BC-TOPCon کی آخری پچھلی جنگ: رکھیں
فہرست مضامین
پروڈکٹ تعارف
"اولڈ ژانگ، وہ 26.34% فرنٹ-n-فنگر پلس فل-کانٹیکٹ بیک-p ڈبل-لیئر پیپر — اگلا قدم یہ ہے کہ بیک-p کو بھی فنگر کی شکل دی جائے، اور یہی اصل BC ہے۔ لیکن p-فنگر کے نیچے، وہ درمیانی SiOx تہہ: کیا ہم 26.66 والی خالص SiOx پر قائم رہیں، یا فیلڈ ایفیکٹ ادھار لینے کے لیے AlOx/SiOx لگائیں؟" یہ سوال آج صبح اٹھا، بالکل اسی وقت جب میں نے 26.34% والا پیپر پروڈکشن-لائن گروپ چیٹ میں ڈالا، اور BC پروجیکٹ والے اس کے پیچھے پڑ گئے۔
حقیقی BC- میں، نیچے والا SiOx — وہ جو پاسیویٹنگ پن ہولز اگاتا ہے — اسے چھوا نہیں جا سکتا۔ لیکن "درمیانی SiOx" پرت، جس کا اصل کام Ag کو روکنا اور اسٹاپ لیئر کو پتلا کرنا تھا، اسے زون کے ذریعے کھیلا جا سکتا ہے جب p-فنگرز لوکلائز ہو جائیں۔ غیر رابطہ والے علاقے فیلڈ ایفیکٹ ادھار لینے کے لیے AlOx/SiOx کی طرف جاتے ہیں۔ رابطہ والے علاقے، پیسٹ کے بالکل نیچے، خالص SiOx رکھتے ہیں تاکہ B کے پھیلاؤ کو بڑھنے سے روکا جا سکے۔ یہ ایک تبدیلی ہی سب سے بڑا حصہ ہے جو آپ پچھلی طرف 26.34% سے 27.6%+ تک 1.3% مطلق چھلانگ کے اندر کھا سکتے ہیں۔TOPCon, the bottom SiOx — the one that grows the passivating pinholes — cannot be touched. But the "middle SiOx" layer, whose original job was to block Ag and thin down the stop layer, can be played by zone once the p-fingers get localized. Non-contact regions go to AlOx/SiOx to borrow the field effect. Contact regions, right under the paste, keep pure SiOx to stop B diffusion from blowing up. That one swap is the single biggest chunk you can eat on the backside inside the 1.3% abs jump from 26.34% to 27.6%+.
تکنیکی پیرامیٹرز
پہلے، میز پر موجود دو 27%+ BC بینچ مارکس
Zheng, Z. et al. Maximizing carrier extraction in hybrid back-contact silicon solar cells. Nature (2026). https://doi.org/10.1038/s41586-026- (بیجنگ یونیورسٹی آف ٹیکنالوجی + گولڈن اسٹون انرجی، تصدیق شدہ 27.62%)
LONGi HIBC، 28.13%، ISFH CalTeC اپریل 2026 (LONGi HIBC 2.0، HPBC روٹ، تازہ قائم شدہ ریکارڈ)۔ HIBC 1.0 (Wang G. et al., Nature 647, 369–374, 2025, DOI:10.1038/s41586-025-09681-w, 27.81%) پر iPET + LIC کے ساتھ دہرایا گیا؛ پیپر زیر التواء، تصدیق LONGi کی آفیشل سائٹ پر۔
| میٹرک | JinKo 26.66% (bifacial n-TOPCon) | BJUT + Golden Stone 27.62% (HBC) | LONGi HIBC 28.13% |
