Staalplaatprinten + lokale poly-siliciumvinger: TOPCon's volgende zet is al gaande
Inhoudsopgave
Productintroductie
Vorige maand bezocht ik een TOPCon-fabriek. Oude Zhang, de procesleider, veegde zijn handen af nadat hij een nieuw scherm van de printer had gewisseld, en rekende hardop met me mee.
"Een PI-film staaldraadscherm kost 4.000 tot 8.000 yuan, en in de industrie is de levensduur meestal ongeveer 400.000 wafers. Een goede haalt 450.000, een slechte lekt pasta bij 300.000. Verdeeld over elke wafer is dat een cent of twee. Denk je dat ik om schermkosten geef?"
Hij leunde tegen de gereedschapskast naast de printer en verlaagde zijn stem: "Zilverpasta is het echte verhaal."
Begin 2023 lag zilver rond 6.000 yuan per kilogram, en zilverpasta was slechts 3.4% van de modulekosten. Tegen januari dit jaar was de pasta gestegen tot 29% van de totale modulekosten. Zilverpasta heeft polysilicium formeel ingehaald als de grootste kostenpost in een PV-module.
Op 23 juni was de spotprijs van zilver 15.233 yuan/kg, en front-side fijnmazige zilverpasta werd genoteerd op 15.779 yuan/kg.
"Negenentwintig procent!" Hij sloeg op de kastdeur. "We breken ons hoofd over kostenreductie en rendement, en het is nog steeds minder dan één dag zilverprijsschommeling."
Hij pakte zijn telefoon en liet me een interne grafiek zien: de eenheidsprijs van front-side zilverpasta over de afgelopen drie jaar, bijna een rechte stijging van 45 graden.
"Heb je dat artikel over stalen plaat printen gezien?" vroeg ik.
"Gelezen. Die Joule van het Ningbo Institute of Materials. De hele productielijn-groepsapp heeft het doorgestuurd. Maar het management aarzelt nog, want uiteindelijk, kan dit ding echt geld besparen?"
Terwijl hij dit zei, duwde een nabijgelegen zeefdrukmachine de volgende batch eruit, de rakel gleed met een gestaag tempo zilverpasta over het zeef, het vacuümgezoem hield het ritme.
Het drukte stabiel. Stabiel, betrouwbaar, hoog rendement, werknemers die het door en door kennen.
Maar iedereen weet dat "stabiel" nooit een gracht is geweest in deze branche.
Dit artikel beantwoordt één vraag: kan staalplaatdruk plus lokaal poly-silicium TOPCon helpen om in 2026 wat kostenvoordeel terug te winnen, met zilverprijzen zo hoog?
In januari 2026 publiceerde Joule werk van het team van Ye Jichun aan het Ningbo Institute of Materials, CAS. Op industriële M10-wafers gebruikten ze staalplaatdruk om conventioneel zeefdrukken voor het voorrooster te vervangen, en lokaal poly-silicium om volledig oppervlak poly voor het achtercontact te vervangen. ISFH-gecertificeerd rendement: 26.09%.
Dat getal is niet het industrierecord. JinkoSolar noteerde 26.4% in juni 2026, en Trina had eerder een 26.58% certificering. Maar de waarde hier zit niet in het rendementscijfer, het is dat dit artikel drie TOPCon-pijnpunten tegelijk aanpakt: rendement, zilverreductie en bifacialiteit. En beide technologieën zijn compatibel met bestaande lijnen, geen sloop-en-herbouw.
Laten we het openen.
