Pertarungan Terakhir Sisi Belakang BC-TOPCon: Pertahankan SiOx Bawah Tetap Beku, Zonasi Lapisan Tengah dengan AlOx/SiOx
Daftar Isi
Pengantar Produk
"Zhang Tua, makalah 26,34% front-n-finger plus back-p full-contact double-layer itu — langkah berikutnya adalah membuat back-p berbentuk finger juga, dan itu BC sejati. Tapi di bawah p-finger, lapisan SiOx tengah itu: apakah kita tetap pakai SiOx murni dari 26,66, atau ganti dengan AlOx/SiOx untuk meminjam efek medan?" Pertanyaan itu muncul pagi ini, tepat setelah saya mengirim makalah 26,34% ke grup chat lini produksi, dan para kru proyek BC mulai mengejarnya.
Dalam BC-TOPCon sejati, SiOx bawah — yang menumbuhkan pinhole pasivasi — tidak boleh disentuh. Tetapi lapisan "SiOx tengah", yang fungsi aslinya adalah memblokir Ag dan menipiskan lapisan stop, dapat dimainkan per zona setelah p-finger dilokalisasi. Wilayah non-kontak beralih ke AlOx/SiOx untuk meminjam efek medan. Wilayah kontak, tepat di bawah pasta, tetap memakai SiOx murni untuk menghentikan difusi B agar tidak meledak. Satu pertukaran itu adalah bagian terbesar yang bisa Anda makan di sisi belakang dalam lompatan absolut 1,3% dari 26,34% ke 27,6%+.
Parameter Teknis
Pertama, dua tolok ukur BC 27%+ di atas meja
Zheng, Z. dkk. Memaksimalkan ekstraksi pembawa dalam sel surya silikon back-contact hibrida. Nature (2026). https://doi.org/10.1038/s41586-026- (Universitas Teknologi Beijing + Golden Stone Energy, tersertifikasi 27,62%)
LONGi HIBC, 28,13%, ISFH CalTeC Apr 2026 (LONGi HIBC 2.0, rute HPBC, rekor baru). Dibangun di atas HIBC 1.0 (Wang G. dkk., Nature 647, 369–374, 2025, DOI:10.1038/s41586-025-09681-w, 27,81%) yang diiterasi dengan iPET + LIC; makalah belum terbit, sertifikasi di situs resmi LONGi.
| Metrik | JinKo 26,66% (n-TOPCon bifacial) | BJUT + Golden Stone 27,62% (HBC) | LONGi HIBC 28,13% |
|---|---|---|---|
| Struktur | Boron depan + back n-TOPCon full-contact double-layer | a-SiOx depan + back p/n interdigitated (HBC) | HJT-P depan + back TOPCon-N finger (HIBC) |
| Voc (mV) | 744.6 | 740 | — |
| Jsc (mA/cm²) | ~41.2 perkiraan | 42.54 | — |
| FF (%) | 85.57 | 87.73 | — |
| Langkah kunci | SiOx/poly lapisan ganda + pemblokiran Ag | Pasivasi depan a-SiOx dengan doping B gradien + a-Si dengan doping O | Pasivasi hibrida bipolar (sisi-P a-Si:H + sisi-N poly) |
Perhatikan FF 87,73%. 26,66% hanya mencapai 85,57%. Selisih FF absolut 2% itu bukan sesuatu yang bisa ditutupi oleh "lapisan ganda sisi belakang" saja. Itu berasal dari optimasi geometri jari kontak sisi belakang, pengurangan bayangan tanpa grid di permukaan depan, dan menekan rekombinasi kontak ke level 400-500 fA/cm² (lebih lanjut di bawah).
Keunggulan Teknis
Bagaimana SiOx/poly lapisan ganda berubah setelah jari-p dilokalisasi
Kedua "lapisan ganda" 26,66% dan 26,34% adalah sisi belakang kontak penuh — poly menutupi seluruh permukaan belakang, SiOx tengah berjalan sebagai lembaran kontinu. Setelah BC nyata membuat kedua kontak belakang-n dan belakang-p berbentuk jari, tumpukan berubah dari "selimut" menjadi "interdigitasi," dan kedua logika itu harus dibagi ulang.
SiOx bawah (~1.x nm, situs terowongan) — tidak pernah bergerak.
Ini adalah wilayah utama dari makalah pasivasi lubang jarum Das Solar. Ia menumbuhkan lubang jarum kelas 10¹² cm⁻² yang mengandung oksigen, dan menekan J₀ ke 2-4 fA/cm² bergantung padanya.
Dalam BC, SiOx bawah di bawah jari-p menghadapi poly dengan doping B, bukan P. B memiliki Dit lebih tinggi di antarmuka Si/SiO₂, dan segregasi B merusak stoikiometri SiOx. Jadi SiOx bawah sisi jari-p sebenarnya ingin sedikit lebih tebal daripada sisi jari-n (+0,2-0,3 nm), dengan pra-anneal 1050°C untuk mengaktifkan B dan menarik kristalinitas ke 98% (dasar yang diberikan oleh makalah 26,34%).
