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、新しいスクリーンをプリンターから交換した後、手を拭きながら、私と一緒に大声で計算していました。
「PIフィルム鋼線スクリーン1枚は 4,000〜8,000元で、業界全体での寿命は通常約 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話です。"
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、表側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ドアを叩きました。「我々はコスト削減と効率向上に必死だが、それでも銀価格の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年間の表側銀ペースト単価、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。生産ライン全体のグループチャットで回ってきました。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？」"
彼がそう言う間にも、近くのスクリーンプリンター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 を従来のスクリーン印刷の代わりに前面グリッドに使用し、 ローカル多結晶シリコン を全面多結晶の代わりに裏面コンタクトに使用した。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2026年6月に 26.4% を発表し、天合光能（Trina）はそれ以前に 26.58% 認証を取得していた。しかし、ここでの価値は効率の数値ではなく、この論文がTOPConの三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、両面性。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 | より高い | 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 | ローカルポリシリコン |
|---|---|---|
| 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% |
技术优势
その1：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ーハに擦り付けます。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の形状を決定します：幅広で、短く、傾斜したエッジ。
鋼板印刷 は全開放金属ステンシルを使用します。これは通威が「全開放鋼板印刷」と呼ぶ技術のクラスと同じです。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を通ってまっすぐ押し出されます。グリッドの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%、傾斜したエッジ。
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。
幅が3-4 μm狭く、高さが0.2 μm高く、アスペクト比が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。 より細いフィンガー、光のためのより広い開放領域。これにより 0.1%の絶対効率向上 が得られます。これはこの3-4 μmから来ています。
第二に、銀の使用量削減。 例えば 210R セルを考えます。2026年6月の現場データでは、主流のTOPConメーカーはすでに 78.5-85.5 mg/ウェーハ、業界平均は約 83 mg/ウェーハです。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、切断 3-5 mg ウェハーあたり。
3-5 mgは小さく聞こえますが、ラインの生産量で掛け合わせると積み上がります。現在のペースト価格が約 15,779元/kgの場合、ウェハーあたり3-5 mgの削減は約 0.047-0.079元/ウェハーに相当します。1日50万枚のウェハーを生産するラインでは、1日あたり 23,500-39,500元の削減、つまり 年間700万から1,200万元 （300日以上）になります。
そして、これは背面フィンガーだけの削減です。プロセスが成熟するにつれて、鋼板印刷は前面バスバーや微細グリッドにも広がり、さらなる銀の節約が期待できます。
第三に、高シート抵抗エミッタのルートを実現可能にします。 鋼板フィンガーはより密に配置できます。論文では、間隔が1066 μmから944 μmに縮小しました。フィンガーが密になると、横方向のキャリア移動距離が短くなり、エミッタのシート抵抗に対する許容度が高まります。論文のシミュレーションでは、エミッタのシート抵抗が300から600 Ω/sqに上昇するにつれて、鋼板の利点は0.09%から 0.12%.
これは教科書的な例で、 構造がプロセスウィンドウを変える：鋼板印刷は単なる印刷機の交換ではなく、新しいエミッタ設計の余地を開きます。
鋼板ステンシル自体のコストと寿命については、ラインが最も気にする計算は次の通りです：
従来のPIフィルム鋼線スクリーン： 1枚4,000-8,000元、寿命は約 40万枚のウェハー.
鋼板ステンシル（現在の展開段階）：単価 PIフィルムより50%以上安い （2,000-4,000元の範囲）ですが、寿命は現在約 20万枚のウェハー です。良いものは20万枚、悪いものは15万枚で交換されます。
スクリーンの償却：PIフィルムは約0.01-0.02元/ウェハー、鋼板も約0.01-0.02元/ウェハー。 これらは同等です。 鋼板の利点はスクリーンではなく、 銀の節約にあります：背面フィンガーでウェハーあたり3-5 mg、約 0.047-0.079元/ウェハー、償却ギャップよりもはるかに大きい。
しかし、鋼板の寿命はPIフィルムの半分しかないため、 交換頻度が2倍、ダウンタイムが2倍、人件費が2倍になる。銀の節約が頻繁な交換による隠れたコストをカバーできるかどうかは、ラインの稼働率次第だ。フル稼働のトッププレイヤーにとっては計算が成り立つ。稼働率の低いラインでは、鋼板は元が取れないかもしれない。だからこそ、自社でセルを強力に吸収できる通威（Tongwei）と捷泰（Jietai）が先に動く勇気を持ったのだ。 規模が短寿命という弱点を薄める。
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
細いフィンガーは、影の減少と銀の削減を説明する。しかし、鋼板印刷はもう一つの利点をもたらす： 接触抵抗率が約15%低下する。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.
