Technologie de cellule solaire THBC : Comment le dos hybrid passivé

Réponse rapide : THBC est une cellule hybride à contacts arrière passivés qui attribue différents types de contacts à différentes régions de la surface arrière plutôt que d'appliquer une seule architecture partout. C'est la tendance qu'elle représente : l'arrière d'une cellule à haut rendement n'est plus uniforme, et chaque région reçoit le contact qui convient à sa fonction — un contact passivant TOPCon là où la faible recombinaison importe le plus, un contact à hétérojonction là où la sélectivité des porteurs importe le plus. Les formats de plaquettes en jeu sont 182 mm et 210 mm, et les annonces de capacité industrielle autour de cette famille ont atteint des chiffres tels que 316,6 GW et 240 GW lors des cycles de planification, avec des ambitions de rendement cellulaire dans la bande de 25 % à 30 %. Pour la fabrication de modules, la contrainte pratique est le motif arrière : plus de contacts au dos signifie des tolérances plus serrées aux postes de connexion et de busbar, et cela rend l'inspection de la face arrière plus importante que l'aspect de la face avant.

Fabrication de modules PV · par Jerry, Ooitech

Introduction

THBC est une expression d'une tendance plus large : attribuer différents types de contacts à différentes régions arrière. La séquence complète du parcours est cartographiée dans le Feuille de route technologique des cellules BC : de la structure au procédé.

Le point essentiel est simple mais puissant : THBC n'est pas une simple amélioration progressive de plus. C'est une reconstruction systématique qui réunit TOPCon le contact passivé, la passivation haute efficacité du HJT et la disposition d'électrodes sans fil de l'IBC en une seule architecture construite autour de la face arrière de la cellule.

L'industrie photovoltaïque, après une période d'expansion intensive de capacité, est officiellement entrée dans un nouveau cycle de transformation en 2026. Le centre de la compétition se déplace de l'échelle et des bas prix vers l'efficacité, la qualité et les rendements sur l'ensemble du cycle de vie.

Alors que la limite théorique des cellules en silicium cristallin à jonction unique (environ 29,4 %) se rapproche, les technologies conventionnelles TOPCon et HJT rencontrent des contraintes physiques et économiques de plus en plus strictes au plafond de rendement de production de masse d'environ 27 %.

Dans ce contexte, une nouvelle architecture de cellule qui fusionne plusieurs voies technologiques de premier plan brise l'impasse monotone dans les gains d'efficacité du silicium. En avril 2026, un institut de recherche a annoncé que sa cellule THBC (cellule à contact arrière passivé hybride) développée en interne, certifiée par l'ISFH en Allemagne, a atteint un rendement de conversion maximal de 28,00 %. Cela a marqué la première fois que l'industrie franchissait le seuil de 28,0 % sur une plaquette rectangulaire de grande surface 210R (210 mm x 182 mm).

Point d'inflexion de l'industrie et montée en puissance de THBC

De l'échelle à la valeur du cycle de vie

Après avoir établi un record de 316,6 GW de nouvelles installations en 2025, le marché photovoltaïque de 2026 s'est replié vers une fourchette plus rationnelle de 220 à 240 GW. Le message est clair : il ne s'agit plus d'installer autant que possible, mais de savoir qui peut générer plus d'électricité dans une zone limitée, avec un investissement limité et dans des conditions complexes.

Les appels d'offres sur le marché de l'électricité sont devenus la norme, et les développeurs de centrales abandonnent l'ancienne logique d'attribution des contrats uniquement sur le prix le plus bas. Ils recherchent désormais une production d'énergie plus élevée et de meilleurs rendements sur l'ensemble du cycle de vie.

Entre-temps, les cellules P-type conventionnelles et certaines premières lignes TOPCon ont vu leur taux d'utilisation chuter sous 30 % en raison de la surcapacité, tandis que les cellules à contact arrière BC à haute efficacité ont maintenu un taux d'utilisation proche de 60 % au premier trimestre 2026, accélérant ainsi leurs gains de parts de marché.

La politique se durcit également. Selon les nouvelles normes nationales d'efficacité, seuls les modules avec une efficacité de conversion de 24,2 % ou plus peuvent atteindre le niveau d'efficacité Tier 1. Aux niveaux de production de masse actuels, seuls les modules BC à haute efficacité franchissent cette barre de manière constante. Avec un marché exigeant des rendements et une politique exigeant l'efficacité, cette double résonance a ouvert la voie à la percée de THBC en 2026.

