In thép tấm + 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 bộ phận quy trình, đang lau tay sau khi thay một tấm lưới mới khỏi máy in, cùng tôi tính toán thành tiếng.
"Một tấm lưới thép PI-film chạy được 4.000 đến 8.000 nhân dân tệ, và trong toàn ngành tuổi thọ thường khoảng 400.000 tấm wafer. Loại tốt đạt 450.000, loại kém rò paste ở 300.000. Chia đều cho mỗi wafer thì chỉ một hai xu. Anh nghĩ tôi quan tâm chi phí lưới sao?"
Anh tựa vào tủ dụng cụ cạnh máy in và hạ giọng: "Bạc paste mới là câu chuyện thật."
Đầu năm 2023, bạc khoảng 6.000 nhân dân tệ mỗi kilôgam, và bạc paste chỉ chiếm 3.4% chi phí module. Đến tháng Giêng năm nay, paste đã leo lên 29% tổng chi phí module. Bạc paste đã chính thức vượt qua polysilicon để trở thành yếu tố chi phí số một trong một module PV.
Ngày 23 tháng 6, bạc giao ngay ở mức 15.233 nhân dân tệ/kg, và bạc paste lưới mịn mặt trước báo giá 15.779 nhân dân tệ/kg.
"29 phần trăm!" Anh đập cửa tủ. "Chúng tôi bán mạng để giảm chi phí và tăng hiệu suất, mà vẫn chưa bằng một ngày biến động giá bạc."
Anh rút điện thoại ra và cho tôi xem một biểu đồ nội bộ: đơn giá bạc paste mặt trước trong ba năm qua, gần như leo dốc thẳng 45 độ.
"Đã xem bài báo về in thép tấm chưa?" Tôi hỏi.
"Đọc rồi. Bài trên Joule của Viện Vật liệu Ninh Ba. Cả nhóm chat dây chuyền sản xuất truyền tay nhau. Nhưng ban lãnh đạo vẫn đang do dự, vì suy cho cùng, liệu thứ này có thực sự tiết kiệm tiền không?"
Khi anh nói điều này, một máy in lưới gần đó đang đẩy ra lô tiếp theo, gạt cao su trượt bạc paste qua 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 hiểu rõ nó.
Nhưng ai cũng biết "ổn định" chưa bao giờ là lợi thế phòng thủ trong ngành này.
Bài viết này trả lời một câu hỏi: liệu in thép tấm cộng với poly-silicon cục bộ có giúp TOPCon giành lại phần nào lợi thế chi phí vào năm 2026, với giá bạc cao như hiện nay?
Tháng 1 năm 2026, Joule công bố công trình của nhóm Ye Jichun tại Viện Vật liệu Ninh Ba, CAS. Trên wafer M10 công nghiệp, họ dùng in thép tấm để thay thế in lưới thông thường cho lưới mặt trước, và poly-silicon cục bộ để thay thế poly toàn diện tích cho tiếp xúc mặt sau. Hiệu suất được ISFH chứng nhận: 26.09%.
Con số đó không phải kỷ lục ngành. JinkoSolar đã 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 cùng lúc ba điểm đau của TOPCon: hiệu suất, giảm bạc và độ lưỡng diện. Và cả hai công nghệ đều tương thích với dây chuyền hiện có, không phải tháo ra xây lại.
Hãy mở nó ra.
Thông số kỹ thuật
Hình thái đường lưới: In lưới so với In thép tấm
| Chỉ số | In lưới | In thép tấm |
|---|---|---|
| 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% |
| Biên dạng cạnh | Dốc | Gần thẳng đứng |
| Khoảng cách finger | 1066 μm | 944 μm |
| Điện trở suất tiếp xúc | cao hơn | 2,4 mΩ·cm² (thấp hơn ~15%) |
Poly-Silicon cục bộ so với Poly toàn diện tích (độ phủ 30%)
| Chỉ số | Poly toàn diện tích | 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%) |
| Độ lưỡng diện | 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 thép tấm không chỉ là thay một tấm lưới
Lưới mặt trước TOPCon thông thường dùng in lưới, trong đó một lưới dệt cạo bạc paste lên wafer. Lưới dệt đó có các nút nơi sợi dọc và sợi ngang giao nhau, và paste truyền qua các khe giữa chúng. Những nút đó quyết định hình dạng lưới: rộng, ngắn, cạnh dốc.