|---|---|---|---|
| ساخت | فرنٹ بورون + بیک n-TOPCon فل-کانٹیکٹ ڈبل-لیئر | فرنٹ a-SiOx + بیک p/n انٹرڈیجیٹیٹڈ (HBC) | فرنٹ HJT-P + بیک TOPCon-N فنگر (HIBC) |
| Voc (mV) | 744.6 | 740 | — |
| Jsc (mA/cm²) | ~41.2 تخمینہ | 42.54 | — |
| FF (%) | 85.57 | 87.73 | — |
| کلیدی اقدام | ڈبل-لیئر SiOx/poly + Ag بلاکنگ | گریڈینٹ B-ڈوپڈ a-Si + O-ڈوپڈ a-SiOx فرنٹ پیسیویشن | بائی پولر ہائبرڈ پیسیویشن (P-سائیڈ a-Si:H + N-سائیڈ poly) |
اس FF 87.73% پر غور کریں۔ 26.66% صرف 85.57% تک پہنچتا ہے۔ وہ 2% مطلق FF کا فرق صرف "بیک سائیڈ ڈبل-لیئر" سے پورا نہیں ہو سکتا۔ یہ بیک سائیڈ فنگر جیومیٹری آپٹیمائزیشن، فرنٹ-سرفیس گرڈ-فری شیڈنگ، اور کانٹیکٹ ری کمبینیشن کو 400-500 fA/cm² کی سطح تک نیچے دھکیلنے سے آتا ہے (نیچے مزید)۔
تکنیکی فوائد
p-فنگرز لوکلائز ہونے کے بعد ڈبل-لیئر SiOx/poly کیسے بدلتی ہے
26.66% اور 26.34% دونوں "ڈبل-لیئرز" فل-کانٹیکٹ بیک سائیڈز ہیں — poly پوری بیک سطح کو ڈھانپتی ہے، درمیانی SiOx ایک مسلسل شیٹ کی طرح چلتی ہے۔ ایک بار حقیقی BC بیک-n اور بیک-p دونوں کو فنگر کی شکل دے دے، اسٹیک "بلینکٹ" سے "انٹرڈیجیٹیٹڈ" ہو جاتا ہے، اور ان دو منطقوں کو دوبارہ تقسیم کرنا پڑتا ہے۔
نچلی SiOx (~1.x nm، ٹنل سائٹ) — کبھی نہیں ہلتی۔
یہ اسی Das Solar پن ہول-پیسیویشن پیپر کا اصل میدان ہے۔ یہ 10¹² cm⁻² کلاس آکسیجن والے پن ہولز اگاتی ہے، اور J₀ کو 2-4 fA/cm² تک نیچے دھکیلنا اسی پر منحصر ہے۔
BC میں، p-فنگر کے نیچے نچلی SiOx کو B-ڈوپڈ poly کا سامنا ہوتا ہے، P کا نہیں۔ B Si/SiO₂ انٹرفیس پر زیادہ Dit کے ساتھ بیٹھتا ہے، اور B سیگریگیشن SiOx اسٹوکیومیٹری کو تباہ کر دیتی ہے۔ لہٰذا p-فنگر سائیڈ کی نچلی SiOx دراصل n-فنگر سائیڈ سے قدرے موٹی ہونی چاہیے (+0.2-0.3 nm)، 1050°C پری-اینیل کے ساتھ تاکہ B ایکٹیویٹ ہو اور کرسٹلینٹی 98% تک پہنچے (وہ بیس لائن جو 26.34% پیپر دیتا ہے)۔
درمیانی SiOx (اصل میں 1.5 nm، Ag-بلاکنگ سائٹ) — BC میں، مواد زون کیا جا سکتا ہے۔
یہ بنیادی متغیر ہے۔ 26.66/26.34 میں درمیانی خالص تھرمل SiO₂ ہے، واحد-فنکشن (Ag روکنا + اسٹاپ لیئر پتلا کرنا)۔ انٹرڈیجیٹیٹڈ BC ڈھانچے کے تحت، p-فنگر علاقہ دو نئے درد کے مقامات سے ٹکراتا ہے جن کا فل-کانٹیکٹ کو کبھی سامنا نہیں تھا۔
درد کا مقام A: p-TOPCon سائیڈ قدرتی طور پر فیلڈ ایفیکٹ میں کمزور ہے۔ Si/SiO₂ انٹرفیس پر B سے آنے والا فکسڈ چارج مثبت ہے (n+ سائیڈ کے برعکس)۔ خالص SiOx p-سائیڈ فیلڈ-ایفیکٹ پیسیویشن نہیں دیتی، لہٰذا آپ کو بیرونی AlOx اسٹیک سے منفی چارج ادھار لینا پڑتا ہے۔