Qu'est-ce que THBC : Les deux gènes d'Ace Technologies

TOPCon : Contact passivé par oxyde tunnel

TOPCon signifie Tunnel Oxide Passivated Contact. Son cœur consiste à faire croître une couche ultra-mince de dioxyde de silicium (SiO2) sur la surface de la plaquette, généralement de 1 à 2 nanomètres d'épaisseur, puis à déposer un film de polysilicium pour construire une structure de contact sélectif de porteurs. Cela apporte deux avantages clés : une excellente passivation et une forte compatibilité avec les lignes de production PERC existantes, ce qui explique pourquoi TOPCon s'est développé si rapidement ces dernières années.

IBC : Contact arrière interdigité

IBC signifie Interdigitated Back Contact. Sa plus grande caractéristique est de déplacer toutes les électrodes positives et négatives à l'arrière de la cellule. Avec le devant exempt de grilles métalliques, les pertes d'ombrage dues à la métallisation avant disparaissent entièrement. L'IBC augmente non seulement la zone de réception de la lumière, mais offre également une esthétique superbe, ce qui explique pourquoi des entreprises comme SolarCity de Tesla ont misé lourdement sur cette voie.

THBC : Reconstruction et renforcement

THBC peut être compris comme Tunnel Oxide Passivated Contact - Hybrid Back Contact. Il reconstruit en profondeur les gènes de TOPCon et d'IBC : en utilisant la structure de contact passivé de TOPCon comme base physique à l'arrière, tout en empruntant la disposition des électrodes interdigitées de l'IBC. Mais THBC n'est pas un simple empilement TOPCon + IBC. C'est plutôt comme fusionner le contact passivé de TOPCon, la passivation à haute efficacité de HJT et la conception d'électrodes non ombragées des cellules BC en une seule architecture systématique. Ces mécanismes de passivation se complètent physiquement, offrant des performances électriques et optiques combinées bien supérieures à toute voie unique.

Physique et mécanismes derrière la percée de 28 %

Le contact sélectif de porteurs améliore l'efficacité quantique

Dans les cellules conventionnelles, le contact direct entre le métal et le silicium crée de nombreux défauts d'interface qui agissent comme des centres de recombinaison, perdant des porteurs avant qu'ils n'atteignent l'électrode. La couche d'oxyde tunnel ultra-mince de THBC agit comme un canal de tunnel unidirectionnel. Grâce à l'effet tunnel quantique, elle laisse passer un type de porteur vers l'électrode tout en bloquant le flux inverse de l'autre type. Ce contact hautement sélectif réduit les pertes de recombinaison d'interface au minimum, augmentant la tension en circuit ouvert (Voc), le facteur de remplissage (FF) et l'efficacité quantique interne (IQE).

Le contact passivé double face minimise la densité de courant de recombinaison

Alors que les cellules BC traditionnelles résolvent l'ombrage avant, les régions dopées p+ et n+ arrière présentent encore des taux de recombinaison élevés là où elles rencontrent les électrodes métalliques. L'amélioration clé de THBC consiste à appliquer des structures de contact passivé polysilicium/oxyde à la fois sur les régions arrière p+ et n+, donnant à l'arrière une double couche de protection par passivation. Cela réduit la densité de courant de recombinaison (J0) des régions d'électrode arrière d'un ordre de grandeur entier, permettant à Voc de s'approcher de la limite physique sans sacrifier le facteur de remplissage.

La structure IBC offre un gain optique sans ombrage et une optimisation du piégeage de la lumière

THBC hérite du plus grand avantage de l'IBC : un avant entièrement sans fil, atteignant une zone de réception de lumière de 100 % et maximisant les photons absorbés. Comme l'avant n'a plus besoin d'accueillir le contact métallique et la tension de soudure, les concepteurs gagnent beaucoup plus de liberté pour l'optimisation optique, comme de meilleurs revêtements antireflets à indice adapté, des surfaces texturées finement contrôlées et des émetteurs sélectifs. Ces approches, difficiles à co-optimiser sur les cellules à électrode avant conventionnelles, sont pleinement réalisées dans l'architecture THBC, poussant le courant de court-circuit (Jsc) près de sa limite.