In thép tấm sử dụng một khuôn kim loại mở hoàn toàn, cùng loại công nghệ mà Tongwei gọi là "in thép tấm mở hoàn toàn." Không có sợi dệt. Paste 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 thép tấm: rộng 14,1-15,5 μm, cao 8,9 μm, tỷ lệ khung hình 58.9%, cạnh gần thẳng đứng.
Hẹp hơn 3-4 μm, cao hơn 0,2 μm, tỷ lệ khung hình từ 45% lên 59%.
Ba thay đổi, ba khoản cần giải quyết:
Thứ nhất, ít che bóng hơn. Ngón tay hẹp hơn, diện tích mở nhiều hơn cho ánh sáng. Điều đó mang lại mức tăng hiệu suất tuyệt đối 0,1% đến từ 3-4 micron này.
Thứ hai, ít bạc hơn. Lấy một tấm pin 210R làm ví dụ. Dữ liệu thực địa tháng 6 năm 2026 cho thấy các nhà sản xuất TOPCon chủ đạo đã đạt 78,5-85,5 mg/tấm wafer, trung bình ngành khoảng 83 mg/tấm wafer. Với lưới in thép, ứng dụng chính hiện nay là trên thanh busbar/ngón tay mặt sau, cắt giảm 3-5 mg mỗi tấm wafer.
3-5 mg nghe có vẻ nhỏ, nhưng nhân với sản lượng dây chuyền thì sẽ tích lũy đáng kể. Với giá bột bạc hiện tại khoảng 15.779 nhân dân tệ/kg, tiết kiệm 3-5 mg mỗi tấm wafer tương đương khoảng 0,047-0,079 nhân dân tệ/tấm wafer. Một dây chuyền chạy 500.000 tấm wafer mỗi ngày tiết kiệm 23.500-39.500 nhân dân tệ mỗi ngày, tức 7 đến 12 triệu nhân dân tệ mỗi năm (hơn 300 ngày).
Và đó chỉ là mức giảm ở ngón tay mặt sau. Khi quy trình trưởng thành, in lưới thép đang tiến tới cả busbar mặt trước và lưới mịn, với nhiều khoản tiết kiệm bạc hơn ở phía trước.
Thứ ba, nó giúp tuyến emitter điện trở tấm cao hoạt động được. Ngón tay in lưới thép có thể xếp dày hơn. Trong bài báo, khoảng cách giảm từ 1066 μm xuống 944 μm. Ngón tay dày hơn nghĩa là quãng đường di chuyển ngang của hạt tải ngắn hơn, do đó dung sai cho điện trở tấm emitter tăng lên. Mô phỏng của bài báo cho thấy khi điện trở tấm emitter tăng từ 300 lên 600 Ω/sq, lợi thế của lưới thép mở rộng từ 0,09% lên 0.12%.
Đây là ví dụ điển hình của việc cấu trúc thay đổi cửa sổ quy trình: in lưới thép không chỉ là thay máy in, nó mở ra không gian thiết kế emitter mới.
Về chi phí và tuổi thọ của bản khuôn lưới thép, đây là phần mà dây chuyền quan tâm nhất:
Lưới thép dây PI-film thông thường: 4.000-8.000 nhân dân tệ mỗi cái, tuổi thọ khoảng 400.000 tấm wafer.
Bản khuôn lưới thép (giai đoạn triển khai hiện tại): đơn giá rẻ hơn hơn 50% so với PI-film (khoảng 2.000-4.000 nhân dân tệ), nhưng tuổi thọ hiện chỉ khoảng 200.000 tấm wafer . Loại tốt đạt 200.000, loại kém bị thay ở 150.000.
Khấu hao lưới: PI-film khoảng 0,01-0,02 nhân dân tệ/tấm wafer, lưới thép khoảng 0,01-0,02 nhân dân tệ/tấm wafer. Chúng hòa vốn. Lợi thế của lưới thép không nằm ở lưới, mà ở tiết kiệm bạc: 3-5 mg mỗi tấm wafer trên ngón tay mặt sau, khoảng 0,047-0,079 nhân dân tệ/tấm wafer, lớn hơn nhiều so với chênh lệch khấu hao.
