# TOPCon-cellen onder vochtige hitte: waarom > Een nadere blik op waarom de rear passivation-stack van TOPCon-zonnecellen sneller degradeert onder vochtige hitte en natriumzoutverontreiniging ![TOPCon-cellen onder vochtige hitte: waarom](https://cdn.ooitech.com/static/upload/image/20260717/f468075ae4a8855289bdec6f476ac39b.webp) - ** 2026-07-17 - ** 291 Weergaven - ** [Blog](/Blog.html) ## TOPCon-cellen onder vochtige hitte: waarom **Snel antwoord:** TOPCon heeft het grootste deel van de hoogrendements kristallijne siliciummarkt ingenomen, en de open vraag is niet langer efficiëntie maar hoe de cel zich gedraagt na jaren in het veld onder vochtige hitte. De standaard versnelde test wordt uitgevoerd bij 85 °C en 85% relatieve vochtigheid — DH85 — die is ontworpen om vocht sneller in het encapsulatiemateriaal en de celstapel te drijven dan veldomstandigheden zouden doen. De gelaagde structuur is hier van belang: een tunneloxide van ongeveer 10 nm onder een gedoteerde polysiliciumlaag is dun genoeg dat interfacechemie, niet bulkmateriaal, de betrouwbaarheid bepaalt. Lamineringstemperaturen rond 150 °C en de eigen vochtpermeabiliteit van het encapsulatiemateriaal dragen beide bij aan hetzelfde faalpad. Karakteriseringstools in de QL200-klasse worden gebruikt om te volgen wat de vochtige-hitteblootstelling doet met de passivering, in plaats van alleen of het vermogen is gedaald. PV-moduleproductie · door Jerry, Ooitech ## Inleiding [TOPCon](https://www.ooitech.com/what-is-topcon-solar-cell-a-complete-guide-to-tunnel-oxide-passivated-contact-technology.html) heeft het grootste deel van de hoog-efficiënte c-Si-markt overgenomen, maar de langdurige betrouwbaarheid in het veld is nog steeds een bewegend doel. Eén zwakke plek blijft opduiken in damp-warmteonderzoeken: de passiveringsstapel aan de achterzijde. Een recente studie (Tong et al., Sol. Energy Mater. Sol. Cells, DOI: 10.1016/j.solmat.2024.113188) heeft vastgesteld wat er feitelijk misgaat wanneer natriumzouten op het celoppervlak terechtkomen en onder 85°C/85% RH blijven liggen. De korte versie — de SiNₓ-laag aan de achterzijde is de zwakke plek, en een dunne ALD AlOₓ-film verhelpt het meeste ervan. ### Belangrijkste bevindingen vooraf - De achterste SiNₓ-laag is het zwakke punt onder vochtige warmte. Natriumacetaat (CH₃COONa) deed de openklemspanning (Voc) aan de achterkant met 5,8% dalen en verhoogde de serieweerstand (Rₛ) met 450%. - Natriumzouten versnellen oppervlakteoxidatie en stikstofverlies. XPS toonde aan dat de achterste Si/N-atoomverhouding steeg van 1,3 naar 23, en O/N van 1,6 naar 53. - Een 10nm ALD Al₂O₃-barrière maakte een groot verschil: het PCE-verlies onder CH₃COONa-verontreiniging daalde van 16% naar slechts 0,4%. - De frontpassivering is veel robuuster. De AlOₓ/SiOᵧNᵣ-multilaag blokkeert natriumdiffusie, dus verontreiniging daar kostte slechts 0,87% PCE. - De twee verontreinigingen werken verschillend: natriumacetaat tast het metaalcontact aan, terwijl natriumchloride (NaCl) voornamelijk de passiveringslaag oxideert. ## Achtergrond De kernvraag is eenvoudig te stellen, maar moeilijker te beantwoorden: waarom verliezen TOPCon-cellen prestatie onder vochtige