Đừng bám lấy thực đơn 80-100 ohm/sq cũ cho bộ phát boron. Đẩy nó cao hơn, tính lại lưới điện cực, chỉnh lại cửa sổ LECO, và 0,2-0,3% abs ở mặt trước thực sự có thể đạt được.

• Chuyển poly mặt sau từ một lớp sang hai lớp. Lớp ngoài không nhất thiết đắt, chỉ là thêm một lớp CVD, nhưng khuếch tán bạc như một chế độ hỏng ẩn là tiền thật trong vòng đời 25 năm của module hai mặt.

• Đánh đổi việc làm mỏng lớp poly cục bộ để lấy tính lưỡng diện. Đó là một thỏa thuận tốt hơn so với chỉ tối ưu hóa kính và chất đóng gói. 88% lưỡng diện với hệ thống theo dõi, và phép tính chi phí kWh ở phía nhà máy tự nó đã nói lên tất cả.

Tất nhiên có những cái bẫy: ngân sách nhiệt của poly hai lớp, thông lượng và độ đồng đều của làm mỏng cục bộ bằng laser, và mức độ cải tạo so với thiết lập nội tuyến hiện có lớn đến đâu. Bài báo sẽ không nói rõ những điều này, nhưng Jinko dám treo một hiệu suất được chứng nhận ra đó, điều đó cho thấy ít nhất dây chuyền thí điểm M10 đã chạy trơn tru.

Câu hỏi mở: trong ngân sách nhiệt TOPCon hiện tại với khuếch tán boron nhiệt độ cao 1300+ cộng với LECO, bạn có nên xếp thêm một lớp biến đổi chọn lọc bằng laser lên trên (như hướng UV-ps trong bài báo 26,35% của Wang Q) không? Hay lớp double poly mặt sau đã ăn hết tam giác đánh đổi passivation-contact-bifaciality đến giới hạn của nó, nghĩa là bước tiến tiếp theo nên là chuyển sang cấu trúc BC thay vì tiếp tục vắt kiệt TOPCon?

Quan điểm của Ooitech

Điều thú vị một cách âm thầm ở đây là cả hai đòn bẩy này, bộ phát xạ boron có điện trở tấm cao và lớp poly kép mặt sau, gần như hoàn toàn nằm ở phía pin, nhưng lợi ích lại thể hiện ở cấp độ module thông qua hệ số hai mặt 88,3% đó. Trên một dây chuyền module, hệ số hai mặt cao hơn thay đổi cách bạn nghĩ về việc xếp lớp, backsheet hay lựa chọn kính, và lực căng dây nối cho các pin mỏng hơn, giòn hơn, vì vậy cửa sổ quy trình ở phía module cũng phải dịch chuyển theo. Là những nhà xây dựng dây chuyền module trọn gói hoạt động trên nhiều định dạng từ M10 đến shingled và TOPCon, chúng tôi theo dõi sát những thay đổi ở cấp độ pin này, bởi vì chúng định hình nhịp độ cho những gì dây chuyền hạ nguồn phải xử lý. Nếu bạn muốn xem một dây chuyền sản xuất module hiện đại thực sự vận hành như thế nào, kênh YouTube của Ooitech tại www.youtube.com/ooitech rất đáng để đăng ký.