Nhưng tuổi thọ lưới thép chỉ bằng một nửa PI-film, nghĩa là tần suất thay gấp đôi, thời gian dừng máy gấp đôi, nhân công gấp đôi. Liệu khoản tiết kiệm bạc có bù đắp được chi phí ẩn của việc thay thường xuyên hơn hay không phụ thuộc vào mức độ chạy đầy tải của dây chuyền. Với các ông lớn chạy full tải, bài toán hợp lý. Với các dây chuyền chưa tận dụng hết, lưới thép có thể không đáng. Đó chính là lý do Tongwei và Jietai, với khả năng tự tiêu thụ pin mạnh, dám đi trước. Quy mô pha loãng điểm yếu tuổi thọ ngắn.
Hai: Tiếp xúc Bạc-Silicon, Hệ số Lấp đầy 0,4% Thêm mà In Lưới Thép Mang Lại
Ngón tay hẹp hơn giải thích ít che bóng hơn và ít bạc hơn. Nhưng in lưới thép mang lại thêm một lợi ích nữa: điện trở tiếp xúc giảm khoảng 15%. Đo trong bài báo: 2,4 mΩ·cm², thấp hơn nhiều so với in lưới, trực tiếp đáng giá một mức tăng hệ số lấp đầy (FF) 0,4%.
Tại sao thay lưới lại cải thiện tiếp xúc?
Bài báo đã chạy phân tích hình thái đầy đủ. Sau khi ăn mòn lưới bạc bằng axit nitric và axit flohydric, họ quan sát các hạt bạc còn lại trên bề mặt silicon. Mẫu lưới thép có mật độ hạt cao hơn rõ rệt, kích thước 20-40 nm, phân bố đều hơn. TEM tiếp tục cho thấy mẫu lưới thép hình thành một mạng lưới hạt nano bạc dày đặc, liên tục trong lớp thủy tinh tại giao diện bạc-silicon.
Những hạt nano bạc đó là đường dẫn điện. Electron không phải vượt qua lớp thủy tinh điện trở cao; chúng nhảy trực tiếp giữa các hạt bạc.
Bằng chứng rõ ràng nhất đến từ kính hiển vi điện trở lan quét (SSRM). Kỹ thuật này thực sự "nhìn thấy" phân bố điện trở: quét mặt cắt từ silicon đến lưới bạc, vùng điện trở cao sáng, vùng điện trở thấp tối. Vùng chuyển tiếp giao diện của mẫu lưới thép hẹp hơn và tối hơn, nên điện trở giao diện thực sự thấp hơn.
Phương pháp in → phân bố hạt bạc → điện trở giao diện → hệ số lấp đầy. Mỗi bước của chuỗi nhân quả đó đều được dữ liệu chống đỡ.
LECO (Tối ưu hóa Tiếp xúc Tăng cường bằng Laser) đã là tiêu chuẩn ngành, dự kiến bao phủ khoảng 600 GW công suất TOPCon. Nhưng ngay cả với cùng xử lý LECO, in lưới thép vẫn cắt giảm điện trở tiếp xúc thêm 15% so với in lưới. Điều đó cho thấy in lưới thép có lợi thế chất lượng giao diện bẩm sinh mà LECO không thể san bằng.
Ba: Poly-Silicon Cục bộ, Loại bỏ Những Gì Không Nên Có (Công nghệ Poly-Finger Mặt Sau)
Poly-silicon toàn diện tích trên mặt sau TOPCon là con dao hai lưỡi.
Mặt tốt: chất lượng passivation cực cao, một trong những sơ đồ tiếp xúc passivated trưởng thành nhất hiện có.
Mặt xấu: poly hấp thụ ánh sáng. Sự hấp thụ ký sinh của nó trong vùng cận hồng ngoại ăn mất ánh sáng lẽ ra phải trở thành dòng điện. Kết quả trực tiếp: dòng ngắn mạch (Jsc) không thể tăng, hệ số hai mặt không thể leo lên. Hệ số hai mặt của TOPCon thường ở mức 80%-85%, trong khi dị liên kết đạt 90%-95%.
Ý tưởng của bài báo rất thẳng thắn: chỉ giữ poly ở nơi điện cực cần tiếp xúc, thay phần còn lại bằng AlOx/SiNx.
