L'affinage électrique double face propulse le M10 industriel

Réponse rapide : Le raffinement électrique double face est l'une des voies utilisées pour pousser les cellules TOPCon M10 industrielles au-delà du plateau d'efficacité. La limite Auger — la perte par recombinaison inhérente aux régions de silicium fortement dopées — est la contrainte à laquelle se heurte l'optimisation simple face, c'est pourquoi l'approche raffine le comportement électrique à la fois de l'émetteur avant et du contact arrière plutôt qu'un seul à la fois. Cela signifie coordonner la résistance de couche de l'émetteur, le contact passivant et la métallisation afin que les deux faces ne se contrarient pas. Les gains en jeu sont faibles par étape, de l'ordre d'un demi pour cent, ce qui explique pourquoi le travail est réalisé sous forme de raffinement coordonné plutôt que de modification unique du procédé. Sur une ligne de production, cela se traduit par une maîtrise des recettes et une discipline de mesure plutôt que par de nouveaux équipements.

Fabrication de modules PV · par Jerry, Ooitech

Introduction du produit

"Peut-on TOPCon vraiment gratter encore 0,5 % ? La limite de l'Auger est déjà pratiquement sous notre nez."

Cette remarque de salle de pause résume assez bien l'anxiété partagée de tous ceux qui exploitent une ligne n-TOPCon ces deux dernières années. Cellules M10 pleine taille, efficacité de production de masse coincée entre 25,5% et 26%, et chaque 0,1% supplémentaire signifie lutter contre la recombinaison, le contact et la pâte d'argent. Puis Jinko, avec l'Institut des Matériaux de Ningbo, publie cet article dans Nature Energy et pousse l'efficacité certifiée du M10 TOPCon industriel directement à 26,66%, et porte au passage la bifacialité à 88,3%. Version en une phrase : corriger les deux faces électriques à la fois, au lieu de ne chercher que la passivation ou que les lignes de grille.

Yang, Z. et al. Dual-side electrical refinement enables efficient industrial tunnel oxide passivating contact silicon solar cells. Nat. Energy 11, 699-709 (2026). doi:10.1038/s41560-026-01982-2

26,66%, D'où Vient Cette Nouvelle Étape

Les « nouvelles d'efficacité » TOPCon de l'année dernière sont honnêtement devenues un peu lassantes à regarder. 26,1%, 26,35%, surtout des modifications sélectives au laser ou des ajustements mineurs de l'émetteur de bore. Cette fois, la ligne de Jinko coupe sur les deux faces à la fois :

• Surface avant : émetteur de bore à haute résistance de couche plus optimisation du motif des lignes de grille, réduisant la recombinaison et les pertes de transport.

• Surface arrière : structure double couche poly-Si/SiOx, bloquant la diffusion de l'argent, couche interne à haute cristallinité, faible phosphore inactif dans le substrat, et amincissement local.

• Plateforme de certification : cellules industrielles pleine taille M10, pas des échantillons de laboratoire.

Cette bifacialité de 88,3% est en fait plus frappante que l'efficacité absolue dans le monde n-TOPCon, et j'expliquerai pourquoi plus tard.

Surface Avant : Émetteur de Bore à Haute Résistance de Couche, Osez le Pousser

L'ancienne contradiction de la face avant i-TOPCon : une diffusion de bore trop forte et la recombinaison Auger plus la recombinaison de concentration explosent ; trop légère et la résistance latérale de l'émetteur devient grande, le courant sous les doigts fins ne peut pas être collecté, et vous revenez à forcer le contact avec LECO.

Ce que fait cet article (voir la série de figures 2) :

• Pousser activement la résistance de feuille de l'émetteur de bore vers le haut, une fois la qualité de passivation assurée et la réponse bleue conservée.

• Refaire le motif des barres collectrices et des doigts pour que la perte de transport latéral soit compensée à l'étape de la grille.

• Côté métallisation, utiliser une approche de type nano-chauffage par effet Joule (les travaux préliminaires de la même équipe dans Zhou et al., Small 2025 sont dans les références) pour réduire la résistance de contact Ag-Si.

La comparaison IQE/PL de la figure 2 le montre : la densité de courant de recombinaison en surface avant j0 du groupe d'émetteur à haute résistance diminue clairement, et le facteur de remplissage ne s'effondre pas, ce qui signifie que l'optimisation de la grille et du contact local a vraiment compensé le côté transport.

Réaction instinctive d'un ingénieur de ligne : le plus grand piège avec un émetteur de bore à haute résistance n'est pas la performance électrique, c'est la fenêtre de cuisson traversante et la compatibilité avec le processus LECO. C'est une équipe issue de la propre ligne de Jinko (des auteurs comme Mao Jie et Wang Zhao viennent de Haining Jinko), ce qui signifie que cette combinaison diffusion de bore plus grille a très probablement déjà fait son DOE sur la ligne M10, ce n'est pas une recette purement de laboratoire.