warmte in aanwezigheid van natriumzouten, en waarom wordt de achterpassivering harder getroffen (Kyranaki et al., 2022)? ### Waar de hiaten zitten Eerder werk richtte zich vooral op corrosie van metaalcontacten (Iqbal et al., 2023), maar niemand had systematisch gekeken naar de chemische afbraak van de passivatielaag zelf. De voor- en achterzijde zijn anders opgebouwd — voorzijde is AlOₓ/SiNₓ/SiOᵧNᵣ, achterzijde is SiNₓ over gedoteerd poly-Si — en hun corrosiebestendigheid was nooit direct vergeleken (Feldmann et al., 2014). Bovendien dacht men dat de twee veelvoorkomende verontreinigingen (CH₃COONa vs. NaCl) hetzelfde gedrag vertoonden, maar dat doen ze niet (Li et al., 2021). Dit goed krijgen is van belang voor echt geld. PV-installaties worden verkocht met een levensduurgarantie van 25 jaar (Peters et al., 2021), en een faalmechanisme aan de achterzijde dat optreedt onder vochtigheid is precies het soort probleem dat die garantie ondermijnt. ## Aanpak De workflow werd dicht bij een echte productiestroom gehouden: industriële TOPCon-cellen → lokale besproeiing met natriumzout op de voor- of achterzijde → versnelde dampheat (85°C/85% RV) → elektrische en chemische karakterisering → testen van een ALD AlOₓ-barrière → uitwerken van het beschermingsmechanisme. ### Wat is nieuw hier Aan de theoriezijde is dit de eerste studie die wijst op stikstofverlies in de achterste SiNₓ-laag als de belangrijkste oorzaak van de Voc-daling. Aan de praktische kant draait de 10nm AlOₓ-laag op standaard industriële ALD-apparatuur en kost slechts ongeveer 0,01% in absoluut rendement. En methodologisch bouwde het team een cel-level DH-test waarbij 20 uur staat voor meerdere jaren veroudering buitenshuis (Sen et al., 2023). De logische keten is eenvoudig te volgen: verontreiniging aan de achterzijde veroorzaakt een scherpe Voc-daling, wat direct wijst op passivatie-uitval. XPS bevestigt vervolgens de SiNₓ-oxidatiereactie en het natriumdiffusiepad dat daardoor ontstaat. Voeg de AlOₓ-laag toe, blokkeer het natrium, en PL-beeldvorming bevestigt dat de defecten worden onderdrukt. ## Methoden ### Monstervoorbereiding | Item | Detail | | --- | --- | | Celstructuur | n-type TOPCon. Voorzijde: boor-gediffundeerde emitter + AlOₓ/SiNₓ/SiOᵧNᵣ, ARC. Achterzijde: SiO₂/fosfor-gedoteerd poly-Si + SiNₓ, ARC | | Verontreiniging | 0,155 mol/L CH₃COONa- of NaCl-oplossing, 0,3 g per monster, lokale besproeiing | | ALD-barrière | 10nm AlOₓ, gedeponeerd bij 150°C (Leadmicro QL200) | | Damp heat | 85°C/85% RV, 20 uur (ASLi klimaatkamer) | ### Hoe het werd gemeten - I-V-parameters (Pmax, Voc, FF, Jsc) via het LOANA-systeem (pv-tools). - Passivatiekwaliteit via effectieve minderheidsdragerlevensduur (τ_eff). - Oppervlaktechemie via XPS en SEM-EDS. ## Resultaten en discussie ### Elektrische degradatie De achterkant is duidelijk de gevoelige kant. CH₃COONa op de achterkant verlaagde Voc met 5,8%, verhoogde Rₛ met 450% (Tabel 1) en verminderde PL-intensiteit met 37,3% (Fig. 3a). Dezelfde behandeling op de voorkant kostte slechts 0,87% PCE. Hetzelfde zout, heel verschillende uitkomst afhankelijk van welk vlak het raakt. ### Chemische afbraak van de passivering XPS op het