In tấm thép + ngón tay poly-silicon cục bộ: Bước đi tiếp theo của TOPCon đang diễn ra
Mục lục
Giới thiệu sản phẩm
Tháng trước tôi đến thăm một nhà máy TOPCon. Lão Trương, trưởng quy trình, đang lau tay sau khi thay lưới in mới khỏi máy in, vừa tính toán với tôi.
"Một lưới in dây thép màng PI có giá 4.000 đến 8.000 nhân dân tệ, và trên toàn ngành, tuổi thọ thường khoảng 400.000 tấm wafer. Lưới tốt đạt 450.000, lưới kém rò bạc nhũ ở 300.000. Tính ra mỗi tấm wafer chỉ vài xu. Cậu nghĩ tôi quan tâm chi phí lưới à?"
Ông dựa vào tủ dụng cụ cạnh máy in và hạ giọng: "Bạc nhũ mới là câu chuyện thật sự."
Đầu năm 2023, bạc dao động quanh 6.000 nhân dân tệ mỗi kg, và bạc nhũ chỉ chiếm 3.4% chi phí module. Đến tháng 1 năm nay, bạc nhũ đã tăng lên 29% tổng chi phí module. Bạc nhũ chính thức vượt qua polysilicon để trở thành yếu tố chi phí số một trong module quang điện.
Ngày 23 tháng 6, giá bạc giao ngay là 15.233 nhân dân tệ/kg, và bạc nhũ lưới mịn mặt trước được báo giá 15.779 nhân dân tệ/kg.
"29 phần trăm!" Ông vỗ mạnh vào cửa tủ. "Chúng tôi vắt óc giảm chi phí và nâng hiệu suất, mà vẫn chưa bằng một ngày biến động giá bạc."
Ông rút điện thoại và cho tôi xem biểu đồ nội bộ: giá bạc nhũ mặt trước trong ba năm qua, gần như một đường tăng thẳng 45 độ.
"Anh đã xem bài báo về in tấm thép chưa?" Tôi hỏi.
"Đọc rồi. Bài trên Joule của Viện Vật liệu Ninh Ba. Cả nhóm chat dây chuyền sản xuất đã chia sẻ. Nhưng ban quản lý vẫn đang do dự, vì cuối cùng, thứ này có thực sự tiết kiệm tiền không?""
Khi anh nói điều đó, một máy in lưới gần đó đang đẩy ra mẻ tiếp theo, chổi cao su lướt qua lớp bạc trên lưới với nhịp độ đều đặn, tiếng rít chân không giữ nhịp.
Nó in ổn định. Ổn định, đáng tin cậy, năng suất cao, công nhân biết rõ từng chi tiết.
Nhưng ai cũng biết "ổn định" chưa bao giờ là lợi thế cạnh tranh trong ngành này.
Bài viết này trả lời một câu hỏi: liệu in tấm thép kết hợp với poly-silicon nội địa có thể giúp TOPCon giành lại một phần lợi thế chi phí vào năm 2026, khi giá bạc cao như hiện nay?
Vào tháng 1 năm 2026, Joule công bố nghiên cứu của nhóm Ye Jichun tại Viện Vật liệu Ninh Ba, Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc. Trên wafer M10 công nghiệp, họ sử dụng in tấm thép để thay thế in lưới thông thường cho lưới phía trước, và poly-silicon cục bộ để thay thế poly toàn diện cho tiếp xúc phía sau. Hiệu suất được chứng nhận bởi ISFH: 26.09%.
Con số đó không phải là kỷ lục ngành. JinkoSolar công bố 26.4% vào tháng 6 năm 2026, và Trina có chứng nhận 26.58% trước đó. Nhưng giá trị ở đây không phải là con số hiệu suất, mà là bài báo này giải quyết ba điểm đau của TOPCon cùng lúc: hiệu suất, giảm bạc và song phương. Và cả hai công nghệ đều tương thích với dây chuyền hiện có, không phải phá bỏ và xây lại.
Hãy cùng phân tích.