Con đường là laser cộng 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 (PSG) cục bộ
Dung dịch kiềm KOH ăn mòn chọn lọc lớp poly ở các vùng bị chiếu xạ
Giới thiệu 30% diện tích giữ poly làm điểm tiếp xúc
Ảnh SEM mặt cắt trong bài báo rất sạch: cạnh poly cho thấy một bậc 2,7 μm, một mặt thẳng đứng còn lại sau khi poly được loại bỏ hoàn toàn, không có dư lượng hư hại do 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 ra 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 tâm tái hợp tổng thể.
Độ lưỡng diện leo từ 84,26% lên khoảng 90%. Với ít hơn 70% poly ở mặt sau, phát điện mặt sau tăng vọt. Đi từ 84% lên 90% nghĩa là ít nhất tăng thêm 5 điểm phần trăm lợi ích phát điện mặt sau trong các bối cảnh phản xạ cao như tuyết, cát và nước.
Voc tăng từ 724,9 mV lên 729,9 mV. Ít tái hợp hơn ở các vùng poly, điện áp tăng lên.
Hiệu suất: tham chiếu poly toàn diện tích 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 quang điện, khoảng cách LCOE 1,7% là ranh giới giữa thắng đơn hàng, hệ số sử dụng công suất và mức lợi nhuận.
Bốn: Đánh đổi cốt lõi, diện tích tiếp xúc so với diện tích thụ động hóa trên bập bênh
Thiết kế poly cục bộ về bản chất là một bài toán bập bênh:
Nhiều độ phủ poly hơn → tiếp xúc tốt hơn, vận chuyển hạt tải trơn tru hơn → nhưng hấp thụ ký sinh nhiều hơn, hệ số hai mặt thấp hơn.
Ít độ phủ poly hơn → ít hấp thụ ký sinh hơn, hệ số hai mặt cao hơn → nhưng điện trở tiếp xúc cao hơn, cản trở vận chuyển hạt tải.
Bài báo tìm ra điểm cân bằng bằng một loạt khảo sát 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 mỗi độ phủ.
Hiệu suất đạt đỉnh gần 30% độ phủ. Dưới 30%, hình phạt điện trở tiếp xúc lớn hơn lợi ích hấp thụ ký sinh; trên 30%, hình 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 dao động mạnh. cửa sổ quy trình rộng đó là tin tốt cho sản xuất hàng loạt.
Ứng dụng sản phẩm
Dịch chuyển dây chuyền: Hai bảng bạn có thể mang đi
Nút quy trình một: In bằng tấm thép
| Kích thước | Dữ liệu | Ý nghĩa dây chuyền |
|---|---|---|
| Lợi ích hiệu suất | +0,1% tuyệt đối (bài báo) | Lợi ích bạn có được chỉ từ việc đổi lưới in |
| Lượng bạc dùng lưới 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 mặt sau) | 3-5 mg/wafer | ~0,047-0,079 nhân dân tệ/wafer |
| Tiết kiệm bạc hàng năm (dây chuyền 500k/ngày) | ~7-12 triệu nhân dân tệ/năm | Trên 300 ngày, bột nhão ở 15.779 nhân dân tệ/kg |
| Lưới màng PI | 4.000-8.000 nhân dân tệ, tuổi thọ 400k | Cơ sở hiện tại |
| Khuôn tấm thép | 2.000-4.000 nhân dân tệ, tuổi thọ ~200k | Tần suất thay đổi tăng gấp đôi, phải tính thời gian dừng máy |
| Kinh tế tổng thể | Tiết kiệm bạc so với khấu hao lưới in | Hòa vốn; dây chuyền chạy hết công suất có lãi, chạy non tải cần cẩn thận |
| Phù hợp emitter điện trở tấm cao | Lợi ích lớn hơn ở 600 Ω/sq | Đánh giá tối ưu hóa emitter song song |
Nút quy trình hai: Poly-silicon cục bộ
| Kích thước | Dữ liệu | Ý nghĩa dây chuyền |
|---|---|---|
| Lợi ích hiệu suất | ~+0,3% tuyệt đối | Lớn hơn in bằng tấm thép |
| Lợi ích hệ số hai mặt | 84% → 90% | Tăng phát điện mặt sau 5%+ |
| Giảm LCOE | 1.7% | Tài khoản kinh tế tổng thể |