Technische Parameters
Roosterlijnmorfologie: Zeefdruk vs Staalplaatdruk
| Metriek | Zeefdruk | Staalplaatdruk |
|---|---|---|
| Lijnbreedte | 17,0-19,4 μm | 14,1-15,5 μm |
| Lijnhoogte | 8,7 μm | 8,9 μm |
| Aspectverhouding | 45.1% | 58.9% |
| Randprofiel | Hellend | Bijna verticaal |
| Vingerafstand | 1066 μm | 944 μm |
| Contactweerstand | hoger | 2,4 mΩ·cm² (~15% lager) |
Lokaal poly-silicium vs volledig oppervlak poly (30% dekking)
| Metriek | Volledig oppervlak Poly | Lokaal Poly-Silicium |
|---|---|---|
| Jsc | 41,90 mA/cm² | 42,09 mA/cm² |
| J0 (verzadigingsstroomdichtheid) | 8,76 fA/cm² | 6,40 fA/cm² (-27%) |
| Bifacialiteit | 84.26% | ~90% |
| Voc | 724,9 mV | 729,9 mV |
| Rendement | ~25.8% | 26.09% |
| LCOE-reductie | basislijn | -1.7% |
Technische voordelen
Een: Stalen Plaat Printen Is Meer Dan Een Scherm Vervangen
Conventionele TOPCon-frontrasters gebruiken zeefdruk, waarbij een geweven gaas zilverpasta op de wafer schraapt. Dat geweven gaas heeft knopen waar ketting en inslag elkaar kruisen, en pasta wordt overgebracht door de openingen ertussen. Die knopen bepalen de rastervorm: breed, kort, schuine randen.
Stalen plaat printen gebruikt een volledig open metalen stencil, dezelfde klasse technologie die Tongwei "volledig open stalen plaat printen" noemt. Geen weefsel. Pasta wordt rechtstreeks geëxtrudeerd door sleuven die met laser of elektroforming zijn geopend. De rastervorm verandert onmiddellijk:
Zeefdruk: 17,0-19,4 μm breed, 8,7 μm hoog, aspectverhouding 45.1%, schuine randen.
Stalen plaat printen: 14,1-15,5 μm breed, 8,9 μm hoog, aspectverhouding 58.9%, bijna verticale randen.
3-4 μm smaller, 0,2 μm hoger, aspectverhouding van 45% tot 59%.
Drie veranderingen, drie rekeningen om te vereffenen:
Ten eerste, minder schaduw. Smallere vingers, meer open oppervlak voor licht. Die 0,1% absolute efficiëntiewinst komt van deze 3-4 micron.
Ten tweede, minder zilver. Neem een 210R cel. Juni 2026 veldgegevens tonen dat mainstream TOPCon-makers al op 78,5-85,5 mg/wafer, industriegemiddelde rond 83 mg/wafer. Met stalen plaat schermen is het huidige hoofdgebruik op de achterste busbar/vinger, wat 3-5 mg per wafer.
3-5 mg klinkt klein, maar vermenigvuldigd met het lijnvolume telt het op. Bij de huidige pasta-prijs van ongeveer 15.779 yuan/kg, bespaart 3-5 mg per wafer ongeveer 0,047-0,079 yuan/wafer. Een lijn die 500.000 wafers per dag verwerkt, bespaart 23.500-39.500 yuan per dag, of 7 tot 12 miljoen yuan per jaar (over 300 dagen).
En dat is alleen de achterste vingerbesparing. Naarmate het proces volwassener wordt, beweegt staalplaatprinten zich ook naar de voorste busbar en fijn grid, met nog meer zilverbesparingen in het vooruitzicht.
Ten derde maakt het de route met hoge emitterplaatweerstand werkbaar. Stalen plaatvingers kunnen dichter op elkaar zitten. In het artikel kromp de afstand van 1066 μm naar 944 μm. Dichtere vingers betekenen kortere laterale dragerbeweging, dus de tolerantie voor emitterplaatweerstand neemt toe. De simulatie in het artikel toont aan dat naarmate de emitterplaatweerstand stijgt van 300 naar 600 Ω/sq, het voordeel van de stalen plaat groeit van 0,09% naar 0.12%.
Dit is een schoolvoorbeeld van structuur die het procesvenster verandert: staalplaatprinten is niet alleen een printerwissel, het opent nieuwe ontwerpruimte voor de emitter.
Over de kosten en levensduur van de stalen plaatstencil zelf, hier is de rekensom waar de lijn het meest om geeft:
Conventioneel PI-film staaldraadzeef: 4.000-8.000 yuan per stuk, levensduur rond 400.000 wafers.
Stalen plaatstencil (huidige uitrolfase): eenheidsprijs meer dan 50% goedkoper dan PI-film (2.000-4.000 yuan bereik), maar levensduur is slechts ongeveer 200.000 wafers op dit moment. Een goede haalt 200.000, een slechte wordt vervangen bij 150.000.