Thông số kỹ thuật
Hình thái đường lưới: In lưới so với In tấm thép
| Chỉ số | In lưới | In tấm thép |
|---|---|---|
| Chiều rộng đường | 17,0-19,4 μm | 14,1-15,5 μm |
| Chiều cao đường | 8,7 μm | 8,9 μm |
| Tỷ lệ khung hình | 45.1% | 58.9% |
| Hình dạng cạnh | Dốc | Gần như thẳng đứng |
| Khoảng cách ngón | 1066 μm | 944 μm |
| Điện trở tiếp xúc | cao hơn | 2,4 mΩ·cm² (thấp hơn ~15%) |
Poly-silicon cục bộ so với Poly toàn diện (độ phủ 30%)
| Chỉ số | Poly toàn diện | Poly-Silicon cục bộ |
|---|---|---|
| Jsc | 41,90 mA/cm² | 42,09 mA/cm² |
| J0 (mật độ dòng bão hòa) | 8,76 fA/cm² | 6,40 fA/cm² (-27%) |
| Hai mặt | 84.26% | ~90% |
| Voc | 724,9 mV | 729,9 mV |
| Hiệu suất | ~25.8% | 26.09% |
| Giảm LCOE | cơ sở | -1.7% |
Ưu điểm kỹ thuật
Một: In tấm thép không chỉ là thay lưới in
Lưới phía trước TOPCon thông thường sử dụng in lưới, trong đó lưới dệt cạo hồ bạc lên wafer. Lưới dệt đó có các nút thắt nơi sợi dọc và sợi ngang giao nhau, và hồ bạc truyền qua các khe hở giữa chúng. Những nút thắt đó quyết định hình dạng lưới: rộng, ngắn, cạnh dốc.
In tấm thép sử dụng khuôn kim loại mở hoàn toàn, cùng loại công nghệ mà Tongwei gọi là "in tấm thép mở hoàn toàn." Không có lưới dệt. Hồ bạc được đùn thẳng qua các khe được mở bằng laser hoặc điện tạo hình. Hình dạng lưới thay đổi ngay lập tức:
In lưới: rộng 17,0-19,4 μm, cao 8,7 μm, tỷ lệ khung hình 45.1%, cạnh dốc.
In tấm thép: rộng 14,1-15,5 μm, cao 8,9 μm, tỷ lệ khung hình 58.9%, cạnh gần như thẳng đứng.
Hẹp hơn 3-4 μm, cao hơn 0,2 μm, tỷ lệ khung hình từ 45% lên 59%.
Ba thay đổi, ba điều cần giải quyết:
Thứ nhất, ít che khuất hơn. Ngón tay hẹp hơn, nhiều diện tích mở cho ánh sáng. Điều đó tăng hiệu suất tuyệt đối 0,1% đến từ 3-4 micron này.
Thứ hai, ít bạc hơn. Lấy một tế bào 210R . Dữ liệu thực địa tháng 6/2026 cho thấy các nhà sản xuất TOPCon chủ đạo đã ở mức 78,5-85,5 mg/wafer, trung bình ngành khoảng 83 mg/wafer. Với lưới tấm thép, ứng dụng chính hiện nay là trên thanh cái/ngón tay phía sau, cắt giảm 3-5 mg mỗi wafer.
3-5 mg nghe có vẻ nhỏ, nhưng nhân với sản lượng dây chuyền thì con số sẽ tăng lên đáng kể. Với giá paste hiện tại khoảng 15.779 nhân dân tệ/kg, tiết kiệm 3-5 mg mỗi wafer tương đương khoảng 0,047-0,079 nhân dân tệ/wafer. Một dây chuyền sản xuất 500.000 wafer mỗi ngày tiết kiệm được 23.500-39.500 nhân dân tệ mỗi ngày, tương đương 7 đến 12 triệu nhân dân tệ mỗi năm (trên 300 ngày).
Và đó mới chỉ là phần tiết kiệm từ ngón in phía sau. Khi quy trình trưởng thành hơn, in bằng tấm thép đang tiến tới áp dụng cho thanh cái phía trước và lưới mịn, mở ra thêm nhiều cơ hội tiết kiệm bạc.