درد کا مقام B: p-فنگر کے نیچے میٹل کانٹیکٹ ری کمبینیشن J₀,metal BC افادیت کی حد ہے۔ آج سلور-فری BC Al-کانٹیکٹ J₀,metal ~2400-2500 fA/cm² پر ہے، جو ~25.9% افادیت کے مساوی ہے۔ 26.8% Ag-سسٹم کی سطح کو چھونے کے لیے، آپ کو J₀,metal کو 400-500 fA/cm² سے نیچے دبانا ہوگا۔
خالص-SiOx درمیانی A کو سنبھال نہیں سکتی۔ پوری چیز کو AlOx/SiOx میں بدلنا ایک اور بارودی سرنگ پر قدم رکھنا ہے۔
AlOx/SiOx بطور ٹنل لیئر ایک جال ہے، لیکن بطور درمیانی تہہ یہ مٹھائی ہو سکتی ہے
ادب میں دو منظرنامے خلط ملط ہو جاتے ہیں اور انہیں الگ رکھا جانا چاہیے۔
منظرنامہ 1: AlOx براہ راست نچلی SiOx کو بطور ٹنل لیئر بدل دیتی ہے۔ Kaur کا کام (Solar Energy Materials 2021) یہاں انتباہی کہانی ہے:
AlOx اور AlOx/SiOx ڈبل-لیئرز بطور ٹنل لیئرز خالص SiOx سے بدتر پیسیویٹ کرتی ہیں۔
میکانزم: AlOx/SiOx نمایاں طور پر B ڈفیوژن کو بڑھاتی ہے اور P ڈفیوژن کو دباتی ہے۔ B AlOx علاقے میں ایک "ریزروائر" میں جمع ہوتا ہے پھر c-Si میں دھکیلتا ہے — Auger ری کمبینیشن کے ساتھ ساتھ B-O جوڑے کے نقائص کا دوہرا دھماکہ۔
اس کے علاوہ، Al AlOx سے c-Si میں ڈفیوز ہو کر گہری سطحیں بناتا ہے، لہٰذا SRH ری کمبینیشن بھی بڑھ جاتی ہے۔
لہٰذا نچلی SiOx کو قطعاً AlOx سے نہیں بدلا جا سکتا — یہی بنیادی وجہ ہے کہ 26.66/26.34 بیس لائنیں نہیں ہلتیں، اور یہی وجہ ہے کہ LONGi HIBC "P-سائیڈ a-Si:H (HJT منطق) کے ساتھ، N-سائیڈ poly (TOPCon منطق) کے ساتھ" چلاتا ہے۔ P-سائیڈ سیدھا SiOx/poly سیٹ اپ سے بچ کر HJT ایمورفوس + ہائیڈروجن راستہ اختیار کرتا ہے تاکہ B-SiOx جال سے بچا جا سکے۔
منظرنامہ 2: AlOx/SiOx "درمیانی" پوزیشن میں بیٹھتی ہے (کوئی ٹنلنگ نہیں، صرف فیلڈ ایفیکٹ + Ag بلاکنگ)۔ یہ صرف-BC کا کھیل ہے:
نچلی SiOx (1.x nm) خالص تھرمل SiO₂ رہتی ہے، پیسیویٹنگ پن ہولز اگاتی ہے۔
اندرونی پولی (p+، زیادہ کرسٹلینٹی) کے اوپر، بیرونی پولی (p++، میٹلائزیشن کے لیے بھاری ڈوپڈ) کے نیچے خالص SiOx درمیانی (1-1.5 nm) بیٹھا ہے۔
غیر رابطہ علاقوں میں (انگلیوں کے درمیان، اور پیسٹ سے دور انگلیوں کے اندر)، درمیانی حصہ انتہائی پتلی AlOx (2-4 nm) / SiOx (1 nm) اسٹیک میں بدل جاتا ہے۔ AlOx منفی فکسڈ چارج ~10¹²-10¹³ cm⁻² p-انگلی کو فیلڈ ایفیکٹ دیتا ہے اور p-TOPCon طرف کے Dit کو نیچے دباتا ہے۔
