鋼板印刷＋局所ポリシリコンフィンガー：TOPConの次の一手はすでに進行中
目次
製品紹介
先月、TOPCon工場を訪れました。工程リーダーの張さんは、プリンターから新しいスクリーンを交換した後、手を拭きながら、私と一緒に声に出して計算していました。
「PIフィルム鋼線スクリーン1枚は 4,000〜8,000元で、業界全体では寿命は通常約 40万枚のウェハーです。良いものは45万枚に達しますが、悪いものは30万枚でペースト漏れが発生します。1枚あたりに換算すると1〜2銭です。スクリーンコストを気にすると思いますか？」
彼はプリンターの横の工具キャビネットに寄りかかり、声を潜めて言いました：「銀ペーストが本当の主役です。"
2023年初頭、銀は1キログラムあたり約 6,000元で、銀ペーストはモジュールコストのわずか 3.4% でした。今年1月までに、ペーストはモジュール総コストの 29% にまで上昇しました。銀ペーストは正式にポリシリコンを追い越し、PVモジュールのコスト要因第1位となりました。」
6月23日、スポット銀は 15,233元/kgで、表面微細グリッド銀ペーストは 15,779元/kg.
「29パーセントだ！」彼はキャビネットの扉を叩きました。「コスト削減と効率向上に必死になっても、銀価格の1日の変動にも及ばない。」
彼は携帯電話を取り出し、社内のチャートを見せてくれました：過去3年間の表面銀ペースト単価、ほぼ45度の直線的な上昇カーブでした。
「あの鋼板印刷の論文を見ましたか？」と私は尋ねました。
「読みましたよ。寧波材料研究所のJouleの論文ですね。生産ライン全体のグループチャットで回覧されました。しかし、経営陣はまだ躊躇しています。結局のところ、 これで本当にコスト削減になるのか？」"
彼がそう言うと、近くのスクリーン印刷機が次のバッチを押し出しており、スキージが銀ペーストをスクリーン上に一定のペースで滑らせ、真空のヒス音がリズムを刻んでいた。
それは安定して印刷された。安定していて、信頼性が高く、歩留まりも良く、それを熟知した作業員たちがいる。
しかし、誰もが「安定」がこの業界で決して堀（競争優位）になったことはないと知っている。
この記事は一つの問いに答える：銀価格がこれほど高い中、鋼板印刷とローカル多結晶シリコンは、2026年にTOPConがコスト優位性をいくらか取り戻すのに役立つのか？
2026年1月、Jouleは中国科学院寧波材料技術・工程研究所の葉継春チームの研究成果を発表した。産業用M10ウェーハ上で、彼らは 鋼板印刷 を使用して従来のスクリーン印刷を前面グリッドに置き換え、 ローカル多結晶シリコン を使用して全面多結晶を裏面コンタクトに置き換えた。ISFH認証効率： 26.09%.
その数字は業界記録ではない。晶科能源（JinkoSolar）は 26.4% を2026年6月に発表し、天合光能（Trina）は 26.58% の認証を以前に取得していた。しかし、ここでの価値は効率の数字ではなく、この論文がTOPConの3つの痛点を同時に扱っていることにある： 効率、銀使用量削減、両面受光率。そして、両技術は既存のラインと互換性があり、解体して再構築する必要はない。
それを詳しく見てみよう。
技術パラメータ
グリッド線形状：スクリーン印刷 vs 鋼板印刷
| メトリック | スクリーン印刷 | 鋼板印刷 |
|---|---|---|
| 線幅 | 17.0-19.4 μm | 14.1-15.5 μm |
| 線高 | 8.7 μm | 8.9 μm |
| アスペクト比 | 45.1% | 58.9% |
| エッジプロファイル | 傾斜 | ほぼ垂直 |
| フィンガー間隔 | 1066 μm | 944 μm |
| 接触抵抗率 | 高い | 2.4 mΩ·cm²（約15%低減） |
ローカル多結晶シリコン vs 全面多結晶（30%被覆率）
| メトリック | 全面ポリ | 局所ポリシリコン |
|---|---|---|
| Jsc | 41.90 mA/cm² | 42.09 mA/cm² |
| J0（飽和電流密度） | 8.76 fA/cm² | 6.40 fA/cm²（-27%） |
