侵权投诉
订阅
纠错
加入自媒体

钢板印刷+局部多晶硅Poly finger,TOPCon的下一站进行时

2026-06-24 13:36
光伏PV笔记
关注

钢板印刷+局部多晶硅Poly finger,TOPCon的下一站进行时

上个月去一家TOPCon厂,工艺主管老张盯着刚从机台上换下来的网版,一边擦手一边跟我算账。

“一块PI膜钢丝网网版,4000到8000块,行业普遍寿命能做到40万片。做得好能跑到45万片,做得差30万片就漏浆了。网版成本摊到每片也就一两分钱。你以为我在乎那点网版费?”

他靠在印刷机旁边的工具柜上,压低了声音:“银浆才是大头。 ”

2023年初,银价大概6000块一公斤,银浆在组件成本里只占3.4%  。到今年1月,银浆占比已经飙到组件总成本的29% ——“银浆已经正式取代硅料,成为光伏组件的第一大成本要素。”

6月23日,白银现货价格15233元/千克,银浆细栅正面报价15779元/千克

“29%啊!”他拍了一下工具柜的门,“我们费半天劲降本增效,还不如银价波动一天。”

他掏出手机给我看一张内部报表——过去三年正面银浆的采购单价走势图,几乎是一条45度斜线往上冲。

“有没有看过那个钢板印刷的论文?”我问他。

“看了。宁波材料所发Joule那篇嘛,产线群里都传遍了。但我们领导还在犹豫,这玩意儿换上去了,到底能不能省钱? ”

他说这话的时候,车间里一台丝网印刷机正在刷下一批片子——刮刀推着银浆在网版上匀速移动,真空吸附的排气声有节奏地响着。

它刷得挺稳的。稳定、可靠、良率高、工人熟练。

但所有人都知道,“稳”在这个行业里从来不是护城河。

这篇文章想回答一个问题:钢板印刷+局部多晶硅,到底能不能帮TOPCon在银价高企的2026年,找回一点成本优势?

2026年1月,Joule刊登了一篇来自中科院宁波材料所叶继春团队的研究。论文在工业级M10硅片上,用钢板印刷替代传统丝网印刷做正面栅线,用局部多晶硅替代全面积多晶硅做背面接触,ISFH认证效率26.09% 。

这个数字不是行业最高——晶科2026年6月刚报了26.4% ,天合此前也有26.58% 的认证。但论文的价值不在效率数字,而在它同时解决了TOPCon的三个卡点:提效、降银、提双面率。而且两项技术都与现有产线兼容,不是推翻重来。

下面拆开看。

一、钢板印刷:不只是换一张网版

传统TOPCon正面栅线用丝网印刷——一张编织网把银浆刮到硅片上。编织网有经纬线交错的网结,银浆通过这些网结之间的空隙转移。网结的存在决定了栅线的形貌:宽、矮、边缘带斜坡。

钢板印刷用的是全开口金属模板——通威所说的“全开口钢板印刷”正是同一类技术。没有编织结构,银浆直接从激光或电铸开出的槽里挤过去。栅线形貌立刻变了:

丝网印刷:宽17.0–19.4μm,高8.7μm,高宽比45.1% ,边缘斜坡状。钢板印刷:宽14.1–15.5μm,高8.9μm,高宽比58.9% ,边缘近乎垂直。

窄了3-4μm,高了0.2μm,高宽比从45%拉到59%。

三个变化对应三笔账:

第一,遮光面积小了。 栅线越窄,光进来的面积越大。0.1%的绝对效率增益,来源就在这3-4微米。

第二,银浆消耗少了。 以210R尺寸电池片为例,2026年6月行业调研数据显示,主流TOPCon厂家银浆单耗已做到78.5-85.5mg/片,行业均值约83mg/片。导入钢板网版后,目前主要是在背副栅上使用,单片可以降低3-5mg

3-5mg听起来不多,但乘上产线的量就很可观了。按当前银浆价格约15779元/千克计算,每片省3-5mg,折合每片节省0.047-0.079元。一条日产50万片的产线,一天就是2.35万-3.95万元,一年(按300天算)就是700万-1200万元

而且这还只是背副栅的降幅。随着工艺成熟,钢板印刷在正面主栅和细栅的应用也在推进,降银空间更大。

第三,让高阻发射极方案落地了。 钢板印刷的栅线可以排得更密——论文里间距从1066μm缩小到944μm。栅线密了,载流子横向传输距离短了,对发射极方阻的容忍度就高了。论文模拟显示,发射极方阻从300Ω/口升到600Ω/口时,钢板印刷的效率优势从0.09%扩大到0.12% 。

