BC-TOPCon'un Son Arka Yüzey Savaşı: Alt SiOx'i Dondurun, Orta Katmanı AlOx/SiOx ile Bölgelendirin
İçindekiler
Ürün Tanıtımı
"Yaşlı Zhang, o %26,34 ön parmak + tam temaslı arka p çift katmanlı makale — sıradaki hamle arka p'yi de parmak şeklinde yapmak ve bu gerçek BC. Ama p-parmağın altındaki orta SiOx katmanı: %26,66'daki saf SiOx'te mi kalalım, yoksa alan etkisinden yararlanmak için AlOx/SiOx'e mi geçelim?" Bu soru bu sabah, %26,34 makalesini üretim hattı grubuna attıktan hemen sonra geldi ve BC proje ekibi peşine düştü.
Gerçek BC-TOPCon'da, pasifleştirici pinhole'ları büyüten alt SiOx'e dokunulamaz. Ancak orijinal işi Ag'yi bloke etmek ve durdurma katmanını inceltmek olan "orta SiOx" katmanı, p-parmaklar lokalize edildiğinde bölge bölge oynanabilir. Temas olmayan bölgeler alan etkisinden yararlanmak için AlOx/SiOx'e geçer. Macunun hemen altındaki temas bölgeleri, B difüzyonunun patlamasını durdurmak için saf SiOx'i korur. Bu tek değişim, %26,34'ten %27,6+'ya %1,3 mutlak sıçramanın içinde arka yüzde yiyebileceğiniz en büyük dilimdir.
Teknik Parametreler
Önce, masadaki iki %27+ BC referansı
Zheng, Z. ve diğerleri. Hibrit arka kontak silisyum güneş hücrelerinde taşıyıcı ekstraksiyonunu maksimize etme. Nature (2026). https://doi.org/10.1038/s41586-026- (Pekin Teknoloji Üniversitesi + Golden Stone Energy, sertifikalı %27,62)
LONGi HIBC, %28,13, ISFH CalTeC Nisan 2026 (LONGi HIBC 2.0, HPBC yolu, yeni rekor). HIBC 1.0 (Wang G. ve diğerleri, Nature 647, 369–374, 2025, DOI:10.1038/s41586-025-09681-w, %27,81) üzerine iPET + LIC ile yinelemeli olarak inşa edildi; makale beklemede, sertifika LONGi'nin resmi sitesinde.
| Metrik | JinKo %26,66 (çift yüzlü n-TOPCon) | BJUT + Golden Stone %27,62 (HBC) | LONGi HIBC %28,13 |
|---|---|---|---|
| Yapı | Ön bor + arka n-TOPCon tam temaslı çift katman | Ön a-SiOx + arka p/n iç içe geçmiş (HBC) | Ön HJT-P + arka TOPCon-N parmak (HIBC) |
| Voc (mV) | 744.6 | 740 | — |
| Jsc (mA/cm²) | ~41.2 tahmini | 42.54 | — |
| FF (%) | 85.57 | 87.73 | — |
| Kilit hamle | Çift katmanlı SiOx/poli + Ag blokajı | Kademeli B katkılı a-Si + O katkılı a-SiOx ön pasivasyon | Bipolar hibrit pasivasyon (P-tarafı a-Si:H + N-tarafı poli) |
Şu %87.73'lük FF'ye dikkat edin. %26.66 sadece %85.57'ye ulaşıyor. Bu %2'lik mutlak FF farkı, tek başına "arka taraf çift katmanı" ile kapatılabilecek bir şey değil. Bu fark, arka taraf parmak geometrisi optimizasyonu, ön yüzey ızgarasız gölgeleme ve kontak rekombinasyonunu 400-500 fA/cm² seviyesine indirmekten geliyor (aşağıda daha fazlası).
Teknik Avantajlar
p-parmakları lokalize edildiğinde çift katmanlı SiOx/poli nasıl değişiyor
Hem %26.66 hem de %26.34 "çift katmanlı" yapılar tam kontaklı arka yüzeylerdir — poli tüm arka yüzeyi kaplar, orta SiOx tek bir sürekli tabaka olarak uzanır. Gerçek BC, hem arka-n hem de arka-p parmak şeklini aldığında, yığın "örtü"den "iç içe geçmiş" hale gelir ve bu iki mantık yeniden bölünmek zorundadır.
Alt SiOx (~1.x nm, tünel bölgesi) — asla hareket etmez.
Burası Das Solar pinhole pasivasyon makalesinin ana alanıdır. 10¹² cm⁻² sınıfı oksijen taşıyan pinholler büyütür ve J₀'ı 2-4 fA/cm²'ye düşürmek buna dayanır.