achteroppervlak toonde een sterke toename van de Si-O-bindingfractie (Fig. 5b), waarbij de O/N atomaire verhouding steeg van 1,6 in de controle naar 53 in de CH₃COONa-groep. Het mechanisme is stikstofverlies — vochtige warmte hydrolyseert de SiNₓ en vernietigt de oppervlaktepassivering. ### Wat de AlOₓ-barrière doet Met de 10nm ALD AlOₓ op zijn plaats daalde het PCE-verlies onder achterste CH₃COONa-verontreiniging van 16% naar 0,4%, en bleef Voc stabiel (Fig. 6a). SEM-EDS toonde een natriumgehalte dat 86% lager was in de AlOₓ-monsters (Fig. 6c), en PL toonde geen defectactivering (Fig. 6b). De barrière doet precies wat je wilt — het natrium buiten houden. ## Conclusie ### Belangrijkste conclusies De achterste SiNₓ-laag hydrolyseert en oxideert onder vochtige warmte plus natriumzout, wat Voc verlaagt en Rₛ verhoogt (ondersteund door XPS/EDS, Fig. 4-5). Een 10nm AlOₓ-laag blokkeert de natriumdiffusie en houdt het DH85 PCE-verlies onder 1% (Fig. 6a). En de voorste AlOₓ/SiOᵧNᵣ-multilaag is intrinsiek corrosiebestendig, dus verontreiniging daar heeft nauwelijks effect. ### Waarom het nuttig is De AlOₓ-barrière kan direct worden toegepast in TOPCon-massaproductie op gereedschappen zoals de Leadmicro QL200. Verder vooruitkijkend, het combineren van AlOₓ met SiNₓ in dubbelglas-module-inkapseling zou de levensduur van installaties in vochtige regio's kunnen verlengen. ## Enige achtergrond - TOPCon-structuur: een tunneloxide (SiO₂) plus gedoteerd poly-Si passiverend contact, dat recombinatie bij het metaal vermindert (Feldmann et al., 2014). - ALD: laag-voor-laag nanofilm-groei, die uniforme nanometergrote AlOₓ-bedekking geeft. - DH-testen: 85°C/85% RV versnelde veroudering om module-degradatie in vochtige klimaten na te bootsen. - SiNₓ-passivering: gehydrogeneerd siliciumnitride, goed voor antireflectie en oppervlaktepassivering, maar het heeft losse bindingen en hydrolyseert gemakkelijk. ## Referenties - Tong H. et al., Mitigating contaminant-induced degradation in TOPCon solar cells via ALD AlOₓ barrier, DOI: 10.1016/j.solmat.2024.113188 - Feldmann F. et al., Passivated rear contacts for high-efficiency n-type Si solar cells, Solar Energy Materials and Solar Cells 120 (2014) 270–274. - Li X. et al., Accelerated damp-heat testing of TOPCon cells using NaCl, Solar Energy Materials and Solar Cells 262 (2023) 112554. - Peters I.M. et al., The value of stability in photovoltaics, Joule 5 (2021) 3137–3153. ## Ooitech's Visie Wat hier opvalt, is hoeveel van het betrouwbaarheidsverhaal zich afspeelt in de achterpassiveringsstapel, niet in de celontwerp-hoofdlijn. Op een echte productielijn is een extra 10nm ALD AlOₓ-stap een goedkope verzekering voor projecten in vochtige klimaten, en het past zonder veel gedoe in standaard moduleproductie. Wij bouwen turnkey modulelijnen van begin tot eind, dus we volgen dit soort bevindingen nauwlettend — kleine procesaanpassingen stroomopwaarts bepalen vaak of een installatie 25 jaar meegaat. Als u meer van de fabrieksvloer wilt, het Ooitech YouTube-kanaal ([www.youtube.com/ooitech](http://www.youtube.com/ooitech)) het volgen waard. --- ##### Tags : ![](/template/ooitech/assets/img/shape/06.png) ![](https://cdn.ooitech.com/runtime/image/w800_h700_fitblur_v2_w800_h700_fitblur_v2_1757399770541443.webp) ### Vraag een offerte aan Alle uploads zijn veilig en vertrouwelijk. ## Wij leveren expertise waar u op kunt vertrouwen onze service Direct-van-fabriek apparatuur. ![](/template/ooitech/assets/img/icon/money-2.svg) ### Kosteneffectieve voordelen Wij leveren uitzonderlijke waarde, maximaliseren resultaten en optimaliseren budgetten voor klanten. ![](/template/ooitech/assets/img/icon/staff.svg) ### Ons ervaren team Onze bekwame professionals specialiseren zich in innovatieve oplossingen en op maat gemaakte strategieën. ![](/template/ooitech/assets/img/icon/certified.svg) ### 15+ jaar ervaring in de branche Diepgaande expertise zorgt voor betrouwbare, trendbewuste en bewezen resultaten voor succes. ![](https://cdn.ooitech.com/static/upload/image/20250910/1757477357667605.webp ) ![](https://cdn.ooitech.com/static/upload/image/20250910/1757477724911512.webp) ![](/template/ooitech/assets/img/shape/06.png) ## Wat onze klant zegt over ons Klantgetuigenissen prijzen ons diepgaande begrip van hun uitdagingen, wat leidt tot innovatieve oplossingen en een sterk rendement op investering. Langdurige samenwerkingen—soms meer dan tien jaar—tonen hun vertrouwen en tevredenheid. Hun succesverhalen drijven ons om voortdurend de verwachtingen te overtreffen. [Meer weten **](#quote-form) ![](/template/ooitech/assets/img/icon/quote.svg) Een man met een groot hart. Hartelijk dank voor uw bezoek, meneer Wu. Hartelijk dank voor de diensten bij het installeren van apparatuur en het trainen van mijn studenten. De vriendelijkste persoon en professional in zijn vakgebied ![](https://cdn.ooitech.com/runtime/image/w800_h600_fitblur_v2_2026041716444445.webp) ### Jizzakh Polytechnic Institute ![](/template/ooitech/assets/img/icon/quote.svg) Dank aan Ooitech voor het leveren van zeer geschikte BC-zonnecel-experimentele apparatuur. ![](https://cdn.ooitech.com/runtime/image/w800_h600_fitblur_v2_1776426122864564.webp) ### KTECH ![](/template/ooitech/assets/img/icon/quote.svg) Nogmaals heel erg bedankt voor de enorme hulp bij het verbeteren en repareren van de fabriek en ook het leren van de werknemers hoe ze de machines moeten gebruiken ![](https://cdn.ooitech.com/runtime/image/w800_h600_fitblur_v2_1757479675272137.webp) ### Mark BIPV Filipijnen ![](/template/ooitech/assets/img/icon/quote.svg) bedankt voor de professionele ondersteuning van ooitech en de tijdige after-service. ![](https://cdn.ooitech.com/runtime/image/w800_h600_fitblur_v2_1784509010217979.webp) ### Diarra uit Afrika ![](/template/ooitech/assets/img/icon/quote.svg) Dank aan Ooitech voor het leveren van de volledig geautomatiseerde productieapparatuur—uw installatie en after-sales service zijn uitstekend geweest. ![](https://cdn.ooitech.com/runtime/image/w800_h600_fitblur_v2_2026041720921238.webp) ### Amjad ## Onze Nieuwste Producten ![Aluminium frame voor zonnepaneel — geanodiseerd, G1/M6/M10/M12](https://cdn.ooitech.com/runtime/image/w800_h600_fitblur_v2_2026032713454036.jpg.webp) - [** Rachael](/Solar-Panel-Aluminum-Frame-Manufacturing-Equipment-Professional-PV-Module-Frame-Production-Solutions.html) - [** 