| 両面性 | 84.26% | ~90% |
| Voc | 724.9 mV | 729.9 mV |
| 効率 | ~25.8% | 26.09% |
| LCOE削減 | ベースライン | -1.7% |
技術的優位性
第一に、鋼板印刷はスクリーン交換以上のもの
従来のTOPConフロントグリッドは スクリーン印刷を使用し、織られたメッシュが銀ペーストをウェハーに擦り付けます。その織られたメッシュには縦糸と横糸が交差する結び目があり、ペーストはそれらの間の隙間を通って転写されます。 これらの結び目がグリッド形状を決定します：幅広で、短く、傾斜したエッジ。
鋼板印刷 は、フルオープンの金属ステンシルを使用します。これは通威が「フルオープン鋼板印刷」と呼ぶ技術のクラスです。織りはありません。ペーストはレーザーまたは電鋳で開けられたスロットから直接押し出されます。グリッド形状は即座に変わります：
スクリーン印刷：幅17.0-19.4 μm、高さ8.7 μm、アスペクト比 45.1%、傾斜エッジ。
鋼板印刷：幅14.1-15.5 μm、高さ8.9 μm、アスペクト比 58.9%、ほぼ垂直なエッジ。
幅3-4 μm狭く、高さ0.2 μm高く、アスペクト比は45%から59%に向上。
3つの変化、3つの説明が必要です：
第一に、遮光の低減。 より狭いフィンガー、光のためのより広い開放領域。その 0.1%の絶対効率向上 はこれらの3-4ミクロンから来ています。
第二に、銀の削減。 例えば、 210R セルを考えます。2026年6月のフィールドデータでは、主流のTOPConメーカーはすでに 78.5-85.5 mg/ウェハー、業界平均は約 83 mg/ウェハーです。鋼板スクリーンでは、現在の主な用途は 裏面バスバー/フィンガーで、 3-5 mg 每片。
3-5毫克听起来很小，但乘以产线数量就积少成多。按目前约 15,779元/kg的浆料价格，每片节省3-5毫克约合 0.047-0.079元/片。一条日产50万片的产线每天可节省 23,500-39,500元，即 每年700万至1200万元 （按300天计）。
而这仅仅是背面细栅的节省。随着工艺成熟，钢板印刷正向正面主栅和细栅拓展，未来还有更多银浆节省空间。
第三，它使高方阻发射极路线成为可能。 钢板细栅可以更密集。论文中，间距从1066微米缩小到944微米。更密的栅线意味着横向载流子传输距离更短，因此对发射极方阻的容忍度提高。论文模拟显示，当发射极方阻从300 Ω/sq升至600 Ω/sq时，钢板优势从0.09%扩大到 0.12%.
这是 结构改变工艺窗口的典型范例：钢板印刷不仅是更换印刷设备，更开启了新的发射极设计空间。
关于钢板网版本身的成本和使用寿命，以下是产线最关心的账目：
传统PI膜钢丝网版： 每张4,000-8,000元，寿命约 40万枚のウェハー.
钢板网版（当前推广阶段）：单价 比PI膜便宜50%以上 （2,000-4,000元区间），但寿命目前仅约 20万片 。好的能到20万片，差的15万片就得更换。
网版摊销：PI膜约0.01-0.02元/片，钢板约0.01-0.02元/片。 两者持平。 钢板的优势不在网版，而在 银浆节省：背面细栅每片节省3-5毫克，约合 0.047-0.079元/片，远大于摊销差距。
しかし、鋼板の寿命はPIフィルムの半分しかなく、 交換頻度が2倍、ダウンタイムが2倍、労力が2倍になります。銀の節約が、より頻繁な交換による隠れたコストを上回るかどうかは、ラインの稼働率次第です。フル稼働のトッププレイヤーにとっては、計算が成り立ちます。稼働率の低いラインでは、鋼板は元が取れないかもしれません。だからこそ、強力な社内セル吸収力を持つ通威と捷泰が、真っ先に動くことができたのです。 規模が短寿命という弱点を薄めます。
第二に、銀-シリコン接触、鋼板印刷がもたらす追加の0.4%フィルファクター
より細いフィンガーは、遮光と銀の使用量を減らします。しかし、鋼板印刷はもう一つの利点をもたらします： 接触抵抗率が約15%低下します。論文で測定された値は： 2.4 mΩ·cm²で、スクリーン印刷よりはるかに低く、直接 0.4%のフィルファクター（FF）向上.