BC'de, p-parmağının altındaki alt SiOx, P değil B katkılı poli ile karşı karşıyadır. B, Si/SiO₂ arayüzünde daha yüksek Dit ile oturur ve B segregasyonu SiOx stokiyometrisini bozar. Bu yüzden p-parmak tarafındaki alt SiOx aslında n-parmak tarafından biraz daha kalın olmak ister (+0.2-0.3 nm), B'yi aktive etmek ve kristaliniteyi %98'e çekmek için 1050°C ön tavlama ile (%26.34 makalesinin verdiği taban çizgisi).
Orta SiOx (başlangıçta 1.5 nm, Ag blokaj bölgesi) — BC'de malzeme bölgelere ayrılabilir.
Bu temel değişkendir. %26.66/%26.34'teki orta katman saf termal SiO₂'dir, tek işlevlidir (Ag'yi bloke eder + durdurma katmanını inceltir). İç içe geçmiş BC yapısı altında, p-parmak bölgesi tam kontağın hiç karşılaşmadığı iki yeni sorunla karşılaşır.
Sorun A: p-TOPCon tarafı alan etkisinde doğal olarak zayıftır. Si/SiO₂ arayüzündeki B'den gelen sabit yük pozitiftir (n+ tarafının tersi). Saf SiOx, p-tarafı alan etkisi pasivasyonu vermez, bu yüzden dış bir AlOx yığınından negatif yük ödünç almanız gerekir.
Sorun B: Metal kontak rekombinasyonu J₀,metal p-parmak altında BC verimlilik tavanıdır. Gümüşsüz BC bugün Al-kontak J₀,metal ~2400-2500 fA/cm² seviyesinde, bu da ~%25.9 verimliliğe karşılık gelir. %26.8 Ag-sistemi seviyesine ulaşmak için J₀,metal değerini 400-500 fA/cm² altına indirmeniz gerekir.
Saf SiOx orta katman A'yı kaldıramaz. Tüm yapıyı AlOx/SiOx ile değiştirmek başka bir mayına basmak demektir.
AlOx/SiOx tünel katmanı olarak bir tuzak, ancak orta katman olarak şeker olabilir
Literatürde iki senaryo karıştırılıyor ve birbirinden ayrı tutulmalıdır.
Senaryo 1: AlOx doğrudan alt SiOx'in yerini tünel katmanı olarak alır. Kaur'un çalışması (Solar Energy Materials 2021) burada uyarıcı bir hikayedir:
AlOx ve AlOx/SiOx çift katmanları tünel katmanları olarak saf SiOx'ten daha kötü pasivasyon sağlar.
Mekanizma: AlOx/SiOx B difüzyonunu belirgin şekilde artırır ve P difüzyonunu baskılar. B, AlOx bölgesinde bir "rezervuar" oluşturur ve ardından c-Si'ye itilir — Auger rekombinasyonu ve B-O çift kusurlarının çifte etkisi.
Bunun üzerine, AlOx'ten c-Si'ye difüze olan Al derin seviyeler oluşturur, bu yüzden SRH rekombinasyonu da artar.
Bu yüzden alt SiOx kesinlikle AlOx ile değiştirilemez — 26.66/26.34 taban çizgilerinin hareket etmemesinin kök nedeni budur ve LONGi HIBC'nin tam olarak "P-tarafı a-Si:H (HJT mantığı), N-tarafı poly (TOPCon mantığı)" ile çalışmasının nedeni de budur. P-tarafı SiOx/poly düzenini tamamen atlar ve B-SiOx tuzağından kaçınmak için HJT amorf + hidrojen yolunu izler.
Senaryo 2: AlOx/SiOx "orta" konumda bulunur (tünelleme yok, sadece alan etkisi + Ag engelleme). Bu sadece BC'ye özgü bir hamle:
Alt SiOx (1.x nm) saf termal SiO₂ olarak kalır, pasifleştirici pinhole'ları büyütür.
İç poly'nin (p+, yüksek kristalinite) üstünde, dış poly'nin (p++, metalizasyon için yoğun katkılı) altında saf SiOx orta katman (1-1.5 nm) bulunur.
Kontak olmayan bölgelerde (parmaklar arasında ve parmak içinde pastadan uzakta), orta katman ultra ince AlOx (2-4 nm) / SiOx (1 nm) istifine dönüşür. AlOx negatif sabit yükü ~10¹²-10¹³ cm⁻² p-parmağına alan etkisi sağlar ve p-TOPCon tarafındaki Dit'i aşağı çeker.
