THBC太陽電池技術：ハイブリッドパッシブバックの仕組み

簡単な回答： THBCは、裏面全体に単一のアーキテクチャを適用するのではなく、裏面の異なる領域に異なるコンタクトタイプを割り当てるハイブリッドパッシベーテッドバックコンタクトセルです。これが表すトレンドは、高効率セルの裏面がもはや均一ではなく、各領域がその役割に適したコンタクトを得るというものです。低再結合が最も重要な場所にはTOPConパッシベーティングコンタクト、キャリア選択性が最も重要な場所にはヘテロ接合コンタクトです。使用されるウェーハフォーマットは182 mmと210 mmで、このファミリーに関する業界の生産能力発表は計画段階で316.6 GWや240 GWといった数字に達し、セル効率の目標は25%から30%の範囲にあります。モジュール製造にとっての実用的な制約は裏面パターンです。裏面のコンタクトが増えるほど、ストリンガーおよびバスバー工程での公差が厳しくなり、裏面検査が表面外観よりも重要になります。

PV モジュール製造 · Jerry、Ooitech 著

はじめに

THBCは、より広範なトレンドの一つの表れです。つまり、異なる後部領域に異なるコンタクトタイプを割り当てることです。ルートの全シーケンスは次にマッピングされています: BCセル技術ロードマップ：構造からプロセスまで.

核心的なポイントはシンプルですが強力です：THBCは単なる漸進的なプロセス調整ではありません。これは、パッシベーションコンタクト、HJTの高効率パッシベーション、そしてIBCのワイヤレス電極レイアウトを、セルの裏面を中心に構築された一つのアーキテクチャに統合する体系的な再構築です。 TOPCon passivated contact, the high-efficiency passivation of HJT, and the wire-free electrode layout of IBC into one architecture built around the rear side of the cell.

太陽光発電業界は、激しい生産能力拡大の時期を経て、2026年に正式に新たな変革サイクルへと入った。競争の中心は規模と低価格から離れ、効率、品質、そしてライフサイクル全体のリターンへと移行しつつある。

単接合結晶シリコンセルの理論限界（約29.4%）が近づくにつれ、従来のTOPConおよびHJT技術は、量産効率の上限である約27%において、ますます厳しくなる物理的・経済的制約に直面している。

こうした背景の中、複数の最先端技術ルートを融合させた新しいセルアーキテクチャが、シリコン効率向上における停滞した膠着状態を打破しつつある。2026年4月、ある研究機関は、独自開発したTHBC（ハイブリッドパッシベーテッドバックコンタクトセル）がドイツのISFHによる認証を受け、28.00%のピーク変換効率を達成したと発表した。これは業界が大型210R矩形ウェハ（210mm x 182mm）において初めて28.0%の閾値を超えたことを意味する。

業界の転換点とTHBCの台頭

規模からライフサイクル価値へ

2025年に316.6GWの新規設置記録を樹立した後、2026年のPV市場は220～240GWというより合理的な範囲に後退した。メッセージは明確だ。もはやどれだけ多く設置するかではなく、限られた面積、限られた投資、複雑な条件下でどれだけ多くの電力を発電できるかが問われている。

電力市場の入札は常態化し、発電所開発者は最低価格だけで契約を発注する旧来の論理を捨てつつある。彼らは今、より高いエネルギー出力とより良いライフサイクルリターンを追求している。

一方、従来のP型セルや一部の初期TOPConラインは、過剰生産能力により稼働率が30%未満に低下したが、高効率BCバックコンタクトセルは2026年第1四半期に約60%の稼働率を維持し、市場シェアの拡大を加速させた。

政策も厳格化している。新たな国家効率基準の下では、変換効率24.2%以上のモジュールのみがTier 1効率に到達できる。現在の量産レベルでは、本質的に高効率BCモジュールのみがこの基準を安定的にクリアしている。市場がリターンを求め、政策が効率を求める中、この二重の共鳴がTHBCの2026年におけるブレークスルーへの道を開いた。

THBCとは何か：Ace Technologiesの二重の遺伝子

TOPCon：トンネル酸化膜パッシベーテッドコンタクト

TOPConはTunnel Oxide Passivated Contactの略称である。その核心は、ウェーハ表面に通常わずか1～2ナノメートル厚の超薄二酸化ケイ素（SiO2）層を成長させ、その後ポリシリコン膜を堆積させてキャリア選択性コンタクト構造を構築することにある。これにより二つの重要な利点がもたらされる。優れたパッシベーション性と、既存のPERC生産ラインとの高い互換性であり、これがTOPConが近年急速に拡大した理由である。

IBC：インターデジテーテッドバックコンタクト

IBCはInterdigitated Back Contactの略称である。その最大の特徴は、正負両方の電極をセルの裏面に移動させたことにある。表面に金属グリッドラインがないため、表面メタライゼーションによる遮蔽損失が完全に消える。IBCは受光面積を高めるだけでなく、優れた美観も実現する。まさにこれが、TeslaのSolarCityなどの企業がかつてこのルートに大きく賭けた理由である。