这是一个结构改变工艺窗口的典型案例:钢板印刷不只是一个印刷设备的更换,它解锁了新的发射极设计空间。

关于钢板网版本身的成本和寿命,这里补充一笔产线最关心的账:

传统PI膜钢丝网网版:4000-8000元/块,寿命40万片左右。

钢板网版(当前推广阶段):单价比PI膜网版便宜50%以上(2000-4000元区间),但寿命目前只有20万片左右——做得好能到20万,做不好可能15万就得换。

网版摊销成本:PI膜约0.01-0.02元/片,钢板网版约0.01-0.02元/片——两者打平。钢板的优势不在网版本身,在银浆节省:背副栅每片省3-5mg,折合约0.047-0.079元/片,远大于网版摊销的差异。

但钢板寿命只有PI膜的一半,意味着换版频率翻倍、停机时间翻倍、人工成本翻倍。省下的银浆钱能不能覆盖多换版带来的隐形成本,取决于你的产线跑得满不满。对于满产满销的头部企业,这笔账算得过来;对于开不满的产线,换上钢板可能并不划算。这也是为什么通威、捷泰这类自有电池产能消化能力强的企业敢最先上——规模摊薄了寿命短板。

二、银硅接触:钢板印刷多出来的那0.4%填充因子

栅线变细解释了遮光减少和银耗降低。但钢板印刷还多送了一个增益——接触电阻率降了约15% 。论文实测:接触电阻率2.4mΩ·cm² ,比丝网印刷低一截,直接贡献了0.4%的填充因子(FF)提升

为什么换一张网版,接触反而变好了?

论文用了一套完整的形貌分析。把银栅线用硝酸和氢氟酸腐蚀掉之后,看硅表面残留的银颗粒。钢板印刷样品表面的银颗粒密度明显更高,尺寸集中在20-40nm,分布更均匀。透射电镜进一步显示,钢板印刷样品在银-硅界面的玻璃层中形成了更密集、连续分布的银纳米颗粒网络

这些银纳米颗粒就是导电通路——电子不需要穿越高阻玻璃,直接从这些银颗粒之间跳过去。

最直观的证据来自扫描扩散电阻显微镜(SSRM) 。这个技术直接“看见”电阻分布:从硅片到银栅线的截面扫描,高阻区亮、低阻区暗。钢板印刷样品的界面过渡区更窄、更暗——界面电阻确实更低。

印刷方式→银颗粒分布→界面电阻→填充因子,这条因果链每一步都有数据支撑。

LECO(激光增强接触优化)已是行业标配工艺——行业预计LECO已覆盖约600GW的TOPCon产能。但即便同为LECO处理,钢板印刷仍比丝网印刷多降了15%的接触电阻。说明钢板印刷的界面接触质量有LECO抹不平的先天优势

三、局部多晶硅:去掉不该有的东西(也就是背面Poly-finger技术)

TOPCon背面的全面积多晶硅是一把双刃剑。

好的一面:钝化质量极高,是目前最成熟的钝化接触方案之一。

坏的一面:多晶硅吸光。它在近红外波段的寄生吸收会吃掉本应变成电流的光,直接后果是短路电流(Jsc)上不去,双面率做不高——TOPCon双面率通常在80%-85% ,而异质结能到90%-95%。

这篇论文的思路很干脆:只在需要接触电极的地方保留多晶硅,其余区域用AlO/SiN替代。

实现路径是激光+湿法刻蚀

先沉积全面积多晶硅(150nm)532nm皮秒激光图案化照射要去除的区域激光使局部磷硅玻璃(PSG)改性KOH碱液选择性刻蚀掉被照射区域的多晶硅剩余约30% 面积保留多晶硅作为接触点

论文里的截面SEM图很干净:多晶硅边缘有个2.7μm的台阶——多晶硅完全去除后留下的垂直断面,看不到激光损伤残留。说明这套工艺的选择性刻蚀精度足够好

覆盖率从100%降到30%之后,发生了什么?

Jsc从41.90→42.09mA/cm²,增加了0.19mA/cm² 。多晶硅少吸光,光就多贡献电流。

J0(饱和电流密度) 从8.76→6.40fA/cm²,降了27% 。更少接触面积反而更好钝化——因为AlO/SiN本身的钝化质量就够好,用铝氧/氮化硅替代多晶硅区域后,整体复合中心密度下降。

双面率从84.26%拉到约90% 。背面少了70%的多晶硅,背面发电能力大幅提升。双面率从84%拉到90%,意味着雪地、沙地、水面等高反射场景下,背面能多贡献至少5个百分点的发电增益

