Giới thiệu

Từ nghiên cứu trước đến một đột phá mới

Hôm qua chúng ta đã thảo luận về một bài báo từ Đại học Jiangnan về mạ đồng TOPCon: khắc rãnh bằng laser làm hỏng silicon, độ kết tinh giảm 30 điểm phần trăm, và cần ủ để sửa chữa. Bài báo đó kết luận rằng ủ 750°C + làm sạch HF có thể phục hồi hiệu suất từ 23,41% lên 24,85%.

Nhưng bất kỳ ai trên dây chuyền sản xuất đều biết rằng ủ 750°C tự nó mang nguy cơ phồng rộp do hydro — cửa sổ nhiệt độ rất hẹp. Trên 775°C lớp thụ động phía sau bị phồng rộp, và ở 800°C kết quả còn tệ hơn cả không ủ.

Có cách nào tốt hơn không?

Một bài báo thứ hai vừa được xuất bản năm 2026 bởi Đại học Jiangnan + Jiangsu Xianghuan + DR Laser đưa ra một câu trả lời mới: sử dụng LIF (Laser-Induced Firing) để thay thế quá trình thiêu kết nhiệt độ thấp truyền thống, đồng thời sửa chữa hư hỏng do laser.

Kết quả: cải thiện hiệu suất +0,45% tuyệt đối, tăng Voc 0,86mV, và — cải thiện đáng kể độ đồng nhất điện trở tiếp xúc.

1. Tóm tắt nhanh: quy trình mạ đồng TOPCon và những điểm đau

Quy trình tiêu chuẩn và nơi nó gây khó khăn

Quy trình mạ Ni/Cu TOPCon tiêu chuẩn:

Khắc laser → Ủ nhiệt độ cao để sửa chữa hư hỏng → Làm sạch HF → Mạ Ni → Thiêu kết nhiệt độ thấp → Mạ Cu

Hai điểm khó khăn:

• Khắc laser làm hỏng silicon: như đã thảo luận trong bài trước, độ kết tinh giảm từ 99,3% xuống 69,8%, cần ủ nhiệt độ cao để sửa chữa.

• Thiêu kết nhiệt độ thấp truyền thống không đồng đều: lò nung nóng toàn bộ tế bào, các cạnh tản nhiệt nhanh hơn trong khi trung tâm nóng hơn, gây ra điện trở tiếp xúc cao ở các cạnh và thấp ở trung tâm — thu dòng không đồng đều làm giảm FF.

Đột phá cốt lõi của bài báo mới này: chèn LIF vào quy trình mạ giết hai con chim bằng một viên đá — nó thay thế thiêu kết nhiệt độ thấp không đồng đều và hỗ trợ sửa chữa hư hỏng do laser.

2. LIF là gì và khác với thiêu kết truyền thống như thế nào?

Gia nhiệt lò nung so với hàn điểm

Thiêu kết nhiệt độ thấp truyền thống: đặt toàn bộ tế bào vào lò nung và nướng ở 200–400°C. Vấn đề là gia nhiệt không đều — các cạnh nguội nhanh hơn, trung tâm nóng hơn, và điện trở tiếp xúc thay đổi đáng kể trên toàn bộ tế bào.

LIF (Laser-Induced Firing): laser hồng ngoại 1064nm quét nhanh mặt trước của tế bào trong khi áp dụng điện áp phân cực ngược (2–18V). Laser kích thích các hạt tải điện quang sinh, điện áp phân cực ngược dẫn chúng theo hướng, tạo ra nhiệt Joule cục bộ chính xác tại giao diện kim loại–silicon.

Sự khác biệt trong một câu: thiêu kết truyền thống là "nướng toàn bộ tế bào", LIF là "hàn điểm". LIF chỉ làm nóng vùng tiếp xúc dưới các đường lưới, để mọi thứ khác không bị ảnh hưởng nhiệt.

3. LIF hoạt động tốt như thế nào trên các tế bào mạ đồng?

Tìm điểm ngọt ở 14V

Bài báo đầu tiên chạy một thí nghiệm cơ sở: áp dụng LIF ở các điện áp phân cực ngược khác nhau trên các tế bào đã hoàn thành mạ Ni/Cu.

Thông số tối ưu: phân cực ngược 14V, tăng hiệu suất +0.401% tuyệt đối, tăng FF 1.22%, giảm Rs 23%.

Tại sao điện áp cao hơn lại làm mọi thứ tồi tệ hơn?