THBC：再構築と強化

THBCはTunnel Oxide Passivated Contact - Hybrid Back Contactと理解することができる。これはTOPConとIBCの遺伝子を深く再構築したものである。裏面の物理的基盤としてTOPConのパッシベーテッドコンタクト構造を用い、同時にIBCのインターデジテーテッド電極配置を借用している。しかしTHBCは単純なTOPCon + IBCの積み重ねではない。むしろTOPConのパッシベーテッドコンタクト、HJTの高効率パッシベーション、そしてBCセルの遮蔽のない電極設計を一つの体系的なアーキテクチャに融合させたものである。これらのパッシベーション機構は物理的に互いを補完し合い、電気的および光学的性能を組み合わせて、いかなる単一ルートをもはるかに超える性能を実現する。

28%ブレークスルーの背後にある物理とメカニズム

キャリア選択性コンタクトが量子効率を向上させる

従来のセルでは、金属とシリコンの直接接触により多くの界面欠陥が生じ、これが再結合中心として働き、キャリアが電極に到達する前に失われます。THBCの超薄型トンネル酸化膜層は一方向のトンネルチャネルとして機能します。量子トンネル効果を利用して、一方のタイプのキャリアを電極へ通過させつつ、もう一方のタイプの逆流をブロックします。この高度に選択的な接触により界面再結合損失を最小限に抑え、開放電圧（Voc）、曲線因子（FF）、内部量子効率（IQE）を向上させます。

両面パッシベートコンタクトが再結合電流密度を最小化

従来のBCセルは前面の遮蔽を解決しますが、裏面のp+およびn+ドープ領域は金属電極と接する箇所で依然として高い再結合率を示します。THBCの重要な改善点は、裏面のp+およびn+領域の両方にポリシリコン/酸化物パッシベートコンタクト構造を適用し、裏面に二重のパッシベーション保護を与えることです。これにより裏面電極領域の再結合電流密度（J0）が一桁低減され、曲線因子を犠牲にすることなくVocを物理的限界に近づけることができます。

IBC構造がゼロ遮蔽の光学利得と光閉じ込め最適化を実現

THBCはIBCの最大の利点を継承しています。完全に配線のない前面により、100%の受光面積を達成し、吸収光子を最大化します。前面が金属コンタクトやはんだ付け張力を収容する必要がなくなったため、設計者は光学最適化においてはるかに大きな自由度を得られます。例えば、より優れた屈折率整合反射防止膜、精密に制御されたテクスチャ表面、選択的エミッタなどです。これらのアプローチは、従来の前面電極セルでは同時最適化が困難でしたが、THBCアーキテクチャでは完全に実現され、短絡電流（Jsc）をその限界に近づけます。

効率、性能、市場プレミアムの次元横断比較

THBCがPV技術スペクトルの中で占める位置

実際のステーションのデータでは、BCモジュールはすでに強いライフサイクル発電ゲインを示しています。HPBC 2.0セルを搭載したHi-MO 9モジュールを例にとると、その優れた-0.26%/Cの温度係数により、平均日動作温度は従来のTOPConモジュールより0.64C以上低く保たれます。完全に陰影のない条件下では、その累積ワット当たり発電ゲインはTOPConより1.81%高く、典型的な晴天日には4.36%に達します。さらに重要なことに、模擬部分陰影テストでは、BC技術独自の弱伝導電気設計により、累積ワット当たり発電ゲインはTOPConより最大46.82%高くなりました。これは砂漠やアフリカの鉱山地域など、ほこりが多く陰影が生じやすい環境で非常に重要であり、耐陰影能力はより多くの出力、より低いO&Mコスト、より安定した長期的なIRRを意味します。2026年には、ハンガリーの450MWプロジェクト、UAEの1.5GWプロジェクト、内モンゴルの500MW砂漠対策統合PVプロジェクトを含むいくつかの大規模プロジェクトがBC/HPBC 2.0モジュールを全面的に採用し始め、市場が複雑な極限環境におけるBC技術の真の商業的価値を認識していることを示しています。

無銀の波と材料経済学のブレークスルー

2026年は無銀PVの年

2026年は無銀PVの年と広く呼ばれています。中国が2026年1月1日から銀の輸出規制を強化したため、PVおよび新エネルギー車の戦略的基盤材料である銀は、供給ギャップが価格を高値プラトーに押し上げ、市場中心は約20,000 RMB/kgに上昇しました。これは従来のTOPConセルに重い金属化コスト圧力をかけ、銀ペーストコストは0.20-0.26 RMB/Wに達する可能性があります。すでに薄利競争にある業界にとって、これは小さな問題ではなく生存の問題であり、脱銀技術を生存の必需品にしています。

漸進的銀削減

ファインラインプリンティングや0BB（バスバーレス）などの技術が普及期に近づいています。これらは銀の使用量を1ワットあたり6～9mgに削減できますが、物理的限界に近づいており、高騰する銀価格を完全に相殺するのは困難です。