Thứ ba, nó giúp quy trình emitter có điện trở tấm cao hoạt động hiệu quả. Các ngón in bằng tấm thép có thể được bố trí dày đặc hơn. Trong bài báo, khoảng cách giảm từ 1066 μm xuống còn 944 μm. Ngón in dày hơn đồng nghĩa với quãng đường di chuyển ngang của hạt tải ngắn hơn, do đó khả năng chịu đựng điện trở tấm của emitter tăng lên. Mô phỏng trong bài báo cho thấy khi điện trở tấm của emitter tăng từ 300 lên 600 Ω/sq, lợi thế của tấm thép mở rộng từ 0,09% lên 0.12%.
Đây là một ví dụ kinh điển về việc cấu trúc thay đổi cửa sổ quy trình: in bằng tấm thép không chỉ đơn thuần là thay máy in, mà còn mở ra không gian thiết kế emitter mới.
Về chi phí và tuổi thọ của chính tấm stencil thép, đây là con số mà dây chuyền quan tâm nhất:
Lưới thép màng PI thông thường: 4.000-8.000 nhân dân tệ mỗi cái, tuổi thọ khoảng 400.000 tấm wafer.
Tấm stencil thép (giai đoạn triển khai hiện tại): đơn giá rẻ hơn hơn 50% so với màng PI (khoảng 2.000-4.000 nhân dân tệ), nhưng tuổi thọ chỉ khoảng 200.000 wafer hiện tại. Tấm tốt đạt 200.000, tấm kém phải thay ở 150.000.
Khấu hao lưới in: màng PI khoảng 0,01-0,02 nhân dân tệ/wafer, tấm thép khoảng 0,01-0,02 nhân dân tệ/wafer. Chúng hòa vốn. Lợi thế của tấm thép không nằm ở lưới in, mà nằm ở tiết kiệm bạc: 3-5 mg mỗi wafer ở ngón in phía sau, khoảng 0,047-0,079 nhân dân tệ/wafer, lớn hơn nhiều so với chênh lệch khấu hao.
Nhưng tuổi thọ của tấm thép chỉ bằng một nửa màng PI, nghĩa là tần suất thay đổi gấp đôi, thời gian ngừng máy gấp đôi, nhân công gấp đôi. Việc tiết kiệm bạc có bù đắp được chi phí ẩn của việc thay đổi thường xuyên hơn hay không phụ thuộc vào mức độ đầy tải của dây chuyền. Đối với các nhà sản xuất hàng đầu chạy hết công suất, phép tính này hợp lý. Đối với các dây chuyền sử dụng dưới công suất, tấm thép có thể không mang lại hiệu quả. Đó chính là lý do Tongwei và Jietai, với khả năng hấp thụ tế bào nội bộ mạnh mẽ, dám tiên phong. Quy mô làm giảm nhược điểm tuổi thọ ngắn.
Hai: Tiếp xúc Bạc-Silic, 0,4% Hệ số Lấp Đầy Bổ Sung Từ In Tấm Thép
Ngón in hẹp hơn giải thích cho việc che chắn ít hơn và ít bạc hơn. Nhưng in tấm thép mang lại thêm một lợi ích nữa: điện trở tiếp xúc giảm khoảng 15%. Được đo trong bài báo: 2,4 mΩ·cm², thấp hơn nhiều so với in lưới, trực tiếp mang lại mức tăng 0,4% hệ số lấp đầy (FF).
Tại sao thay lưới in lại cải thiện tiếp xúc?
Bài báo đã tiến hành phân tích hình thái học đầy đủ. Sau khi ăn mòn lưới bạc bằng axit nitric và axit hydrofluoric, họ quan sát các hạt bạc còn lại trên bề mặt silic. Mẫu tấm thép có mật độ hạt cao hơn rõ rệt, kích thước 20-40 nm, phân bố đều hơn. TEM cho thấy thêm rằng mẫu tấm thép hình thành mạng lưới hạt nano bạc dày đặc và liên tục hơn trong lớp thủy tinh tại bề mặt tiếp xúc bạc-silic.
Các hạt nano bạc đó là đường dẫn điện. Electron không phải vượt qua lớp thủy tinh có điện trở cao; chúng nhảy trực tiếp giữa các hạt bạc.