SiOx tengah (awalnya 1,5 nm, situs pemblokiran Ag) — dalam BC, material dapat dizonasi.
Ini adalah variabel inti. Bagian tengah dalam 26,66/26,34 adalah SiO₂ termal murni, fungsi tunggal (memblokir Ag + menipiskan lapisan stop). Di bawah struktur BC interdigitasi, wilayah jari-p menghadapi dua titik nyeri baru yang tidak pernah dihadapi kontak penuh.
Titik nyeri A: Sisi p-TOPCon secara alami lemah pada efek medan. Muatan tetap dari B di antarmuka Si/SiO₂ positif (berlawanan dengan sisi n+). SiOx murni tidak memberikan pasivasi efek medan sisi-p, jadi Anda harus meminjam muatan negatif dari tumpukan AlOx luar.
Titik nyeri B: Rekombinasi kontak logam J₀,metal di bawah p-finger adalah batas efisiensi BC. BC bebas-perak saat ini berada pada J₀,metal kontak Al ~2400-2500 fA/cm², setara dengan efisiensi ~25,9%. Untuk mencapai level sistem Ag 26,8%, Anda harus menekan J₀,metal di bawah 400-500 fA/cm².
Lapisan tengah SiOx murni tidak bisa menangani A. Mengganti seluruhnya dengan AlOx/SiOx menginjak ranjau darat lain.
AlOx/SiOx sebagai lapisan terowongan adalah jebakan, tetapi sebagai lapisan tengah mungkin saja permen
Dua skenario tercampur dalam literatur dan harus dipisahkan.
Skenario 1: AlOx langsung menggantikan SiOx bawah sebagai lapisan terowongan. Pekerjaan Kaur (Solar Energy Materials 2021) adalah kisah peringatan di sini:
AlOx dan lapisan ganda AlOx/SiOx sebagai lapisan terowongan mempassivasi lebih buruk daripada SiOx murni.
Mekanisme: AlOx/SiOx secara nyata meningkatkan difusi B dan menekan difusi P. B menumpuk menjadi "reservoir" di daerah AlOx kemudian mendorong ke c-Si — ledakan ganda rekombinasi Auger plus cacat pasangan B-O.
Selain itu, Al berdifusi dari AlOx ke c-Si membentuk level dalam, sehingga rekombinasi SRH juga meningkat.
Jadi SiOx bawah sama sekali tidak bisa diganti dengan AlOx — itulah alasan utama baseline 26,66/26,34 tidak bergerak, dan persis mengapa LONGi HIBC menggunakan "sisi-P dengan a-Si:H (logika HJT), sisi-N dengan poly (logika TOPCon)." Sisi-P hanya menghindari pengaturan SiOx/poly dan mengambil rute amorf + hidrogen HJT untuk menghindari jebakan B-SiOx.
Skenario 2: AlOx/SiOx berada di posisi "tengah" (tanpa tunneling, hanya efek medan + pemblokiran Ag). Ini adalah permainan khusus BC:
SiOx bawah (1,x nm) tetap SiO₂ termal murni, menumbuhkan lubang jarum passivasi.
Di atas poly dalam (p+, kristalinitas tinggi), di bawah poly luar (p++, didoping berat untuk metalisasi) terdapat SiOx tengah murni (1-1,5 nm).
Di daerah non-kontak (antara finger, dan di dalam finger jauh dari pasta), tengah diganti dengan tumpukan AlOx ultra-tipis (2-4 nm) / SiOx (1 nm). Muatan tetap negatif AlOx ~10¹²-10¹³ cm⁻² memberikan efek medan pada p-finger dan menekan Dit sisi-p-TOPCon.
Di daerah kontak (di bawah bukaan pasta), tengah tetap SiOx murni — untuk mencegah AlOx membiarkan difusi B meledak selama firing (pasta Ag firing pada 700-800°C, dan AlOx menjadi tidak stabil di atas 550°C saat Si-H terdisosiasi).
Belum ada data penampang BC publik pada "zona tengah" ini, tetapi rantai logikanya tetap berlaku. a-SiOx:H/AlOx:H pada 6nm/12nm di permukaan depan tipe-n sudah mencapai τeff 5,1 ms tanpa anil, yang menunjukkan AlOx yang tidak menyentuh c-Si secara langsung (dengan a-SiOx atau SiOx di antaranya) memungkinkan efek medan dan pasivasi kimia bekerja sama. Wilayah non-kontak jari-p BC persis seperti kasus itu: SiOx bawah memisahkan c-Si, AlOx/SiOx tengah memisahkan polisilikon dalam, AlOx tidak pernah menyentuh c-Si, dan jalur difusi B dihambat oleh dua penghalang, SiOx bawah ditambah polisilikon dalam — jauh lebih aman daripada AlOx sebagai lapisan terowongan langsung.