Zeefafschrijving: PI-film ongeveer 0,01-0,02 yuan/wafer, stalen plaat ongeveer 0,01-0,02 yuan/wafer. Ze komen quitte. Het voordeel van de stalen plaat zit niet in de zeef, maar in zilverbesparing: 3-5 mg per wafer op de achterste vinger, ongeveer 0,047-0,079 yuan/wafer, veel groter dan het afschrijvingsverschil.
Maar de levensduur van de stalen plaat is slechts de helft van die van PI-folie, wat betekent dubbele wisselfrequentie, dubbele stilstandtijd, dubbele arbeid. Of de zilverbesparing opweegt tegen de verborgen kosten van frequentere wissels hangt af van hoe vol uw lijn draait. Voor volledig beladen topproducenten klopt de rekensom. Voor onderbenutte lijnen kan de stalen plaat zich niet terugverdienen. Dat is precies waarom Tongwei en Jietai, met sterke interne celabsorptie, durfden om als eerste over te stappen. Schaal verdunt de zwakte van de korte levensduur.
Twee: Zilver-Silicium Contact, de Extra 0,4% Vulfactor die Stalen Plaat Drukken Toevoegt
Smallere vingers betekenen minder schaduw en minder zilver. Maar stalen plaat drukken levert nog een voordeel op: de contactweerstand daalt met ongeveer 15%. Gemeten in het artikel: 2,4 mΩ·cm², ruim onder zeefdruk, direct goed voor een 0,4% vulfactor (FF) winst.
Waarom maakt het vervangen van een zeef het contact beter?
Het artikel voerde een volledige morfologieanalyse uit. Na het weg etsen van het zilverrooster met salpeterzuur en fluorwaterstofzuur, keken ze naar de zilverdeeltjes die op het siliciumoppervlak achterbleven. Stalen plaat monsters hadden merkbaar hogere deeltjesdichtheid, met een grootte van 20-40 nm, gelijkmatiger verspreid. TEM toonde verder aan dat de stalen plaat monsters een dichtere, continue zilver nanodeeltjes netwerk vormden in de glaslaag op het zilver-silicium grensvlak.
Die zilveren nanodeeltjes zijn het geleidingspad. Elektronen hoeven geen hoogohmig glas te doorkruisen; ze springen direct tussen de zilverdeeltjes.
Het duidelijkste bewijs komt van scanning spreading resistance microscopy (SSRM). Deze techniek "ziet" letterlijk de weerstandsverdeling: een dwarsdoorsnede scan van silicium naar zilverrooster, hoogohmige zones helder, laagohmige zones donker. De overgangszone van het stalen plaat monster is smaller en donkerder, dus de interfaceweerstand is echt lager.
Drukmethode → zilverdeeltjesverdeling → interfaceweerstand → vulfactor. Elke stap van die causale keten wordt ondersteund door data.
LECO (Laser Enhanced Contact Optimization) is al een industriestandaard, naar verwachting ongeveer 600 GW van TOPCon-capaciteit te dekken. Maar zelfs met dezelfde LECO-behandeling verlaagt stalen plaatdruk de contactweerstand nog eens met 15% ten opzichte van zeefdruk. Dat zegt dat stalen plaatdruk een inherente interface-kwaliteitsvoorsprong heeft die LECO niet kan wegwerken.
Drie: Lokaal poly-silicium, verwijderen wat er niet zou moeten zijn (de achterste poly-vingertechnologie)
Volledig oppervlak poly-silicium aan de achterkant van TOPCon is een tweesnijdend zwaard.
De goede kant: extreem hoge passiveringskwaliteit, een van de meest volwassen gepassiveerde-contactstructuren.
De slechte kant: poly absorbeert licht. De parasitaire absorptie in het nabij-infrarood eet licht op dat stroom had moeten worden. Het directe resultaat: de kortsluitstroom (Jsc) kan niet stijgen, de bifacialiteit kan niet klimmen. TOPCon-bifacialiteit ligt meestal rond 80%-85%, terwijl heterojunctie 90%-95% bereikt.
Het idee van het artikel is bot: houd poly alleen waar de elektrode contact nodig heeft, vervang de rest door AlOx/SiNx.