رابطہ علاقوں میں (پیسٹ اوپننگ کے نیچے)، درمیانی حصہ خالص SiOx رکھتا ہے — تاکہ AlOx کو فائرنگ کے دوران B ڈفیوژن کو پھٹنے سے روکا جا سکے (Ag پیسٹ 700-800°C پر فائر ہوتا ہے، اور AlOx 550°C سے اوپر غیر مستحکم ہو جاتا ہے جب Si-H الگ ہوتا ہے)۔
اس "زونڈ مڈل" پر ابھی تک کوئی عوامی BC کراس سیکشن ڈیٹا نہیں ہے، لیکن منطقی زنجیر قائم ہے۔ n-ٹائپ فرنٹ سرفیس پیسیویشن پر 6nm/12nm پر a-SiOx:H/AlOx:H پہلے ہی بغیر اینیل کے τeff 5.1 ms چلاتا ہے، جو بتاتا ہے کہ AlOx کا براہ راست c-Si کو نہ چھونا (درمیان میں a-SiOx یا SiOx کے ساتھ) فیلڈ ایفیکٹ اور کیمیائی پیسیویشن کو تعاون کرنے دیتا ہے۔ BC p-انگلی کا غیر رابطہ علاقہ بالکل یہی معاملہ ہے: نیچے کا SiOx c-Si کو الگ کرتا ہے، درمیانی AlOx/SiOx اندرونی پولی کو الگ کرتا ہے، AlOx کبھی c-Si کو نہیں چھوتا، اور B ڈفیوژن کا راستہ دو رکاوٹوں سے بند ہے، نیچے کا SiOx اور اندرونی پولی — براہ راست ٹنل لیئر کے طور پر AlOx سے کہیں زیادہ محفوظ۔
پروڈکٹ ایپلیکیشن
p-انگلی لوکلائزیشن کے لیے تین معاون اقدامات (26.34 سے 27.6 کا اضافہ)
| اقدام | 26.34% بیس لائن | BC p-انگلی لوکلائزیشن اضافہ | بوٹل نیک حل |
|---|---|---|---|
| نیچے والا SiOx | فل-رابطہ 1.8 nm (p-TOPCon طرف) | p-انگلی کے نیچے 1.8→2.0 nm (اینٹی-B پننگ)، n-انگلی کے نیچے 1.3-1.5 nm | B سیگریگیشن SiOx کو تباہ کرتی ہے |
| درمیانی SiOx | خالص SiOx 1 nm (in-situ) | زونڈ: غیر رابطہ AlOx(3nm)/SiOx(1nm)، رابطہ خالص SiOx 1 nm | کمزور p-طرف فیلڈ ایفیکٹ |
| بیرونی پولی | 90 nm p++، الکلی-میٹل پیسٹ | p-انگلی کے نیچے لیزر LCO اوپننگ، صرف AlOx/SiNx کھولتا ہے پولی/SiOx کو نقصان پہنچائے بغیر (iVoc مستحکم تصدیق شدہ) | J₀,metal 2400→400 |
| اینیل | 1050°C پری-اینیل، 98% کرسٹلینٹی | وہی، لیکن p/n انگلی کو-اینیل ونڈو سمجھوتہ کرنا ہوگا — P-طرف 880-920، B-طرف 1050، ~950-980°C طویل اینیل پر تقسیم | تھرمل بجٹ تنازع |
| میٹلائزیشن | الکلی-میٹل Ag پیسٹ (4wt% Na₂O/K₂O) | سلور-فری Al رابطہ یا Ag-Al مخلوط پیسٹ، p-انگلی 700°C فائرنگ J₀,metal ~2400، n-انگلی ~2500 اسی حالت میں | سلور-فری + J₀,metal کو 400 تک دبائیں |
وہ سلور-فری BC ڈیٹا اہم ہے: LCO (لیزر رابطہ اوپننگ) کے بعد iVoc بمشکل گرتا ہے اور رامان کوئی امورفوس سگنل نہیں دکھاتا، ثابت کرتا ہے کہ "پولی/SiOx پیسیویشن توڑے بغیر ونڈو کھولو" ممکن ہے — یہی BC p-انگلی کے تحت "رابطہ علاقوں میں خالص SiOx درمیانی رکھو + LCO پیسٹ ونڈو" کی پروسیس بنیاد ہے۔ لیکن J₀,metal 2400 fA/cm² صرف 25.9% ایفیشنسی سے میپ ہوتا ہے۔ Ag-سسٹم 26.8% سے وہ 0.9% abs گیپ مکمل طور پر رابطہ ری کمبینیشن کھا جاتا ہے۔ اگلی چھلانگ کا بوٹل نیک پیسیویشن لیئر نہیں، میٹلائزیشن ہے۔