銀コーティング銅ペースト

銀コーティング銅ペーストは、HJTおよび一部のTOPConラインにおける主流の移行期脱銀オプションです。銀消費量を削減しますが、非常に高い印刷一貫性、高温焼結ウィンドウ、プロセス制御が求められ、試行錯誤のコストが増大します。

銅電解めっき：究極の脱銀ルート

銅電解めっきは、電気化学的堆積によってセル表面にパターン化された純銅グリッドラインを形成し、銀への依存を根本的に削減します。その利点は明快です：金属化コストは5セント/W以下に低減可能、ワットあたりの節約額は0.05～0.08元に達する可能性があり、銀価格の変動リスクを完全に排除できます。銅ラインはまた、より高い導電性と低い直列抵抗を提供し、効率を損なうことなく電極抵抗を低減します。THBCはまさに銅電解めっき脱銀技術にとって最も理想的なキャリアの一つです。なぜなら、その正極と負極がすべて裏面にあり、表面の受光や経年劣化による張力の厳しい制約から解放されているからです。高度にパッシベーションされた裏面SiO2/ポリシリコン層は、レーザーに適した無損傷の溝加工媒体としても機能し、銅がシリコン基板に拡散するリスクを低減します。要するに、THBCは単なる効率技術ではなく、材料経済性のブレークスルーでもあります。

量産課題とTOPCon + THBCデュアルドライブ戦略

プロセスの複雑さによる歩留まり課題

THBCは、TOPConの多段パッシベーション堆積（酸化膜成長、ポリシリコン堆積、ドーピング、アニール）とIBCのミクロンスケール裏面パターニングを組み合わせています。同じ裏面上で、交互に配置されたp+およびn+ドープ領域を、短絡を防ぐ信頼性の高い電気的絶縁を備えて精密に形成する必要があります。プロセスステップがはるかに多いため、わずかな歩留まり変動が全体的なコスト圧力に増幅される可能性があり、これはTHBCが技術リーダーから業界リーダーへと進む道のりで乗り越えなければならないハードルです。

薄型ウェハ対応と設備アップグレード

専用のIBC設備は多額の投資を伴うため、小規模メーカーの参入をしばしば妨げ、新たなTHBCラインの構築にはGWあたり2.5億～3億元の設備投資が必要となる場合があります。しかし、THBCは薄型ウェハの量産適応性において重要なブレークスルーを達成し、110～130ミクロンの薄型ウェハに対応してウェハ材料コストを大幅に低減します。重要なことに、その設計は主流のTOPConラインと高い互換性があるため、先進的なTOPCon能力を持つ大手企業は比較的低い転換コストでTHBCへ円滑にアップグレードでき、資産の減価償却を最適化できます。

TOPCon + THBCのデュアルドライブ能力戦略

Trina Solarなどの大手企業は、TOPCon + THBCのデュアルドライブルートを明確に提案しています。TOPConは両面発電とコストパフォーマンスを引き続き活用し、集中型大型地上設置型発電所などの主流シナリオに対応する一方、THBCは差別化されたプレミアムフラッグシップとしてパイロットラインと規模化能力を加速し、プレミアム商業屋根、住宅用PV、ソーラー車両など面積に敏感で高発電量の片面シナリオをターゲットにしています。Trina Solarは現在、完成したTHBCパイロットラインを基盤に産業化を加速しており、その新世代モジュール（2382mm x 1134mm）はすでに700Wを超え、実験室の記録を超える明確な産業化の可能性を示しています。

結論：THBCは結晶シリコンセルの価値基準を再定義しつつある

単接合効率の最終スプリント

THBCの台頭は、単接合結晶シリコンセルの効率向上における最終スプリントを象徴しています。それは突如現れた概念ではなく、裏面物理側における複数のトップ技術ルートの再編成です：TOPConのトンネル酸化膜パッシベーションコンタクト、HJTの高効率パッシベーション、そしてIBCのワイヤレス電極設計。これらを一つのアーキテクチャに統合することで、高効率、大きな受光面積、低い再結合損失、強い環境適応性を備えた次世代セルソリューションを形成します。

2026年の脱銀の波と国のトップレベル効率基準という二重の圧力の下、THBCはピーク効率28.00%、優れた薄型ウェハ対応性、複雑な環境下での卓越した発電ゲイン、そして脱銀によるコスト優位性の可能性を備え、最先端の研究所から量産の最前線へと移行しつつあります。生産プロセスの成熟とTOPCon + THBCのデュアルドライブ戦略のさらなる進展に伴い、この新しいハイブリッドパッシベーション型バックコンタクトアーキテクチャは、太陽光発電サプライチェーンの価値基準を再構築しています。次の競争の舞台は、もはや誰がより安いかだけでなく、同じ面積で誰がより多くの電力を発電できるか、複雑な環境で誰がより高いリターンを維持できるか、そして誰が次世代太陽光発電技術の核心的価値を定義するかにあるでしょう。

Ooitechの見解：Ooitechは、THBCがセル裏面でTOPCon、HJT、IBCを再構築することで28%の効率障壁を突破し、高付加価値で脱銀の結晶シリコン太陽光発電の次なる時代への道を示すと考えています。