Présentation du produit

"Le TOPCon peut-il vraiment extraire encore 0,5 % ? La limite d'Auger est déjà pratiquement sous nos yeux."

Cette remarque de salle de pause résume assez bien l'anxiété partagée par tous ceux qui exploitent une ligne n-TOPCon ces deux dernières années. Cellules pleine taille M10, efficacité de production de masse bloquée 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 augmente accessoirement la bifacialité à 88,3 %. En une phrase : corrigez 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 %, principalement des modifications sélectives au laser ou des ajustements mineurs de l'émetteur de bore. Cette fois, la ligne de Jinko coupe des deux côtés 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 pleine taille industrielles M10, pas des échantillons de laboratoire.

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

Face avant : émetteur bore à haute résistance de feuille, osez le pousser

L'ancienne contradiction de la face avant i-TOPCon : une diffusion de bore trop lourde 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 êtes obligé de forcer le contact avec LECO.

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

• Augmenter activement la résistance de feuille de l'émetteur bore, une fois la qualité de passivation assurée et la réponse bleue maintenue.

• Reconfigurer le motif des busbars/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 de surface j0 du groupe à émetteur 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 bien compensé le côté transport.

Réaction instinctive d'un ingénieur de ligne : le plus grand piège avec un émetteur bore à haute résistance n'est pas la performance électrique, c'est la fenêtre de cuisson à travers l'impression 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 bore plus grille a très probablement déjà fait l'objet d'un DOE sur la ligne M10, ce n'est pas une pure recette de laboratoire.

Face arrière : le double poly-Si est le vrai travail lourd

La section de la face 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 à travers 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 plus la dégradation sombre explosent ensemble.

• Couche 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 correction ici est une couche double d'oxyde tunnel poly-Si côté arrière (la Figure 3 TEM montre clairement la différence de cristallinité et de distribution de dopage entre les deux couches) :

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

• La couche interne penche vers l'"offensive" : 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 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 :

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

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

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

Application du produit

Laissez tomber le réflexe "Article Nature, donc cher". Pour quiconque exploite réellement une ligne n-TOPCon, il y a trois choses ici que vous pouvez essentiellement copier directement :

• Arrêtez de vous accrocher au vieux menu 80-100 ohm/sq pour l'émetteur bore. Poussez-le plus haut, recalculez les grilles, réglez la fenêtre LECO, et 0,2-0,3 % abs sur la face avant sont réellement à portée.

• 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 en tant que mode de défaillance caché coûte vraiment cher sur les 25 ans de vie d'un module bifacial.

• Échangez l'amincissement local du poly pour la bifacialité. C'est un meilleur compromis que d'optimiser uniquement le verre et l'encapsulant. 88 % de bifacialité avec un tracker, et le calcul du coût du kWh côté centrale parle de lui-même.

Bien sûr, il y a des pièges : le budget thermique du double poly, 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 publier une efficacité certifiée, ce qui signifie qu'au moins la ligne pilote M10 fonctionne déjà bien.

Question ouverte : dans le budget thermique TOPCon actuel de 1300+ de diffusion de bore à haute température 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 optimiser TOPCon ?

Point de vue d'Ooitech

Ce qui est discrètement intéressant ici, c'est que ces deux leviers, l'émetteur bore à haute résistance de couche et le double poly arrière, se situent presque entièrement du côté de la cellule, mais le bénéfice apparaît au niveau du module grâce à cette bifacialité de 88,3 %. Sur une ligne de modules, une bifacialité plus élevée change la façon dont vous envisagez l'empilement, le choix du verre ou de la feuille arrière, et la tension du cordon pour des cellules plus fines et plus fragiles, donc la fenêtre de processus côté module doit évoluer en conséquence. En tant que constructeurs de lignes de modules clés en main travaillant sur des formats allant du M10 au shingled et TOPCon, nous surveillons de près ces évolutions au niveau des cellules, car elles fixent le rythme de ce que la ligne aval doit gérer. Si vous voulez voir comment une ligne de production de modules modernes fonctionne réellement, la chaîne YouTube Ooitech à l'adresse www.youtube.com/ooitech mérite un abonnement.