تو 27% کی آخری چھلانگ میں بیک سائیڈ واقعی کس چیز پر لڑ رہی ہے
چاروں نسلیں قطار میں لگائیں — Das 25.4 → JinKo 26.66 → JinKo 26.34 → Golden Stone 27.62 / LONGi 28.13:
25.4% نسل: بیک سائیڈ نیچے کے SiOx کی "پن ہول شخصیت" پر لڑی (پیسیویشن بمقابلہ ری کمبینیشن)، LPCVD دو مرحلہ آکسیڈیشن 10¹²-کلاس پیسیویٹنگ پن ہولز اگاتی ہے۔
26.66% نسل: بیک سائیڈ ڈبل-لیئر SiOx/پولی + درمیانی SiOx Ag بلاک + لیزر پتلا کرنے پر لڑی، میٹلائزیشن ڈی گریڈیشن اور پراسائٹک ابزورپشن حل کی۔
26.34% نسل: بیک p-TOPCon فل-رابطہ ڈبل-لیئر + الکلی-میٹل پیسٹ + 1050°C پری-اینیل، p-طرف B سیگریگیشن اور میٹلائزیشن کو کترتی رہی۔
27.6%+ نسل (BC): بیک p/n انٹرڈیجیٹیٹڈ، نیچے کا SiOx پولیرٹی سے ٹیونڈ (p-طرف 2.0 / n-طرف 1.3) + زونڈ مڈل (غیر رابطہ AlOx/SiOx فیلڈ ایفیکٹ کے لیے، رابطہ خالص SiOx) + پیسیویشن کو نقصان پہنچائے بغیر LCO اوپننگ + سلور-فری/کم-Ag میٹلائزیشن J₀,metal کو 400 تک دباتی ہے۔
ایک انٹیوٹو کال: 27% سے اوپر، بیک سائیڈ "فیلڈ ایفیکٹ + ڈبل-لیئر کومبو" میں، AlOx نیچے نہیں جا سکتا (ٹنل سائٹ B ڈفیوژن کو پھٹا دیتی ہے)، صرف درمیانی غیر رابطہ علاقے میں۔ یہی PERC دور کے "AlOx براہ راست c-Si پر منفی چارج ادھار لینے" سے سب سے بڑا فرق ہے۔ BC ڈھانچہ اتفاقاً آپ کو "زونڈ مڈل" کی جگہ دے دیتا ہے (انٹرڈیجیٹیٹڈ جیومیٹری اپنی زوننگ لاتی ہے)۔ فل-رابطہ TOPCon یہ نہیں کھیل سکتا۔ یہی بتاتا ہے کہ 26.66/26.34 نے کبھی درمیان میں AlOx کیوں نہیں رکھا — وہ فل-رابطہ ہیں، درمیان کو اسٹاپ لیئر + Ag بلاک دونوں کا کام کرنا ہے، اور خالص SiOx زیادہ محفوظ ہے۔
BC پائلٹ لائن پہلے کیا آزما سکتی ہے
p-انگلی کے نیچے SiOx کو 1.5 سے 1.8-2.0 nm پر لے جائیں — 30-50% LPCVD 620°C O₂ وقت بڑھائیں، پہلے B سیگریگیشن ECV پروفائل دیکھیں۔
"دو انتخاب" درمیانی نمونے چلائیں: گروپ A خالص SiOx 1.5 nm (26.66 بیس لائن)، گروپ B غیر رابطہ ALD AlOx 3nm / SiOx 1nm پلس رابطہ خالص SiOx 1.5 nm (LCO ونڈو الائنمنٹ درست کریں)۔
LCO لیزر کو AlOx کے مطابق ٹیون کریں — AlOx SiOx سے 355 nm پر زیادہ حساس ہے، لہٰذا ڈیپ-UV 4.8 eV فوٹون "صرف SiNx/AlOx کھولو پولی/SiOx کو نقصان پہنچائے بغیر" ریسیپی کو B-طرف اور N-طرف خوراکوں کے لیے الگ الگ دوبارہ کیلیبریٹ کرنا ہوگا۔