| Thiết bị mới | Laser picosecond + ăn mòn ướt KOH | Bước quy trình mới |
| Capex mới mỗi GW | ~15-20 triệu nhân dân tệ (ước tính ngành, không công bố trong bài báo) | Lập kế hoạch đầu tư |
| Sản lượng | Điều kiện phòng thí nghiệm >96% | Cần xác minh sau khi chuyển sang sản xuất |
| Tương thích dây chuyền | Trung bình (thêm laser + ăn mòn ướt) | Ngưỡng cao hơn in bằng tấm thép |
Liên hệ và ghi chú
Vài cạm bẫy cần chú ý
Thứ nhất, hãy tính toán tuổi thọ tấm thép cẩn thận. Nửa giá, nhưng tuổi thọ chỉ bằng một nửa. Ngón tay phía sau tiết kiệm 3-5 mg mỗi tấm wafer, khoảng 0,047-0,079 nhân dân tệ, đủ để bù đắp khoảng cách khấu hao. Nhưng tần suất thay đổi gấp đôi mang lại thời gian ngừng máy, nhân công và chi phí tinh chỉnh lại có thể nuốt chửng khoản tiết kiệm bạc trên một dây chuyền chưa được tận dụng hết. Các nhà máy chạy hết công suất sẽ đi trước; các nhà máy chạy dưới công suất phải tính toán trước khi chuyển đổi.
Thứ hai, kiểm soát hư hại 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 chập điểm, tất cả đều cần được tinh chỉnh cho chất lượng wafer khác nhau. Bài báo nói rằng hư hại do laser được "loại bỏ hoàn toàn" bằng khắc ướt, nhưng trên sàn sản xuất, độ ổn định của thiết bị, tính nhất quán của vật liệu đầu vào, và sự dao động nhiệt độ và độ ẩm môi trường đều có thể làm giảm giá trị của "loại bỏ hoàn toàn" đó.
Thứ ba, chưa ai xác minh năng suất sau khi xếp chồng cả hai công nghệ. In thép tấm cộng với poly cục bộ cộng với bộ phát xạ điện trở tấm cao, ba biến số được tinh chỉnh cùng lúc, và cửa sổ quy trình thu hẹp lại. Mức 26,09% đạt được trong điều kiện phòng thí nghiệm được kiểm soát, và năng suất có thể lại giảm khi chuyển sang sản xuất. Đây là vấn đề chung của mọi sản phẩm công nghệ mới.
Tongwei đã sản xuất hàng loạt, và Jietai cũng đang bám sát từng bước. Nhưng giữa "có thể sản xuất hàng loạt" và "bạn sẽ kiếm được tiền khi vận hành nó" là cả một dây chuyền năng lực chuyển đổi.
Giá trị lớn nhất của bài báo này không phải là con số 26,09%, mà Jinko và Trina sẽ sớm ghi đè bằng những kỷ lục mới.
Giá trị của nó là thế này: Hướng nâng cấp tiếp theo của TOPCon hiện có hai con đường đã được dữ liệu kiểm chứng. Một là độ khó thấp với lợi nhuận ổn định (in lưới thép), một là ngưỡng cao hơn nhưng lợi ích lớn hơn (poly-silicon cục bộ). Việc bạn chọn cái 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 con đường này đều quay về phía cell, nhưng áp lực lại đổ dồn xuống dây chuyền module ở hạ nguồn. Ngón tay hẹp hơn và hệ số lưỡng mặt cao hơn làm thay đổi cách các chuỗi hoạt động trong quá trình hàn tab, xếp lớp và ép laminate, vì vậy nếu bạn đang xây dựng hoặc nâng cấp một dây chuyền module TOPCon, lực căng của máy stringer, kiểm tra IV lưỡng mặt và thiết lập mô phỏng mặt trời của bạn cần phải theo kịp, chứ không được tụt lại. Chúng tôi đã thấy rất nhiều nhà máy chạy theo kỷ lục hiệu suất cell trong khi dây chuyền module của họ âm thầm mất sản lượng trên hình học mới. Nếu bạn muốn xem một dây chuyền sản xuất thực tế xử lý những thay đổi này như thế nào, kênh YouTube của Ooitech tại www.youtube.com/ooitech rất đáng để đăng ký.