Het pad is laser plus nat etsen:
Deponeer volledig oppervlak poly-silicium (150 nm)
532 nm picoseconde laser patroneert de te verwijderen gebieden
De laser wijzigt het lokale fosfosilicaatglas (PSG)
KOH-alkalische oplossing etst selectief het poly weg in de bestraalde zones
Over ons 30% van het gebied houdt poly als contactpunten
De dwarsdoorsnede-SEM in het artikel is schoon: de poly-rand toont een 2,7 μm stap, een verticaal vlak achtergelaten nadat het poly volledig is verwijderd, zonder zichtbare laser-schaderesten. Dat betekent dat de selectieve etsprecieheid goed genoeg is.
Dus wat gebeurt er wanneer de dekking daalt van 100% naar 30%?
Jsc gaat van 41,90 naar 42,09 mA/cm², een stijging van 0,19 mA/cm². Minder poly-absorptie, meer licht omgezet in stroom.
J0 (verzadigingsstroomdichtheid) daalt van 8,76 naar 6,40 fA/cm², een daling van 27%. Minder contactoppervlak passivatie is eigenlijk beter, omdat AlOx/SiNx-passivatie op zichzelf goed genoeg is, dus het vervangen van de poly-zones verlaagt de totale dichtheid van recombinatiecentra.
Bifacialiteit stijgt van 84,26% naar ongeveer 90%. Met 70% minder poly aan de achterzijde neemt de achterzijde-generatie fors toe. Van 84% naar 90% betekent ten minste 5 procentpunten meer achterzijde-generatiewinst in scenario's met hoge reflectie, zoals sneeuw, zand en water.
Voc stijgt van 724,9 mV naar 729,9 mV. Minder recombinatie in de poly-zones, de spanning gaat omhoog.
Rendement: full-area poly-referentie rond 25,8%, lokale poly haalt 26.09%, ongeveer 0,3% absolute winst.
Alles bij elkaar opgeteld, stelt het artikel de LCOE-reductie op 1.7%. In de PV-sector is een LCOE-verschil van 1,7% de grens tussen orderwinst, capaciteitsbenutting en winstniveau.
Vier: De Kernafweging, Contactoppervlak versus Passivatieoppervlak op een Wip
Lokaal poly-ontwerp is in wezen een wip-probleem:
Meer poly-bedekking → beter contact, soepeler transport van ladingsdragers → maar meer parasitaire absorptie, lagere bifacialiteit.
Minder poly-bedekking → minder parasitaire absorptie, hogere bifacialiteit → maar hogere contactweerstand, belemmerd transport van ladingsdragers.
Het artikel vond de balans met een systematische sweep: bedekking van 20% tot 100%, meting van passivatie (J0) en contactweerstand (ρc), en vervolgens Quokka 3-simulatie van het rendement bij elke bedekking.
Het rendement piekt rond 30% bedekking. Onder 30% weegt de contactweerstand-straf zwaarder dan de parasitaire-absorptiewinst; boven 30% weegt de parasitaire-absorptiestraf zwaarder dan de contactweerstandswinst.
De simulatiecurve heeft een stabiel, breed plateau rond 30%. Bedekking die tussen 25% en 35% schommelt, zal het rendement niet sterk doen schommelen. Dat brede procesvenster is goed nieuws voor massaproductie.