Bài báo sử dụng Suns-Voc để đo mật độ dòng bão hòa tối J01 và J02:

• J01 (đại diện cho tái hợp pn-junction): ít thay đổi theo điện áp

• J02 (đại diện cho tái hợp tại bề mặt tiếp xúc kim loại–silicon): thấp nhất ở 14V, tăng vọt ở 16–18V

Dịch: quá nhiều điện áp đồng nghĩa với nhiệt Joule quá mức, và bề mặt tiếp xúc bị "hàn chết". Cửa sổ nằm ngay quanh 14V.

4. Tại sao LIF có thể sửa chữa hư hại do laser?

Phổ Raman tiết lộ bí mật

Bài báo đã thực hiện một thí nghiệm then chốt: bóc lớp kim loại mạ và sử dụng phổ Raman để đo độ kết tinh của silicon dưới các đường lưới.

Trên nền tảng ủ nhiệt độ cao, LIF tiếp tục đẩy độ kết tinh lên cao hơn.

Cơ chế: LIF tạo ra nhiệt độ cao cục bộ tức thời (cao hơn nhiều so với nhiệt độ ủ truyền thống) cho phép silicon vô định hình kết tinh lại hoàn toàn hơn, và nó chỉ làm nóng các vùng dưới đường lưới, để lại lớp thụ động phía sau không bị ảnh hưởng.

Điều này giải quyết mối lo ngại kéo dài từ bài báo trước — khoảng nhiệt độ cho quá trình ủ nhiệt độ cao là hẹp, và trên 775°C lớp thụ động phía sau bị phồng rộp. LIF là gia nhiệt cục bộ; mặt sau không bị ảnh hưởng, do đó nhiệt độ có thể cao hơn và hiệu quả sửa chữa tốt hơn.

5. Khi nào nên áp dụng LIF? Thời điểm rất quan trọng

Ba ứng cử viên và một người chiến thắng rõ ràng

Quy trình mạ có ba bước: mạ Ni → thiêu kết nhiệt độ thấp → mạ Cu. Nên chèn LIF vào đâu?

Bài báo so sánh ba thời điểm:

Kết luận: LIF hoạt động tốt nhất khi được đặt ở cuối cùng — sau khi mạ Cu hoàn tất.

Tại sao?

Sau khi mạ Cu, điện trở điện cực giảm mạnh. Khi LIF đặt điện áp, dòng điện phân bố đồng đều hơn, gia nhiệt Joule đồng đều hơn và tiếp xúc giao diện được tối ưu hóa triệt để hơn.

Nếu LIF chỉ được áp dụng trên lớp Ni (trước khi mạ Cu), điện trở cao; cùng một điện áp tạo ra gia nhiệt Joule quá mức, dễ dàng "hàn chết giao diện".

6. Một khám phá lớn hơn: LIF có thể thay thế hoàn toàn quá trình thiêu kết nhiệt độ thấp

Bỏ qua lò nung

Nếu LIF có thể tối ưu hóa tiếp xúc Ni–Si, thì liệu chúng ta có thể bỏ qua hoàn toàn bước thiêu kết nhiệt độ thấp truyền thống không?

Bài báo đã thiết kế một thí nghiệm (Nhóm D): Mạ Ni → LIF (8V) → mạ Cu trực tiếp, bỏ qua bước thiêu kết nhiệt độ thấp.

Kết quả:

Độ đồng đều điện trở tiếp xúc của Nhóm D vượt trội hơn tất cả các nhóm có thiêu kết truyền thống.

Tại sao?

Lò thiêu kết truyền thống gia nhiệt không đều — các cạnh tản nhiệt nhanh, trung tâm nóng hơn — khiến điện trở tiếp xúc cao hơn ở cạnh và thấp hơn ở trung tâm. LIF là quét điểm; mỗi điểm nhận được năng lượng hoàn toàn giống nhau, đồng đều về bản chất.

Tối ưu hóa thêm điện áp LIF lên 6V, Nhóm D đạt hiệu suất 24.74%, với Voc đạt 696.72mV — +0.45% abs. cao hơn về hiệu suất và +0.86mV cao hơn về Voc so với đường cơ sở thiêu kết truyền thống + không LIF.

7. Hàm ý cho dây chuyền sản xuất: ngưỡng sản xuất hàng loạt cho mạ đồng có được hạ thấp không?

Ba tiến bộ cụ thể

Bài báo này mang lại một số tiến bộ hữu hình:

1. Tổn thất Voc có thể được sửa chữa, và sửa chữa tốt hơn. Quá trình ủ ở 750°C từ bài báo trước có cửa sổ nhiệt độ hẹp và nguy cơ phồng rộp mặt sau. LIF gia nhiệt cục bộ, mặt sau an toàn, và việc sửa chữa hiệu quả hơn.