なぜスクリーンを交換するだけで接触が良くなるのでしょうか？
論文は完全な形態解析を行いました。硝酸とフッ化水素酸で銀グリッドをエッチングした後、シリコン表面に残った銀粒子を観察しました。鋼板サンプルは 明らかに高い粒子密度を示し、サイズは20-40 nmで、より均一に分布していました。TEMはさらに、鋼板サンプルが銀-シリコン界面のガラス層に より密で連続的な銀ナノ粒子ネットワーク を形成することを示しました。
これらの銀ナノ粒子が伝導経路です。電子は高抵抗のガラスを通過する必要がなく、銀粒子間を直接ジャンプします。
最も明確な証拠は 走査型広がり抵抗顕微鏡（SSRM）から得られます。この技術は文字通り抵抗分布を「見る」ことができます：シリコンから銀グリッドへの断面スキャンで、高抵抗ゾーンは明るく、低抵抗ゾーンは暗く表示されます。鋼板サンプルの界面遷移ゾーンは より狭く、より暗く、界面抵抗が実際に低いことを示しています。
印刷方法 → 銀粒子分布 → 界面抵抗 → フィルファクター。 この因果連鎖の各ステップはデータによって裏付けられています。
LECO（レーザー強化コンタクト最適化）はすでに業界標準であり、約 600 GW のTOPCon容量をカバーすると予想されています。しかし、同じLECO処理でも、鋼板印刷はスクリーン印刷よりも接触抵抗をさらに15%削減しました。これは、 鋼板印刷にはLECOが平準化できない固有の界面品質の優位性があることを示しています。
第三に：局所ポリシリコン、あるべきでないものを除去（リアポリフィンガー技術）
TOPCon背面の全面ポリシリコンは諸刃の剣です。
良い面：非常に高いパッシベーション品質、最も成熟したパッシベーションコンタクト方式の一つ。
悪い面： ポリは光を吸収します。 その近赤外域での寄生吸収が、電流になるべき光を奪います。直接的な結果：短絡電流（Jsc）が上がらず、両面性も向上しません。TOPConの両面性は通常 80%-85%程度ですが、ヘテロ接合は90%-95%に達します。
この論文の考え方は率直です： 電極が接触する場所にのみポリを残し、残りをAlOx/SiNxに置き換えます。
その方法は レーザーとウェットエッチング:
成膜 全面ポリシリコン （150 nm）
532 nmピコ秒レーザー が除去する領域をパターニングします
レーザーは局所的なリンシリケートガラス（PSG）を変性させます
KOHアルカリ溶液 が照射領域のポリを選択的にエッチング除去します
約 30% の領域がコンタクトポイントとしてポリを保持します
論文の断面SEMは明確です：ポリエッジは 2.7 μmの段差を示し、ポリが完全に除去された後の垂直面で、レーザー損傷の残渣は見られません。つまり、 選択エッチングの精度は十分に高い.
では、カバレッジが100%から30%に低下するとどうなるでしょうか？
Jsc は41.90から42.09 mA/cm²に上昇し、 0.19 mA/cm²増加. ポリ吸収が減り、より多くの光が電流に変換されます。
J0（飽和電流密度） 8.76から6.40 fA/cm²に低下し、 27%. 接触面積が少ないほど、実際にはパッシベーションが向上します。なぜなら、AlOx/SiNxパッシベーションはそれ自体で十分に優れているため、ポリゾーンを減らすことで全体的な再結合中心密度が低下するからです。
両面性 84.26%から 約90%に上昇します。裏面のポリが70%減ると、裏面での発電が大幅に増加します。84%から90%への向上は、少なくとも 裏面発電のゲインが5パーセントポイント以上増加することを意味します 雪、砂、水面などの高反射環境で特に効果的です。
Voc 724.9 mVから 729.9 mVに上昇します。ポリゾーンでの再結合が減り、電圧が上がります。
効率: 全面ポリの参照セルは約25.8%、局所ポリは 26.09%に達し、約0.3%の絶対ゲインです。
これらを合わせると、論文ではLCOE削減効果を 1.7%としています。PV業界では、1.7%のLCOE差は、 受注獲得、設備稼働率、利益水準.