میٹلائزیشن کو Ag-Al مخلوط پیسٹ یا مکمل Al پر سوئچ کریں، فائرنگ 700°C پر لاک کریں — بیس لائن n/p J₀,metal 2400-2500 کو 400-500 تک پہنچنے کے لیے گلاس فرٹ + فائرنگ ایٹموسفیئر + رابطہ پیٹرن ڈینسٹی سب مل کر ٹیون کرنے ہوں گے۔
BC میٹلائزیشن ٹیم کے لیے کھلے سوالات
p-انگلی کے نیچے "زونڈ مڈل" کی مینوفیکچرنگ فزیبلٹی — کیا صرف غیر رابطہ علاقے پر ALD AlOx کے لیے ماسک چاہیے، یا فل-فیس ڈیپازٹ کریں اور LCO کو رابطہ علاقے کا AlOx صاف کرنے دیں؟ پہلا ایک ماسک قدم بڑھاتا ہے (BC پہلے ہی کافی پیچیدہ ہے)، دوسرا خطرہ ہے کہ LCO لیزر AlOx/SiOx اسٹیک صاف کرے اور نیچے کے SiOx پیسیویٹنگ پن ہولز کو نقصان پہنچائے (صرف AlOx/SiNx صاف کرنا پولی/SiOx کے لیے غیر نقصان دہ تصدیق شدہ تھا؛ AlOx/SiOx اسٹیک نہیں)۔
نیز، Golden Stone کے 27.62% نے "گریڈینٹ B-ڈوپڈ a-Si + O-ڈوپڈ a-SiOx فرنٹ پیسیویشن" استعمال کیا، P-طرف TOPCon کی بجائے HJT منطق پر۔ کیا HIBC (P-طرف HJT + N-طرف TOPCon) فل-TOPCon BC (p-انگلی اور n-انگلی دونوں پولی/SiOx) سے پہلے 28% تک پہنچے گا؟ LONGi کی 28.13% لائن لگتا ہے HIBC جیت گیا، لیکن فل-TOPCon BC کی ڈیوائس سادگی (N اور P دونوں طرف پولی، مشترکہ اینیل) طویل مدتی لاگت پر واپس جیت سکتی ہے۔ یہ دو BC ذیلی راستے اگلی بار "پیسیویشن چھت بمقابلہ پروسیس پیچیدگی" کے سمجھوتے پر ٹکرائیں گے۔
Four papers back to back (Das 25.4 → JinKo 26.66 → JinKo 26.34 → Golden Stone 27.62 / LONGi 28.13), and TOPCon's three-generation backside logic from 25%→26%→27%+ is complete: passivating pinholes → double-layer Ag block + thinning → BC interdigitation + zoned middle + field-effect combo.
Ooitech کا نقطہ نظر
The zoned-middle idea is clever, but honestly the harder fight lives on the line, not on the drawing board. Pushing J₀,metal from 2400 down toward 400 means your LCO laser dosing, paste frit, and firing profile have to hold tolerance across every finger, wafer after wafer — and that's a module-line repeatability problem as much as a cell physics one. Whether the industry lands on full-TOPCon BC or HIBC first, the process window shrinks either way, so metrology and thermal control on the backside stack become the real gatekeepers. Folks building or upgrading module production lines can pick up a lot of these firing and lamination trade-offs on the Ooitech YouTube channel at www.youtube.com/ooitech.