2. Tiết kiệm một bước quy trình, nhưng phải cân nhắc đầu tư thiết bị. Quy trình truyền thống: Mạ Ni → thiêu kết nhiệt độ thấp → Mạ Cu. Phương pháp LIF: Mạ Ni → LIF → Mạ Cu. Tiết kiệm lò thiêu kết và thời gian quy trình, nhưng bản thân thiết bị LIF đắt hơn và việc tích hợp với dây chuyền mạ phức tạp hơn. ROI thực tế phụ thuộc vào báo giá thiết bị.

3. Độ đồng đều điện trở tiếp xúc là lợi ích tiềm ẩn. Thiêu kết truyền thống cho thấy chênh lệch điện trở tiếp xúc từ cạnh đến trung tâm là 3.53Ω; phương pháp LIF giảm xuống còn 0.45Ω. Đồng đều hơn có nghĩa là thu dòng đồng đều hơn, FF cao hơn và giảm nguy cơ điểm nóng ở cấp độ module.

Nhưng rào cản sản xuất hàng loạt vẫn còn:

• Đầu tư thiết bị LIF: khi thay thế lò thiêu kết, bạn thêm laser + nguồn điện + hệ thống điều khiển. Giá của nhà cung cấp thiết bị quyết định tính kinh tế.

• Độ phức tạp tích hợp dây chuyền: LIF phải kết nối liền mạch với dây chuyền mạ, và việc khớp chu kỳ (bài báo sử dụng tốc độ quét 20 m/s) cần được xác nhận.

• Tính nhất quán ở quy mô GW: bài báo ở cấp độ phòng thí nghiệm/thí điểm; độ ổn định năng suất ở sản xuất hàng loạt quy mô lớn vẫn cần dữ liệu hỗ trợ.

8. So sánh với Aiko ABC

Hai hướng đi, hai câu chuyện

Cấu trúc BC của Aiko tự nhiên tránh được cạm bẫy khắc rãnh laser. TOPCon không thể tránh nó, nhưng LIF cung cấp giải pháp kết hợp "lấp rãnh + tối ưu" — không chỉ sửa chữa hư hại, mà còn tiết kiệm một bước quy trình và cải thiện độ đồng đều.

9. Tóm tắt

Tình hình hiện tại

Bài báo mới này từ Đại học Giang Nam chứng minh một điều: hư hại do laser trong mạ đồng TOPCon không chỉ có thể sửa chữa, mà LIF sửa chữa tốt hơn ủ truyền thống — và đồng thời nó cũng giải quyết vấn đề đồng đều của thiêu kết nhiệt độ thấp.

Tăng hiệu suất +0,45% tuyệt đối, tăng Voc 0,86mV, và cải thiện đáng kể độ đồng đều điện trở tiếp xúc — ba con số này đáng để đánh giá nghiêm túc trên bất kỳ dây chuyền sản xuất nào.

Ngưỡng sản xuất hàng loạt vẫn tồn tại, nhưng lộ trình kỹ thuật đang trở nên rõ ràng hơn.

Chủ đề thảo luận: Liệu LIF thay thế thiêu kết nhiệt độ thấp có phải là "cú hích cuối cùng" để sản xuất hàng loạt mạ đồng TOPCon, hay chỉ là "lớp kem trên bánh" trong phòng thí nghiệm?

Thông tin tham khảo:

• Tiêu đề: Tích hợp kích hoạt bằng laser với mạ Ni/Cu cho quá trình kim loại hóa pin mặt trời TOPCon

• Tác giả: Jingyun Zhang, Xi Xi, Jianbo Shao và cộng sự. (Đại học Jiangnan + Công nghệ Jiangsu Xianghuan + DR Laser)

• Tạp chí: Vật liệu năng lượng mặt trời và pin mặt trời

• Năm: 2026

• DOI: 10.1016/j.solmat.2026.114198

Quan điểm của Ooitech

Ooitech tin rằng: LIF biến việc sửa chữa hư hỏng do laser và đồng nhất hóa quá trình thiêu kết thành một bước duy nhất, làm cho mạ đồng TOPCon trở thành một lộ trình khả thi hơn để sản xuất hàng loạt không bạc.