Kontak bölgelerinde (pasta açıklığının altında), orta katman saf SiOx olarak kalır — AlOx'in pişirme sırasında B difüzyonunu patlatmasını önlemek için (Ag pastası 700-800°C'de pişer ve AlOx, Si-H ayrışması nedeniyle 550°C üzerinde kararsız hale gelir).
Bu "bölgeli orta" katman için henüz kamuya açık BC kesit verisi yok, ancak mantık zinciri tutarlı. n-tipi ön yüzey pasivasyonunda 6nm/12nm a-SiOx:H/AlOx:H, tavlama olmadan τeff 5.1 ms veriyor; bu, AlOx'un c-Si'ye doğrudan temas etmemesi (arada a-SiOx veya SiOx olması) durumunda alan etkisi ve kimyasal pasivasyonun birlikte çalıştığını gösteriyor. BC p-parmak temas dışı bölgesi tam olarak bu durumdur: alttaki SiOx c-Si'yi ayırır, ortadaki AlOx/SiOx iç poli'yi ayırır, AlOx asla c-Si'ye temas etmez ve B difüzyon yolu iki bariyerle (alttaki SiOx artı iç poli) engellenir — doğrudan tünel katmanı olarak AlOx'tan çok daha güvenlidir.
Ürün Uygulaması
p-parmak lokalizasyonu için üç destekleyici hamle (26.34'ten 27.6'ya artış)
| Hamle | %26.34 taban çizgisi | BC p-parmak lokalizasyon artışı | Ele alınan darboğaz |
|---|---|---|---|
| Alt SiOx | Tam temas 1.8 nm (p-TOPCon tarafı) | p-parmak altında 1.8→2.0 nm (anti-B sabitleme), n-parmak altında 1.3-1.5 nm | B ayrışması SiOx'i bozar |
| Orta SiOx | Saf SiOx 1 nm (in-situ) | Bölgeli: temas dışı AlOx(3nm)/SiOx(1nm), temas saf SiOx 1 nm | Zayıf p-tarafı alan etkisi |
| Dış poli | 90 nm p++, alkali metal macunu | p-parmak altında lazer LCO açılımı, sadece AlOx/SiNx'i açar, poli/SiOx'a zarar vermez (iVoc kararlı doğrulandı) | J₀,metal 2400→400 |
| Tavlama | 1050°C ön tavlama, %98 kristalinite | Aynı, ancak p/n parmak birlikte tavlama penceresi uzlaşma gerektirir — P tarafı 880-920, B tarafı 1050, ~950-980°C uzun tavlamada bölünür | Termal bütçe çakışması |
| Metalizasyon | Alkali metal Ag macunu (ağırlıkça %4 Na₂O/K₂O) | Gümüşsüz Al temas veya Ag-Al karışık macun, p-parmak 700°C pişirme J₀,metal ~2400, n-parmak aynı koşulda ~2500 | Gümüşsüz + J₀,metal'i 400'e zorla |
That silver-free BC data matters: after LCO (laser contact opening) iVoc barely drops and Raman shows no amorphous signal, proving "open the window without breaking poly/SiOx passivation" is doable — that's the process foundation for "keep pure SiOx middle in contact regions + LCO paste window" under the BC p-finger. But J₀,metal 2400 fA/cm² only maps to 25.9% efficiency. That 0.9% abs gap to the Ag-system 26.8% is entirely eaten by contact recombination. The next-jump bottleneck is not the passivation layer, it's metallization.
So what's the backside really fighting over in that last jump to 27%
Line up all four generations — Das 25.4 → JinKo 26.66 → JinKo 26.34 → Golden Stone 27.62 / LONGi 28.13:
25.4% generation: the backside fought over the bottom SiOx's "pinhole personality" (passivation vs recombination), LPCVD two-step oxidation growing 10¹²-class passivating pinholes.
26.66% generation: the backside fought over the double-layer SiOx/poly + middle SiOx Ag block + laser thinning, solving metallization degradation and parasitic absorption.
26.34% generation: back p-TOPCon full-contact double-layer + alkali-metal paste + 1050°C pre-anneal, gnawing at p-side B segregation and metallization.
27.6%+ generation (BC): back p/n interdigitated, bottom SiOx tuned by polarity (p-side 2.0 / n-side 1.3) + zoned middle (non-contact AlOx/SiOx for field effect, contact pure SiOx) + LCO opening without hurting passivation + silver-free/low-Ag metallization pressing J₀,metal to 400.