Bằng chứng rõ ràng nhất đến từ kính hiển vi quét điện trở lan truyền (SSRM). Kỹ thuật này thực sự "nhìn thấy" sự phân bố điện trở: quét mặt cắt từ silic đến lưới bạc, vùng điện trở cao sáng, vùng điện trở thấp tối. Vùng chuyển tiếp tại bề mặt tiếp xúc của mẫu tấm thép hẹp hơn và tối hơn, vì vậy điện trở tiếp xúc thực sự thấp hơn.
Phương pháp in → phân bố hạt bạc → điện trở tiếp xúc → hệ số lấp đầy. Mỗi bước của chuỗi nhân quả đó đều được hỗ trợ bởi dữ liệu.
LECO (Tối ưu hóa tiếp xúc tăng cường bằng laser) đã là tiêu chuẩn công nghiệp, dự kiến bao phủ khoảng 600 GW công suất TOPCon. Nhưng ngay cả với cùng xử lý LECO, in bằng tấm thép vẫn giảm điện trở tiếp xúc thêm 15% so với in lưới. Điều đó cho thấy in bằng tấm thép có lợi thế chất lượng giao diện tự nhiên mà LECO không thể san bằng.
Ba: Poly-Silicon cục bộ, loại bỏ những gì không nên có (Công nghệ Poly-Finger phía sau)
Poly-silicon toàn diện tích ở mặt sau TOPCon là con dao hai lưỡi.
Lưỡi tốt: chất lượng thụ động cực cao, một trong những cấu trúc tiếp xúc thụ động trưởng thành nhất hiện có.
Lưỡi xấu: poly hấp thụ ánh sáng. Sự hấp thụ ký sinh của nó trong vùng hồng ngoại gần ăn mất ánh sáng lẽ ra phải trở thành dòng điện. Kết quả trực tiếp: dòng ngắn mạch (Jsc) không thể tăng, độ song mặt không thể tăng. Độ song mặt của TOPCon thường ở mức 80%-85%, trong khi dị thể đạt 90%-95%.
Ý tưởng của bài báo thẳng thắn: giữ poly chỉ nơi điện cực cần tiếp xúc, thay phần còn lại bằng AlOx/SiNx.
Con đường là laser kết hợp ăn mòn ướt:
Lắng đọng poly-silicon toàn diện tích (150 nm)
Laser picosecond 532 nm tạo mẫu các vùng cần loại bỏ
Laser biến đổi thủy tinh phosphosilicate cục bộ (PSG)
Dung dịch kiềm KOH ăn mòn chọn lọc poly trong các vùng chiếu xạ
Khoảng 30% diện tích giữ poly làm điểm tiếp xúc
SEM mặt cắt trong bài báo rõ ràng: cạnh poly cho thấy bậc 2,7 μm, một mặt thẳng đứng để lại sau khi poly bị loại bỏ hoàn toàn, không có dấu vết hư hại laser nhìn thấy được. Điều đó có nghĩa là độ chính xác ăn mòn chọn lọc đủ tốt.
Vậy điều gì xảy ra khi độ phủ giảm từ 100% xuống 30%?
Jsc tăng từ 41,90 lên 42,09 mA/cm², tăng 0,19 mA/cm². Ít hấp thụ poly hơn, nhiều ánh sáng chuyển thành dòng điện hơn.
J0 (mật độ dòng bão hòa) giảm từ 8,76 xuống 6,40 fA/cm², giảm 27%. Diện tích tiếp xúc ít hơn thực sự thụ động hóa tốt hơn, vì thụ động hóa AlOx/SiNx tự nó đã đủ tốt, nên việc thay thế các vùng poly làm giảm mật độ trung tâm tái hợp tổng thể.
Hai mặt tăng từ 84,26% lên khoảng 90%. Với lượng poly ở mặt sau giảm 70%, sự tạo ra ở mặt sau tăng vọt. Từ 84% lên 90% nghĩa là ít nhất tăng thêm 5 điểm phần trăm lợi ích tạo ra ở mặt sau trong các cảnh phản chiếu cao như tuyết, cát và nước.
Voc tăng từ 724,9 mV lên 729,9 mV. Ít tái hợp hơn trong các vùng poly, điện áp tăng lên.
Hiệu suất: tham chiếu poly toàn diện khoảng 25,8%, poly cục bộ đạt 26.09%, tăng tuyệt đối khoảng 0,3%.