Aplikasi Produk
Tiga langkah pendukung untuk lokalisasi jari-p (kenaikan 26,34 ke 27,6)
| Langkah | Baseline 26,34% | Kenaikan lokalisasi jari-p BC | Hambatan yang diatasi |
|---|---|---|---|
| SiOx bawah | Kontak penuh 1,8 nm (sisi p-TOPCon) | 1,8→2,0 nm di bawah jari-p (anti-pinning B), 1,3-1,5 nm di bawah jari-n | Segregasi B merusak SiOx |
| SiOx tengah | SiOx murni 1 nm (in-situ) | Zona: non-kontak AlOx(3nm)/SiOx(1nm), kontak SiOx murni 1 nm | Efek medan sisi-p lemah |
| Polisilikon luar | 90 nm p++, pasta logam alkali | Pembukaan LCO laser di bawah jari-p, hanya membuka AlOx/SiNx tanpa merusak polisilikon/SiOx (iVoc terverifikasi stabil) | J₀,logam 2400→400 |
| Anil | Pra-anil 1050°C, kristalinitas 98% | Sama, tetapi jendela anil bersama jari-p/n harus kompromi — sisi-P 880-920, sisi-B 1050, pisah pada anil lama ~950-980°C | Konflik anggaran termal |
| Metalisasi | Pasta Ag logam alkali (4wt% Na₂O/K₂O) | Kontak Al bebas perak atau pasta campuran Ag-Al, pembakaran jari-p 700°C J₀,logam ~2400, jari-n ~2500 kondisi sama | Bebas perak + tekan J₀,logam ke 400 |
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).
Sesuaikan laser LCO untuk mengakomodasi AlOx — AlOx lebih sensitif terhadap 355 nm daripada SiOx, sehingga resep foton UV-dalam 4,8 eV "hanya membuka SiNx/AlOx tanpa merusak poly/SiOx" perlu dikalibrasi ulang untuk dosis sisi-B dan sisi-N secara terpisah.
Ganti metalisasi dengan pasta campuran Ag-Al atau Al penuh, kunci firing pada 700°C — baseline n/p J₀,metal 2400-2500 membutuhkan frit kaca + atmosfer firing + kepadatan pola kontak yang disetel bersama untuk mencapai 400-500.
Pertanyaan terbuka untuk kru metalisasi BC
Kelayakan manufaktur dari "zona tengah" di bawah jari-p — apakah ALD AlOx hanya pada area non-kontak memerlukan masker, atau Anda mendepositkan seluruh permukaan dan membiarkan LCO menyapu AlOx di area kontak? Yang pertama menambah langkah masker (BC sudah cukup kompleks), yang terakhir berisiko laser LCO menyapu tumpukan AlOx/SiOx dan merusak lubang kecil SiOx yang mempassivasi bagian bawah (hanya menyapu AlOx/SiNx yang terverifikasi tidak merusak poly/SiOx; tumpukan AlOx/SiOx tidak terverifikasi).
Juga, 27,62% Golden Stone menggunakan "passivasi depan a-Si doped-B gradien + a-SiOx doped-O," dengan sisi-P pada logika HJT daripada TOPCon. Apakah HIBC (sisi-P HJT + sisi-N TOPCon) akan mencapai 28% lebih awal daripada BC TOPCon penuh (baik jari-p maupun jari-n poly/SiOx)? Garis 28,13% LONGi terlihat seperti HIBC menang, tetapi kesederhanaan perangkat BC TOPCon penuh (poly di kedua sisi N dan P, anil bersama) mungkin menang kembali pada biaya jangka panjang. Dua sub-rute BC ini akan bertabrakan berikutnya pada trade-off "batas passivasi vs kompleksitas proses."
Empat makalah berturut-turut (Das 25,4 → JinKo 26,66 → JinKo 26,34 → Golden Stone 27,62 / LONGi 28,13), dan logika sisi belakang tiga generasi TOPCon dari 25%→26%→27%+ selesai: lubang kecil yang mempassivasi → blok Ag dua lapis + penipisan → interdigitasi BC + zona tengah + kombinasi efek medan.
Pandangan Ooitech
Ide zona tengah itu cerdas, tetapi sejujurnya pertarungan yang lebih sulit ada di lini produksi, bukan di papan gambar. Mendorong J₀,metal dari 2400 turun ke 400 berarti dosis laser LCO Anda, frit pasta, dan profil firing harus menjaga toleransi di setiap jari, wafer demi wafer — dan itu masalah repeatability lini modul sama seperti fisika sel. Apakah industri akan mendarat pada BC TOPCon penuh atau HIBC lebih dulu, jendela proses menyusut bagaimanapun, jadi metrologi dan kontrol termal pada tumpukan sisi belakang menjadi penjaga gerbang yang sebenarnya. Orang-orang yang membangun atau meningkatkan lini produksi modul dapat mempelajari banyak trade-off firing dan laminasi ini di saluran YouTube Ooitech di www.youtube.com/ooitech.