One counter-intuitive call: above 27%, in the backside "field effect + double-layer combo," AlOx cannot go in the bottom (the tunnel site blows up B diffusion), only in the middle non-contact region. That's the biggest difference from the PERC era's "AlOx directly on c-Si to borrow negative charge." The BC structure happens to hand you the space for a "zoned middle" (interdigitated geometry brings its own zoning). Full-contact TOPCon simply can't play this. That also explains why 26.66/26.34 never put AlOx in the middle — they're full-contact, the middle has to double as stop layer + Ag block, and pure SiOx is safer.
What a BC pilot line can try first
Move p-finger bottom SiOx from 1.5 to 1.8-2.0 nm — add 30-50% LPCVD 620°C O₂ time, first look at the B segregation ECV profile.
Run "two-choice" middle samples: Group A pure SiOx 1.5 nm (26.66 baseline), Group B non-contact ALD AlOx 3nm / SiOx 1nm plus contact pure SiOx 1.5 nm (get the LCO window alignment right).
AlOx'i karşılamak için LCO lazerini ayarlayın — AlOx, 355 nm'ye SiOx'ten daha duyarlıdır, bu nedenle derin UV 4.8 eV foton "poly/SiOx'e zarar vermeden yalnızca SiNx/AlOx'i açan" reçetesinin B-tarafı ve N-tarafı dozları için ayrı ayrı yeniden kalibre edilmesi gerekir.
Metalizasyonu Ag-Al karışık macuna veya tam Al'a geçirin, pişirmeyi 700°C'de kilitleyin — temel n/p J₀,metal 2400-2500 değerine ulaşmak için cam frit + pişirme atmosferi + kontak desen yoğunluğunun hepsi birlikte ayarlanmalıdır.
BC metalizasyon ekibi için açık sorular
p-parmağının altındaki "bölgeli orta"nın üretim fizibilitesi — ALD AlOx'in yalnızca kontak olmayan bölgeye uygulanması bir maske gerektirir mi, yoksa tüm yüzeye mi kaplanır ve LCO'nun kontak bölgesindeki AlOx'i süpürmesine mi izin verilir? İlki bir maske adımı ekler (BC zaten yeterince karmaşık), ikincisi LCO lazerinin AlOx/SiOx istifini süpürüp alttaki SiOx'in pinhole'ları pasifleştirmesine zarar verme riski taşır (yalnızca AlOx/SiNx süpürmenin poly/SiOx'e zararsız olduğu doğrulandı; AlOx/SiOx istifi doğrulanmadı).
Ayrıca, Golden Stone'un %27.62'si "gradyan B-katkılı a-Si + O-katkılı a-SiOx ön pasivasyonu" kullandı ve P-tarafı TOPCon yerine HJT mantığındaydı. HIBC (P-tarafı HJT + N-tarafı TOPCon) tam-TOPCon BC'den (hem p-parmağı hem n-parmağı poly/SiOx) daha mı erken %28'e ulaşacak? LONGi'nin %28.13 çizgisi HIBC'nin kazandığını gösteriyor, ancak tam-TOPCon BC'nin cihaz basitliği (hem N hem P tarafında poly, ortak tavlama) uzun vadeli maliyette geri kazanabilir. Bu iki BC alt yolu, "pasivasyon tavanı vs süreç karmaşıklığı" ödünleşimi üzerinde bir sonraki çatışmayı yaşayacak.
Arka arkaya dört makale (Das 25.4 → JinKo 26.66 → JinKo 26.34 → Golden Stone 27.62 / LONGi 28.13) ve TOPCon'un üç nesil arka taraf mantığı %25→%26→%27+ tamamlandı: pasifleştirici pinhole'lar → çift katmanlı Ag blok + inceltme → BC interdigitasyonu + bölgeli orta + alan etkisi kombinasyonu.
Ooitech'in Görüşü
Bölgeli orta fikri zekice, ancak dürüst olmak gerekirse daha zor mücadele çizim tahtasında değil, hatta yaşanıyor. J₀,metal'i 2400'den 400'e düşürmek, LCO lazer dozajınızın, macun fritinizin ve pişirme profilinizin her parmakta, plaka üstüne plaka toleransı koruması gerektiği anlamına gelir — ve bu, hücre fiziği kadar modül hattı tekrarlanabilirlik sorunudur. Endüstri önce tam-TOPCon BC'ye mi yoksa HIBC'ye mi ulaşırsa ulaşsın, süreç penceresi her iki durumda da daralır, bu nedenle arka taraf istifinde metroloji ve termal kontrol gerçek kapı bekçileri haline gelir. Modül üretim hatları kuran veya yükselten kişiler, bu pişirme ve laminasyon ödünleşimlerinin çoğunu Ooitech YouTube kanalında öğrenebilir: www.youtube.com/ooitech.