Kết hợp lại, bài báo đưa ra mức giảm LCOE là 1.7%. Trong PV, khoảng cách LCOE 1,7% là ranh giới giữa thắng đơn hàng, tỷ lệ sử dụng công suất và mức lợi nhuận.
Bốn: Sự đánh đổi cốt lõi, diện tích tiếp xúc so với diện tích thụ động hóa trên bập bênh
Thiết kế poly cục bộ về cơ bản là một bài toán bập bênh:
Phủ poly nhiều hơn → tiếp xúc tốt hơn, vận chuyển hạt tải mượt mà hơn → nhưng hấp thụ ký sinh nhiều hơn, song phương thấp hơn.
Phủ poly ít hơn → hấp thụ ký sinh ít hơn, song phương cao hơn → nhưng điện trở tiếp xúc cao hơn, cản trở vận chuyển hạt tải.
Bài báo tìm ra điểm cân bằng bằng cách quét có hệ thống: độ phủ từ 20% đến 100%, đo thụ động hóa (J0) và điện trở suất tiếp xúc (ρc), sau đó Quokka 3 mô phỏng hiệu suất ở từng độ phủ.
Hiệu suất đạt đỉnh gần độ phủ 30%. Dưới 30%, mức phạt điện trở tiếp xúc lớn hơn lợi ích hấp thụ ký sinh; trên 30%, mức phạt hấp thụ ký sinh lớn hơn lợi ích điện trở tiếp xúc.
Đường cong mô phỏng có một cao nguyên ổn định, rộng quanh 30%. Độ phủ dao động giữa 25% và 35% sẽ không làm hiệu suất thay đổi mạnh. Cửa sổ quy trình rộng này là tin tốt cho sản xuất hàng loạt.
Ứng dụng sản phẩm
Tóm tắt: Hai bảng bạn có thể mang theo
Quy trình Knob Một: In tấm thép
| Kích thước | Dữ liệu | Ý nghĩa đường kẻ |
|---|---|---|
| Tăng hiệu suất | +0.1% abs (giấy) | Lợi ích bạn có được chỉ từ việc thay màn hình |
| Lượng bạc sử dụng màn hình PI (210R) | 78.5-85.5 mg, trung bình 83 mg | Dữ liệu thực địa tháng 6 năm 2026 |
| Tiết kiệm bạc tấm thép (ngón sau) | 3-5 mg/tấm wafer | ~0.047-0.079 nhân dân tệ/tấm wafer |
| Tiết kiệm bạc hàng năm (dây chuyền 500k/ngày) | ~7-12 triệu nhân dân tệ/năm | Hơn 300 ngày, hồ dán ở mức 15.779 nhân dân tệ/kg |
| Màn hình màng PI | 4.000-8.000 nhân dân tệ, tuổi thọ 400k | Đường cơ sở hiện tại |
| Khuôn tô tấm thép | 2.000-4.000 nhân dân tệ, tuổi thọ ~200k | Tần suất thay đổi tăng gấp đôi, thời gian ngừng máy phải được tính |
| Kinh tế tổng thể | Tiết kiệm bạc so với khấu hao màn hình | Hòa vốn; dây chuyền tải đầy đủ sẽ có lãi, tải thấp cần thận trọng |
| Phù hợp với emitter có điện trở tấm cao | Lợi ích lớn hơn ở 600 Ω/sq | Đánh giá tối ưu hóa emitter song song |
Quy trình Knob Hai: Poly-Silicon cục bộ
| Kích thước | Dữ liệu | Ý nghĩa đường kẻ |
|---|---|---|
| Tăng hiệu suất | ~+0.3% abs | Lớn hơn in tấm thép |
| Lợi ích song mặt | 84% → 90% | Tăng 5%+ sản lượng phía sau |
| Giảm LCOE | 1.7% | Tài khoản kinh tế tổng thể |
| Thiết bị mới | Laser picosecond + ăn mòn ướt KOH | Các bước quy trình mới |
| Chi phí vốn mới mỗi GW | ~15-20 triệu nhân dân tệ (ước tính ngành, không được tiết lộ trong bài báo) | Lập kế hoạch đầu tư |
| Năng suất | Điều kiện phòng thí nghiệm >96% | Cần xác minh sau khi chuyển sang sản xuất |
| Khả năng tương thích dây chuyền | Trung bình (thêm laser + ăn mòn ướt) | Ngưỡng cao hơn so với in tấm thép |
Liên hệ và Ghi chú
Một vài điểm cần lưu ý
Đầu tiên, hãy tính toán cẩn thận về tuổi thọ của tấm thép. Giá chỉ bằng một nửa, nhưng tuổi thọ cũng chỉ bằng một nửa. Ngón tay phía sau tiết kiệm 3-5 mg mỗi wafer, khoảng 0,047-0,079 nhân dân tệ, đủ để bù đắp khoảng cách khấu hao. Nhưng tần suất thay đổi gấp đôi kéo theo chi phí ngừng máy, nhân công và tinh chỉnh lại, có thể nuốt chửng khoản tiết kiệm nhỏ trên dây chuyền hoạt động dưới công suất. Các nhà máy hoạt động hết công suất nên áp dụng trước; các nhà máy hoạt động dưới công suất cần tính toán kỹ trước khi chuyển đổi.