に相当する。なぜスクリーンを交換すると接触が良くなるのか？
論文は完全な形態分析を実施した。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 を形成したことを示した。
これらの銀ナノ粒子が伝導経路である。電子は高抵抗のガラスを通過する必要がなく、銀粒子間を直接ホッピングする。
最も明確な証拠は、 走査型広がり抵抗顕微鏡（SSRM）から得られる。この技術は文字通り抵抗分布を「見る」：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、低抵抗ゾーンは暗い。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る。
印刷方法 → 銀粒子分布 → 界面抵抗 → フィルファクター。 その因果連鎖の各ステップはデータに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
3つ目：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リア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。 近赤外域での寄生吸収が、電流になるはずの光を奪います。直接的な結果として、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。
この論文のアイデアは率直です： 電極が接触する場所にのみポリを残し、残りは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）を改質します
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% の領域がポリをコンタクトポイントとして保持します
論文の断面SEMは明確です：ポリの端は 2.7 μmの段差を示し、ポリが完全に除去された後に残る垂直面で、レーザー損傷の残留物は見られません。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。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） は8.76から6.40 fA/cm²に低下し、 27%。接触面積が小さいほど実際にはパッシベーションが良くなります。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、ポリゾーンを置き換える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 は84.26%から 約90%に上昇します。裏面のポリが70%減ると、裏面での生成が急増します。84%から90%への向上は、少なくとも 5パーセントポイント以上の裏面生成ゲイン を意味し、雪、砂、水などの高反射シーンで顕著です。
Voc は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：全面ポリ参照で約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削減は 1.7%としています。PV業界では、1.7%のLCOE差は 受注獲得、設備利用率、利益水準.
4つ目：核心的なトレードオフ、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 シーソー問題:
ポリ被覆率が高いほど接触が良く、キャリア輸送がスムーズになりますが、寄生吸収が増え、両面性が低下します。
ポリ被覆率が低いほど寄生吸収が減り、両面性が高まりますが、接触抵抗が高くなり、キャリア輸送が妨げられます。
論文では系統的なスイープでバランスを見つけました：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利得を上回り、30%以上では寄生吸収のペナルティが接触抵抗の利得を上回ります。
シミュレーション曲線には 安定した広いプラトー が約30%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。
製品応用
ライン翻訳：持ち帰れる2つのテーブル
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） | 約700〜1200万元/年 | 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 vs スクリーン償却 | 損益分岐点；フル稼働ラインは回収可能、低稼働は注意 |
| 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 |
| 両面性利得 | 84% → 90% | 裏面発電利得5%以上 |
| LCOE削減 | 1.7% | 全体的な経済勘定 |
| 新規設備 | ピコ秒レーザー + KOHウェットエッチング | 新規プロセスステップ |
| GWあたりの新規設備投資 | 約1,500〜2,000万元（業界推定、論文では非開示） | 投資計画 |
| 歩留まり | ラボ条件で96%超 | 量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） | 鋼板印刷よりも高い閾値 |
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。 価格は半分ですが、寿命も半分です。リアフィンガーはウェーハあたり3〜5mgを節約し、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銀の節約を食いつぶす可能性があります。 フル稼働の工場が先に進み、稼働率の低い工場は移動する前に計算を行います。
第二に、局所ポリシリコン上のレーザー損傷制御が核心的な難しさです。 この論文では532nmのピコ秒レーザーを使用しています。エネルギー密度、スキャン速度、スポットオーバーラップは、異なるウェーハ品質に合わせて調整する必要があります。論文では、レーザー損傷はウェットエッチングによって「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、投入材料の一貫性、周囲の温度と湿度の変動が、その「完全な除去」を割り引く可能性があります。
第三に、両方の技術を積み重ねた後の歩留まりを検証した人はいません。 鋼板印刷と局所ポリシリコンと高シート抵抗エミッター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、捷泰もそれに続いています。しかし、「量産可能」と「それを運営してお金を稼げる」の間には、ライン全体の変換能力があります。
この論文の最大の価値は26.09%ではなく、晶科能源と天合光能がすぐに新記録で上書きするでしょう。
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つはより高い閾値でより大きな見返り（局所ポリシリコン）です。 どちらを選ぶかは、今のあなたにとって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求める一方で、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 は購読する価値があります。