Voc从724.9mV提升到729.9mV 。减少多晶硅区域的复合,电压反而上来了。

效率:全面积多晶硅参考组约25.8%,局部多晶硅组做到了26.09% ——约0.3%的绝对增益。

这几项加在一起,论文测算的LCOE降幅为1.7% 。在光伏行业,1.7%的LCOE差距就是订单归属、产能利用率、利润水平的分界线。

四、关键矛盾:接触面积与钝化面积的跷跷板

局部多晶硅的设计本质是一个跷跷板问题

多晶硅覆盖率越大→接触越好、载流子传输越通畅→但寄生吸收越多、双面率越低。 多晶硅覆盖率越小→寄生吸收越少、双面率越高→但接触电阻增大、载流子传输受阻。

论文用一组系统的实验找平衡点:覆盖率从20%到100%,测钝化质量(J0)、测接触电阻率(ρc),再用Quokka 3模拟不同覆盖率下的效率。

30%覆盖率附近效率最高。 低于30%,接触电阻的惩罚大于寄生吸收的收益;高于30%,寄生吸收的惩罚大于接触电阻的收益。

论文的模拟曲线在30%附近有一个稳定的宽平台——覆盖率在25%-35%之间波动不会造成效率剧烈变化。这个工艺窗口足够宽,对量产是好事。

五、产线翻译:两张表直接带走

工艺旋钮一:钢板印刷

维度数据产线含义效率增益+0.1% abs(论文)换网版就能拿到的增益PI网版银耗(210R)78.5-85.5mg/片,均值83mg/片2026年6月行业调研数据钢板网版降银(背副栅)3-5mg/片折合0.047-0.079元/片年省银浆(50万片/日产线)约700-1200万元/年按300天、银浆15779元/kg测算PI膜网版4000-8000元/块,寿命40万片现有方案基线钢板网版2000-4000元/块,寿命约20万片换版频率翻倍,停机损失需纳入核算综合经济性银节省0.047-0.079元/片 vs 网版摊薄持平满产产线划算,开工不足需慎重高阻发射极兼容600Ω/口时增益更大可同步评估发射极工艺优化空间

工艺旋钮二:局部多晶硅

维度数据产线含义效率增益约+0.3% abs比钢板印刷更大双面率提升84%→90%背面发电增益5%以上LCOE降幅1.7%综合经济账新增设备皮秒激光器+KOH湿法刻蚀单GW新增设备投资估算1500-2000万元(论文未披露,此值为行业估算)良率实验室条件 >96%量产转移后需验证产线兼容性中(需新增激光+湿法设备)比钢板印刷门槛高

需要盯住的几个坑

第一,钢板网版寿命的账要算细。 单价便宜一半,但寿命只有PI膜的一半。背副栅每片省3-5mg银浆、折合约0.047-0.079元/片,这个量级足够覆盖网版摊销的差异——但换版频率翻倍带来的停机、人工、重新调试成本,在开工率不足的产线上可能直接吃掉银浆节省。满产的厂先上,开不满的厂算清账再动。

第二,局部多晶硅的激光损伤控制是核心难点。 论文用的是532nm皮秒激光,能量密度、扫描速度、光斑重叠率——这些参数需要针对不同硅片质量做优化。论文称激光损伤通过湿法刻蚀被“完全消除”,但量产环境中,设备稳定性、来料一致性、环境温湿度的波动都可能让“完全消除”打折扣。

第三,两套技术叠加后的良率验证还没人做过。 钢板印刷+局部多晶硅+高阻发射极——三个变量同时调整,工艺窗口会收窄。论文的26.09%是在实验室控制条件下实现的,转移到量产时良率可能会重新掉下来。这是所有新技术导入的共同命题。

通威已经在量产了,捷泰同步在跟。但“可量产”和“你上了也能赚钱”之间,还隔着一整条产线的转化能力。

这篇论文的最大价值,不是26.09%——这个数字很快会被晶科、天合的新纪录覆盖。

它的价值在于:TOPCon的下一阶段升级方向,已经有了两条被数据验证过的路径。一条难度低、收益稳(钢板印刷),一条门槛高、回报大(局部多晶硅)。 怎么选,取决

你现在更关注哪条TOPCon升级路径?

评论区聊聊,看看各家进度怎么样。

       原文标题 : 钢板印刷+局部多晶硅Poly finger,TOPCon的下一站进行时

声明: 本文由入驻维科号的作者撰写,观点仅代表作者本人,不代表OFweek立场。如有侵权或其他问题,请联系举报。

发表评论

0条评论,0人参与

请输入评论内容...

请输入评论/评论长度6~500个字

您提交的评论过于频繁,请输入验证码继续

暂无评论

暂无评论

    太阳能光伏 猎头职位 更多

    在线客服

    文章纠错
    x
    *文字标题:
    *纠错内容:
    联系邮箱:
    *验 证 码:

    粤公网安备 44030502002758号