Thứ hai, kiểm soát hư hỏng do laser trên poly cục bộ là khó khăn cốt lõi. Bài báo sử dụng laser picosecond 532 nm. Mật độ năng lượng, tốc độ quét, độ chồng lấp điểm, tất cả cần được điều chỉnh cho phù hợp với chất lượng wafer khác nhau. Bài báo cho rằng hư hỏng do laser được "loại bỏ hoàn toàn" bằng cách ăn mòn ướt, nhưng trên sàn sản xuất, độ ổn định của thiết bị, sự nhất quán của vật liệu đầu vào, và biến động nhiệt độ, độ ẩm môi trường đều có thể làm giảm hiệu quả của việc "loại bỏ hoàn toàn" đó.
Thứ ba, chưa ai xác minh hiệu suất sau khi kết hợp cả hai công nghệ. In thép tấm cộng với poly cục bộ cộng với emitter điện trở suất cao, ba biến số được điều chỉnh cùng lúc, và cửa sổ quy trình bị thu hẹp. Mức 26,09% đạt được trong điều kiện phòng thí nghiệm được kiểm soát, và hiệu suất có thể giảm trở lại khi chuyển sang sản xuất. Đây là vấn đề chung của mọi công nghệ mới khi được giới thiệu.
Tongwei đã sản xuất hàng loạt, và Jietai đang theo bước. Nhưng giữa "có thể sản xuất hàng loạt" và "bạn sẽ kiếm được tiền khi vận hành" là cả một dây chuyền về khả năng chuyển đổi.
Giá trị lớn nhất của bài báo này không phải là mức 26,09%, mà Jinko và Trina sẽ sớm vượt qua với các kỷ lục mới.
Giá trị của nó là: Hướng nâng cấp tiếp theo của TOPCon giờ đây có hai con đường đã được xác minh bằng dữ liệu. Một là độ khó thấp với lợi nhuận ổn định (in thép tấm), một là ngưỡng cao hơn với phần thưởng lớn hơn (poly-silicon cục bộ). Việc bạn chọn con đường nào phụ thuộc vào con đường nào quan trọng hơn với bạn lúc này.
Quan điểm của Ooitech
Điều khiến tôi ấn tượng nhất là cả hai hướng đi này đều quay trở lại phía cell, nhưng áp lực lại dồn thẳng lên dây chuyền module phía sau. Ngón tay hẹp hơn và độ song diện cao hơn làm thay đổi cách các chuỗi hoạt động trong quá trình hàn nối, xếp lớp và cán màng, vì vậy nếu bạn đang xây dựng hoặc nâng cấp dây chuyền module TOPCon, lực căng chuỗi, kiểm tra IV song diện và thiết lập mô phỏng ánh sáng mặt trời của bạn cần phải theo kịp, không được tụt lại phía sau. Chúng tôi đã thấy nhiều nhà máy chạy theo kỷ lục hiệu suất cell trong khi dây chuyền module của họ âm thầm hao hụt năng suất trên hình dạng mới. Nếu bạn muốn xem cách một dây chuyền sản xuất thực tế xử lý những thay đổi này, kênh YouTube Ooitech tại www.youtube.com/ooitech đáng để đăng ký.