Producttoepassing
Lijnvertaling: Twee Tabellen om Mee naar Huis te Nemen
Procesknop één: Stalen plaat printen
| Afmeting | Data | Lijnbetekenis |
|---|---|---|
| Efficiëntiewinst | +0,1% abs (papier) | Een winst die je alleen krijgt door het scherm te wisselen |
| PI-scherm zilvergebruik (210R) | 78,5-85,5 mg, gem. 83 mg | Veldgegevens juni 2026 |
| Stalen plaat zilverbesparing (achtervinger) | 3-5 mg/wafer | ~0,047-0,079 yuan/wafer |
| Jaarlijkse zilverbesparing (500k/dag lijn) | ~7-12 miljoen yuan/jaar | Meer dan 300 dagen, pasta tegen 15.779 yuan/kg |
| PI-film scherm | 4.000-8.000 yuan, 400k levensduur | Huidige basislijn |
| Stalen plaat stencil | 2.000-4.000 yuan, ~200k levensduur | Wisselfrequentie verdubbelt, stilstand moet worden meegeteld |
| Algehele economie | Zilverbesparing vs schermamortisatie | Break-even; volledig beladen lijnen betalen zich terug, onderbeladen wees voorzichtig |
| Geschikt voor hoge sheet-R emitter | Grotere winst bij 600 Ω/sq | Evalueer emitteroptimalisatie parallel |
Procesknop twee: Lokaal poly-silicium
| Afmeting | Data | Lijnbetekenis |
|---|---|---|
| Efficiëntiewinst | ~+0,3% abs | Groter dan stalen plaat printen |
| Bifacialiteitswinst | 84% → 90% | 5%+ achterkant generatiewinst |
| LCOE-reductie | 1.7% | Algehele economische rekening |
| Nieuwe apparatuur | Picoseconde laser + KOH nat etsen | Nieuwe processtappen |
| Per-GW nieuwe capex | ~15-20 miljoen yuan (industrie schatting, niet bekendgemaakt in paper) | Investeringsplanning |
| Opbrengst | Laboratoriumomstandigheden >96% | Moet worden geverifieerd na overdracht naar productie |
| Lijncompatibiliteit | Gemiddeld (voegt laser + nat etsen toe) | Hogere drempel dan stalen plaat printen |
Contact en notities
Een paar valkuilen om op te letten
Bereken eerst zorgvuldig de levensduur van de stalen plaat. De helft van de prijs, maar de helft van de levensduur. De achtervinger bespaart 3-5 mg per wafer, ongeveer 0,047-0,079 yuan, genoeg om het afschrijvingsverschil te dekken. Maar de dubbele wisselfrequentie brengt stilstand, arbeid en herkalibratiekosten met zich mee die de zilverbesparing kunnen opslokken op een onderbenutte lijn. Vol beladen fabrieken gaan eerst; onderbeladen fabrieken doen de berekening voordat ze overstappen.
Ten tweede, laser-schadebeheersing op lokaal poly is de kernmoeilijkheid. Het artikel gebruikt een 532 nm picoseconde laser. Energiedichtheid, scansnelheid, spot-overlap, alles moet worden afgestemd op verschillende waferkwaliteiten. Het artikel zegt dat lasersschade "volledig geëlimineerd" wordt door nat etsen, maar in een productieomgeving kunnen apparatuurstabiliteit, consistentie van inkomend materiaal en schommelingen in omgevingstemperatuur en -vochtigheid die "volledige eliminatie" in twijfel trekken.
Ten derde, niemand heeft de opbrengst geverifieerd na het stapelen van beide technologieën. Stalen plaat printen plus lokaal poly plus emitter met hoge plaatweerstand, drie variabelen tegelijk afgesteld, en het procesvenster wordt smaller. De 26,09% werd bereikt onder gecontroleerde laboratoriumomstandigheden, en de opbrengst kan opnieuw dalen wanneer het naar productie wordt verplaatst. Dit is het gedeelde probleem van elke nieuwe technologie-introductie.
Tongwei is al in massaproductie, en Jietai volgt in dezelfde stap. Maar tussen "massaal produceerbaar" en "je zult er geld mee verdienen" ligt een hele lijn aan conversiecapaciteit.
De grootste waarde van dit artikel is niet de 26,09%, die Jinko en Trina binnenkort zullen overschrijven met nieuwe records.
De waarde is dit: TOPCon's volgende upgrade-richting heeft nu twee data-geverifieerde paden. Eén is lage moeilijkheid met stabiele opbrengsten (stalen plaat printen), één is hogere drempel met grotere beloning (lokaal poly-silicium). Welke je kiest hangt af van welk pad op dit moment belangrijker voor je is.
Ooitech's Visie
Wat mij het meest opvalt is dat beide paden terugkomen aan de celzijde, terwijl de druk precies op de modulelijn verderop terechtkomt. Smallere vingers en hogere bifacialiteit veranderen hoe strings zich gedragen tijdens tabbing, lay-up en laminatie. Dus als je een TOPCon-modulelijn bouwt of upgradet, moeten je stringerspanning, bifaciale IV-testen en zonnesimulatoropstelling gelijke tred houden, niet achterblijven. We hebben genoeg fabrieken gezien die jagen op celrendementsrecords terwijl hun modulelijn stilletjes opbrengst verliest door de nieuwe geometrie. Als je wilt zien hoe een echte productielijn met deze veranderingen omgaat, bekijk dan het Ooitech YouTube-kanaal op www.youtube.com/ooitech een abonnement waard.