Surface arrière : le double poly-Si est le vrai travail de fond

La section sur la surface arrière est la partie la plus orientée ingénieur de tout l'article (figures 3 et 4).

Tout le monde connaît les pièges dans lesquels la structure traditionnelle n+-poly / SiOx est tombée :

• Lors de la cuisson traversante de la pâte d'argent, l'Ag perce vers le substrat le long des joints de grains, induisant des états d'interface, et la dégradation induite par la lumière et la dégradation à l'obscurité explosent ensemble.

• Couche de poly trop épaisse et l'absorption parasite arrière mange la bifacialité ; trop fine et la passivation plus le contact ne peuvent pas rester stables.

La solution ici est une couche arrière de poly-Si à oxyde tunnel double (la TEM de la figure 3 rend claire la différence de cristallinité et de distribution de dopage entre les deux couches) :

• La couche externe penche vers la « défense » : bloquer la diffusion de l'argent, empêcher la passivation de l'interface d'être détruite par la métallisation.

• La couche interne penche vers « offensif » : haute cristallinité plus concentration de P inactif supprimée côté substrat, donc la qualité de passivation augmente (les données iVoc et j0 de la Figure 4 le confirment).

• Couche de poly localement amincie (probablement LCO ou zones de fenêtres ouvertes au laser) : la transmission arrière augmente, la bifacialité atteint 88,3 %.

Dans les courbes de comparaison de la Figure 4, le groupe double-poly par rapport à la référence simple-poly :

• La Voc reste stable (grâce à la couche interne à haute cristallinité et au faible phosphore inactif).

• Le FF n'est pas sacrifié (la diffusion d'argent est stoppée par la couche externe, la résistivité de contact n'explose pas).

• La bifacialité passe d'un TOPCon conventionnel ~80 % à 88,3 %, et cela compte plus pour le coût BOS que les 0,3 % sur la fiche de rendement.

Application produit

Oubliez le réflexe « article Nature, donc forcément cher ». Pour quiconque exploite réellement une ligne n-TOPCon, il y a trois choses ici que vous pouvez pratiquement copier directement :

• Arrêtez de vous accrocher à l'ancien menu de 80-100 ohm/sq pour l'émetteur bore. Poussez-le plus haut, recalculez les lignes de grille, réajustez la fenêtre LECO, et 0,2-0,3 % absolu sur la face avant est réellement à portée de main.

• Passez le poly arrière de simple à double couche. La couche externe n'est pas forcément chère, c'est juste une couche CVD de plus, mais la diffusion d'argent comme mode de défaillance caché représente un vrai coût sur les 25 ans de vie d'un module bifacial.

• Échangez l'amincissement local du poly contre la bifacialité. C'est une meilleure affaire que d'optimiser uniquement le verre et encapsulant. 88 % de bifacialité avec un tracker, et le calcul du coût en kWh au niveau de la centrale parle de lui-même.

Bien sûr, il y a des pièges : le budget thermique du poly double couche, le débit et l'uniformité de l'amincissement local au laser, et l'ampleur de la rénovation par rapport à une configuration en ligne existante. L'article ne les détaillera pas, mais Jinko a osé afficher un rendement certifié, ce qui signifie qu'au moins la ligne pilote M10 tourne déjà bien.

Question ouverte : dans le budget thermique TOPCon actuel de diffusion bore à haute température 1300+ plus LECO, faut-il empiler une autre couche de modification sélective au laser par-dessus (comme la voie UV-ps dans l'article de Wang Q à 26,35 %) ? Ou le double poly arrière a-t-il déjà épuisé le compromis du triangle passivation-contact-bifacialité, ce qui signifie que la prochaine étape devrait être de passer à une structure BC plutôt que de continuer à presser le TOPCon ?

Point de vue d'Ooitech

Ce qui est discrètement intéressant ici, c'est que ces deux leviers, l'émetteur au bore à haute résistance de feuille et le double poly arrière, se situent presque entièrement du côté cellule, mais le gain se manifeste au niveau du module via cette bifacialité de 88,3 %. Sur une ligne de modules, une bifacialité plus élevée change votre façon de concevoir l'assemblage, feuille arrière ou le choix du verre, et la tension des enfileurs pour des cellules plus fines et plus fragiles, de sorte que la fenêtre de process côté module doit évoluer en conséquence. En tant que constructeurs de lignes de modules clés en main couvrant des formats allant du M10 au shingled et au TOPCon, nous suivons de près ces évolutions au niveau cellule, car elles donnent le rythme de ce que la ligne en aval doit gérer. Si vous voulez voir comment fonctionne réellement une ligne de production de modules moderne, la chaîne YouTube Ooitech à www.youtube.com/ooitech vaut la peine d'être suivie.