四つ目: 核心となるトレードオフ、接触面積とパッシベーション面積のシーソー
局所ポリ設計は本質的に シーソーの問題:
ポリ被覆率が高い → 接触が良く、キャリア輸送がスムーズ → しかし寄生吸収が増え、両面性が低下。
ポリ被覆率が低い → 寄生吸収が減り、両面性が向上 → しかし接触抵抗が高くなり、キャリア輸送が妨げられる。
論文では、系統的なスイープでバランス点を見つけました: 被覆率20%から100%まで、パッシベーション(J0)と接触抵抗率(ρc)を測定し、各被覆率での効率をQuokka 3でシミュレーションしました。
効率は被覆率約30%でピークに達します。 30%未満では、接触抵抗のペナルティが寄生吸収のゲインを上回ります。30%を超えると、寄生吸収のペナルティが接触抵抗のゲインを上回ります。
シミュレーション曲線には、 安定した広いプラトー が30%付近にあります。被覆率が25%から35%の間で変動しても、効率は大きく変動しません。この 広いプロセスウィンドウ は量産にとって良いニュースです。
製品用途
要点まとめ: 持ち帰れる2つの表
プロセスノブ1：鋼板印刷
| 寸法 | データ | ラインの意味 |
|---|---|---|
| 効率向上 | +0.1% abs（紙） | スクリーンを交換するだけで得られる利得 |
| PIスクリーンの銀使用量（210R） | 78.5〜85.5 mg、平均83 mg | 2026年6月のフィールドデータ |
| 鋼板の銀節約（裏面フィンガー） | 3〜5 mg/ウェハ | 約0.047〜0.079元/ウェハ |
| 年間銀節約（50万枚/日ライン） | 年間約700〜1200万元 | 300日以上、ペースト15,779元/kg |
| PIフィルムスクリーン | 4,000〜8,000元、寿命40万回 | 現在のベースライン |
| 鋼板ステンシル | 2,000〜4,000元、寿命約20万回 | 交換頻度が2倍になり、ダウンタイムを考慮する必要がある |
| 全体的な経済性 | 銀節約とスクリーン償却の比較 | 損益分岐点；フル稼働ラインは回収可能、低稼働ラインは注意 |
| 高シート抵抗エミッタ適合 | 600 Ω/sqでより大きな利得 | エミッタ最適化を並行して評価 |
プロセスノブ2：局所ポリシリコン
| 寸法 | データ | ラインの意味 |
|---|---|---|
| 効率向上 | 約+0.3% abs | 鋼板印刷より大きい |
| 両面受光利得 | 84% → 90% | 裏面発電利得5%以上 |
| LCOE削減 | 1.7% | 全体的な経済勘定 |
| 新しい設備 | ピコ秒レーザー + KOHウェットエッチング | 新しいプロセスステップ |
| GWあたりの新規設備投資 | 約1500〜2000万元（業界推定、論文では非開示） | 投資計画 |
| 歩留まり | ラボ条件 >96% | 生産移行後の検証が必要 |
| ライン互換性 | 中程度（レーザー+ウェットエッチング追加） | 鋼板印刷より高いハードル |
連絡先とメモ
注意すべきいくつかの落とし穴
まず、鋼板の寿命計算を慎重に行ってください。 半額だが、寿命も半分。リアフィンガーはウェハあたり3〜5mg節約でき、約0.047〜0.079元で、償却ギャップをカバーするのに十分です。しかし、交換頻度が2倍になると、ダウンタイム、人件費、再調整コストが発生し、稼働率の低いラインではわずかな節約効果が帳消しになる可能性があります。 フル稼働の工場が先に進み、稼働率の低い工場は移行前に計算を行います。
第二に、局所ポリシリコンへのレーザー損傷制御が核心的な難しさです。 論文では532nmのピコ秒レーザーを使用しています。エネルギー密度、走査速度、スポットの重なりは、ウェハ品質に応じて調整が必要です。論文ではレーザー損傷はウェットエッチングで「完全に除去」されると述べていますが、生産現場では、設備の安定性、材料の一貫性、周囲の温度・湿度の変動により、その「完全な除去」が損なわれる可能性があります。
第三に、両技術を積層した後の歩留まりを検証した人はいません。 鋼板印刷、局所ポリシリコン、高シート抵抗エミッタの3つの変数を同時に調整すると、プロセスウィンドウが狭くなります。26.09%は管理された実験室条件下で達成され、生産に移行すると歩留まりが再び低下する可能性があります。 これはすべての新技術導入に共通する問題です。
通威はすでに量産しており、捷泰も追随しています。しかし、「量産可能」と「稼働させて利益が出る」の間には、ライン全体の変換能力が横たわっています。
この論文の最大の価値は26.09%ではなく、晶科や天合光能がすぐに新記録で塗り替えるでしょう。
その価値はこれです： TOPConの次のアップグレード方向には、データで検証された2つの経路があります。1つは低難易度で安定したリターン（鋼板印刷）、もう1つは高いハードルで大きな見返り（局所ポリシリコン）です。 どちらを選ぶかは、現在どちらの経路がより重要かによります。
Ooitechの見解
最も印象的なのは、これらの両方の道筋がセル側に戻る一方で、圧力は下流のモジュールラインに真っ直ぐかかることです。より細いフィンガーと高い両面性は、タビング、レイアップ、ラミネーション中のストリングの挙動を変えるため、TOPConモジュールラインを構築またはアップグレードしている場合、ストリンガーの張力、両面IVテスト、および太陽光シミュレーターの設定は、遅れるのではなく、追いつく必要があります。多くの工場がセル効率の記録を追いかける一方で、モジュールラインが新しい形状で静かに歩留まりを失っているのを見てきました。実際の生産ラインがこれらの変更をどのように処理するかを見たい場合は、OoitechのYouTubeチャンネルをご覧ください。 www.youtube.com/ooitech ）を購読する価値があります。