Comparaison transversale de l'efficacité, des performances et de la prime de marché

Où se situe THBC dans le spectre technologique photovoltaïque

Dans les données réelles de stations, les modules BC ont déjà montré des gains de production sur le cycle de vie importants. Prenant l'exemple du module Hi-MO 9 avec cellules HPBC 2.0, son excellent coefficient de température de -0,26%/C maintient la température de fonctionnement quotidienne moyenne plus de 0,64C plus basse que les modules TOPCon conventionnels. Dans des conditions sans ombrage, son gain de production cumulé par watt est 1,81% plus élevé que TOPCon, atteignant 4,36% lors de journées ensoleillées typiques. Plus significatif encore, dans des tests simulés d'ombrage partiel, la conception électrique à faible conduction unique de la technologie BC a fourni un gain de production cumulé par watt jusqu'à 46,82% plus élevé que TOPCon. Cela compte énormément dans des environnements poussiéreux et sujets à l'ombrage comme les déserts et les régions minières africaines, où la capacité anti-ombrage signifie plus de production, des coûts d'exploitation et de maintenance plus bas, et un TRI à long terme plus stable. En 2026, plusieurs grands projets, dont un projet de 450MW en Hongrie, un projet de 1,5GW aux Émirats arabes unis, et un projet intégré de contrôle de désert de 500MW en Mongolie intérieure, ont commencé à adopter entièrement des modules BC/HPBC 2.0, signalant que le marché reconnaît désormais la valeur commerciale réelle de la technologie BC dans des environnements extrêmes complexes.

La vague sans argent et une percée dans l'économie des matériaux

2026 comme l'année du photovoltaïque sans argent

2026 est largement appelée l'année du photovoltaïque sans argent. Alors que la Chine a renforcé les contrôles à l'exportation de l'argent à partir du 1er janvier 2026, l'argent, un matériau de base stratégique pour le photovoltaïque et les véhicules à énergie nouvelle, a vu son écart d'approvisionnement faire monter les prix à un plateau élevé, le centre du marché s'élevant à environ 20 000 RMB/kg. Cela exerce une pression de coût de métallisation lourde sur les cellules TOPCon conventionnelles, où le coût de la pâte d'argent peut atteindre 0,20-0,26 RMB/W. Pour une industrie déjà en concurrence à marge mince, ce n'est pas un problème mineur mais une question de survie, rendant la technologie de désargenture une nécessité de survie.

Réduction progressive de l'argent

Des techniques telles que l'impression fine et le 0BB (sans barre omnibus) approchent d'une adoption généralisée. Elles peuvent réduire l'utilisation d'argent à 6-9 mg par watt, mais approchent des limites physiques et peinent à compenser entièrement les prix élevés de l'argent.

Pâte de cuivre enrobée d'argent

La pâte de cuivre enrobée d'argent est l'option de désargenture transitoire dominante pour les lignes HJT et certaines lignes TOPCon. Elle réduit la consommation d'argent mais exige une très grande constance d'impression, des fenêtres de frittage à haute température et un contrôle de processus, ce qui augmente les coûts d'essais et d'erreurs.

Électrodéposition de cuivre : la voie ultime sans argent

L'électrodéposition de cuivre dépose des grilles de cuivre pur à motifs sur la surface de la cellule par dépôt électrochimique, réduisant fondamentalement la dépendance à l'argent. Ses avantages sont clairs : le coût de métallisation peut descendre sous 5 cents/W ; les économies par watt peuvent atteindre 0,05-0,08 RMB ; et le risque de volatilité du prix de l'argent est entièrement éliminé. Les lignes de cuivre offrent également une conductivité plus élevée et une résistance en série plus faible, réduisant la résistance des électrodes sans nuire à l'efficacité. THBC se trouve justement être l'un des porteurs les plus idéaux pour la technologie sans argent par électrodéposition de cuivre, car ses électrodes positives et négatives sont toutes à l'arrière, libres des contraintes strictes de réception de lumière avant et de tension de vieillissement. La couche arrière hautement passivée SiO2/polysilicium peut également servir de milieu de gravure compatible laser et sans dommage, et réduire le risque de diffusion du cuivre dans le substrat de silicium. En bref, THBC n'est pas seulement une technologie d'efficacité, mais aussi une percée en économie des matériaux.