36464](/Solar-Panel-Aluminum-Frame-Manufacturing-Equipment-Professional-PV-Module-Frame-Production-Solutions.html) ### Aluminium frame voor zonnepaneel — geanodiseerd, G1/M6/M10/M12 Aluminium frame voor zonnepaneel, geanodiseerd en gesneden voor G1/M6/M10/M12 moduleformaten, met complete extrusie, snijden en hoeksleutellevering uit één lijn. ![AM050FH MBB Tabber Stringer: 6800 strips/u, ±0,05 mm](https://cdn.ooitech.com/runtime/image/w800_h600_fitblur_v2_1774262936967131.webp) - [** ooitech](/am050fh-mbb-pv-cell-soldering-stringer-fully-automatic-solar-cell-tabber-stringer-machine-ooitech.html) - [** 56918](/am050fh-mbb-pv-cell-soldering-stringer-fully-automatic-solar-cell-tabber-stringer-machine-ooitech.html) ### AM050FH MBB Tabber Stringer: 6800 strips/u, ±0,05 mm Automatische zonnecel-tabber-stringer: AM050FH soldeert multi-busbar-cellen met laser-halfsnijden en 1/3-snijden op één platform, voor MBB- en half-cut-lijnen. ![Interconnectie-busbar – Stroom van zonnecelstring](https://cdn.ooitech.com/runtime/image/w800_h600_fitblur_v2_2026032713037538.jpg.webp) - [** Rachael](/Interconnection-Busbar-for-Solar-Module-Assembly-High-Performance-Current-Collection-Solution.html) - [** 96889](/Interconnection-Busbar-for-Solar-Module-Assembly-High-Performance-Current-Collection-Solution.html) ### Interconnectie-busbar – Stroom van zonnecelstring Hoogwaardige interconnectie-busbaroplossingen voor de assemblage van zonnepanelen, met vertind koper van hoge zuiverheid ![IEC-certificeringstestapparatuur: 0,1-10kV, 2600mm](https://cdn.ooitech.com/runtime/image/w800_h600_fitblur_v2_2026032716200590.webp) - [** Rachael](/solar-panel-testing-equipment-for-iec-certification-complete-pv-module-test-solutions-by-ooitech.html) - [** 92494](/solar-panel-testing-equipment-for-iec-certification-complete-pv-module-test-solutions-by-ooitech.html) ### IEC-certificeringstestapparatuur: 0,1-10kV, 2600mm Ooitech biedt een compleet assortiment zonnepaneeltestapparatuur voor IEC61215- en IEC61730-certificering, waaronder visuele inspectiestations ![Zonnepaneel lay-up en bussing machine: 10W tot 600W modules, TOPCon BC PERC HJT](https://cdn.ooitech.com/runtime/image/w800_h600_fitblur_v2_1790216004194913.webp) - [** ooitech](/solar-panel-layup-and-bussing-machine.html) - [** 191](/solar-panel-layup-and-bussing-machine.html) ### Zonnepaneel lay-up en bussing machine: 10W tot 600W modules, TOPCon BC PERC HJT Zonnepaneel lay-up en bussing machine die string lay-up en bus ribbon solderen in één station combineert, voor 10W tot 600W modules en TOPCon, BC, PERC en HJT cellen, inline met een stringer of standalone. ![SAW-100A layup- en bussingmachine: ≤0,3% breuk](https://cdn.ooitech.com/runtime/image/w800_h600_fitblur_v2_1774349342486074.webp) - [** Rachael](/automatic-layup-and-bussing-integrated-machine-saw-100a-solar-panel-production-equipment-ooitech.html) - [** 19632](/automatic-layup-and-bussing-integrated-machine-saw-100a-solar-panel-production-equipment-ooitech.html) ### SAW-100A layup- en bussingmachine: ≤0,3% breuk De Ooitech SAW-100A automatische layup- en bussing-geïntegreerde machine levert hoogrenderende celstring-layup en eindbusbar-lassen met hoge