Défis de production de masse et stratégie à double moteur TOPCon + THBC

Défis de rendement liés à la complexité du processus

THBC combine le dépôt de passivation en plusieurs étapes de TOPCon (croissance d'oxyde, dépôt de polysilicium, dopage, recuit) avec le motif arrière à l'échelle micrométrique de l'IBC. Sur le même côté arrière, des régions dopées p+ et n+ entrelacées doivent être finement construites avec une isolation électrique fiable pour éviter les courts-circuits. Avec beaucoup plus d'étapes de processus, toute fluctuation mineure du rendement peut être amplifiée en pression de coût globale, un seuil que THBC doit franchir sur son chemin de leader technologique à leader industriel.

Compatibilité avec les plaquettes minces et mises à niveau des équipements

Les équipements IBC dédiés représentent un investissement élevé, ce qui décourage souvent les petits fabricants, et la construction d'une nouvelle ligne THBC peut nécessiter 250 à 300 millions de RMB par GW de dépenses d'investissement. Cependant, la THBC a réalisé des percées clés dans l'adaptabilité à la production de masse de wafers minces, convenant aux wafers minces de 110 à 130 microns et réduisant considérablement le coût du matériau de wafer. Il est important de noter que sa conception est hautement compatible avec les lignes TOPCon dominantes, de sorte que les entreprises leaders disposant d'une capacité TOPCon avancée peuvent passer en douceur à la THBC à un coût de conversion relativement faible, optimisant ainsi la dépréciation des actifs.

La stratégie de capacité à double moteur TOPCon + THBC

Des entreprises leaders telles que Trina Solar ont clairement proposé une voie à double moteur TOPCon + THBC. TOPCon continue de tirer parti de sa génération bifaciale et de son rapport coût-performance pour servir les scénarios grand public comme les grandes centrales au sol centralisées, tandis que la THBC accélère les lignes pilotes et la capacité à grande échelle en tant que produit phare différencié et haut de gamme, ciblant les scénarios sensibles à la surface et à haut rendement unifaciaux tels que les toitures commerciales haut de gamme, le photovoltaïque résidentiel et les véhicules solaires. Trina Solar accélère actuellement l'industrialisation sur la base de sa ligne pilote THBC achevée, son module de nouvelle génération (2382 mm x 1134 mm) dépassant déjà 700 W, montrant un potentiel d'industrialisation clair au-delà des records de laboratoire.

Conclusion : la THBC redéfinit l'étalon de valeur des cellules en silicium cristallin

La dernière ligne droite de l'efficacité à jonction unique

L'essor de la THBC marque la dernière ligne droite des gains d'efficacité pour les cellules en silicium cristallin à jonction unique. Ce n'est pas un concept sorti de nulle part, mais une réorganisation de plusieurs technologies de pointe sur le côté physique arrière : le contact passivé à oxyde tunnel du TOPCon, la passivation à haute efficacité du HJT et la conception d'électrodes sans fil de l'IBC. Intégrées dans une seule architecture, ces forces forment une solution de cellule de nouvelle génération avec une haute efficacité, une grande surface de réception de la lumière, une faible perte de recombinaison et une forte adaptabilité environnementale.

Sous la double pression de la vague sans argent de 2026 et de la norme nationale d'efficacité de niveau 1, THBC, avec son efficacité de pointe de 28,00 %, son excellente compatibilité avec les plaquettes minces, ses gains de génération exceptionnels dans les environnements complexes et ses avantages potentiels de coût sans argent, passe des laboratoires de pointe à la ligne de front de la production de masse. À mesure que les processus de production mûrissent et que la stratégie à double moteur TOPCon + THBC se déploie davantage, cette nouvelle architecture hybride à contact arrière passivé redéfinit l'étalon de valeur de la chaîne d'approvisionnement photovoltaïque. Le prochain cycle de concurrence ne portera peut-être plus seulement sur qui est le moins cher, mais sur qui peut générer plus d'électricité dans la même zone, qui peut maintenir des rendements plus élevés dans des environnements complexes, et qui définira la valeur fondamentale de la prochaine génération de technologie photovoltaïque.

Point de vue d'Ooitech : Ooitech estime que THBC, en reconstruisant TOPCon, HJT et IBC sur la face arrière de la cellule, franchit la barrière d'efficacité de 28 % et ouvre la voie vers la prochaine ère du photovoltaïque en silicium cristallin à haute valeur et sans argent.