강판 프린팅 + 국산 폴리실리콘 핑거: TOPCon의 다음 행보는 이미 진행 중

제품 소개

지난달 TOPCon 공장을 방문했습니다. 공정 책임자 장 씨는 프린터에서 새 스크린을 교체한 후 손을 닦으며 저와 함께 큰 소리로 계산을 하고 있었습니다.

"PI 필름 강철 와이어 스크린 하나가 4,000~8,000위안이고, 업계 전체적으로 수명은 보통 약 40만 웨이퍼입니다. 좋은 것은 45만 개까지 가고, 나쁜 것은 30만 개에서 페이스트가 새어 나옵니다. 웨이퍼 하나당 1~2센트로 분산되죠. 제가 스크린 비용을 신경 쓸 것 같습니까?"

그는 프린터 옆 공구 캐비닛에 기대어 목소리를 낮췄습니다: "은 페이스트가 진짜 이야기입니다."

2023년 초, 은은 약 킬로그램당 6,000위안이었고, 은 페이스트는 모듈 비용의 3.4% 에 불과했습니다. 올해 1월까지 페이스트는 모듈 총비용의 29% 로 올라갔습니다. 은 페이스트는 공식적으로 폴리실리콘을 제치고 PV 모듈의 1위 비용 요인이 되었습니다.

6월 23일, 현물 은은 15,233위안/kg이었고, 전면 미세 그리드 은 페이스트는 15,779위안/kg.

"29%입니다!" 그는 캐비닛 문을 치며 말했습니다. "우리는 원가 절감과 효율에 혼신의 힘을 쏟지만, 여전히 은 가격 하루 변동폭에도 못 미칩니다."

그는 휴대폰을 꺼내 내부 차트를 보여줬습니다: 지난 3년간 전면 은 페이스트 단가, 거의 45도 각도로 가파르게 상승하는 곡선이었습니다.

"그 강판 인쇄 논문 보셨어요?" 제가 물었습니다.

"읽었죠. 닝보재료연구소의 Joule 논문. 생산라인 전체 단체 채팅방에 돌았습니다. 하지만 경영진은 아직 망설이고 있어요. 결국, 이게 실제로 돈을 아낄 수 있느냐는 거죠?""

그가 말하는 동안, 근처의 스크린 프린터가 다음 배치를 밀어내고 있었고, 스퀴지가 은 페이스트를 스크린 위에 꾸준히 미끄러뜨리며 진공 흡입음이 리듬을 맞추고 있었다.

꾸준히 인쇄되었다. 안정적이고, 신뢰할 수 있으며, 수율이 높고, 그것을 완벽히 아는 작업자들이 있다.

하지만 모두가 "안정적"이라는 것이 이 업계에서 결코 해자가 된 적이 없다는 것을 알고 있다.

이 기사는 한 가지 질문에 답한다: 은 가격이 이렇게 높은 상황에서, 강판 인쇄와 국부 폴리실리콘이 2026년에 TOPCon이 비용 우위를 되찾는 데 도움이 될 수 있을까?

2026년 1월, Joule은 중국과학원 닝보재료연구소의 예지춘 팀의 연구를 게재했다. 산업용 M10 웨이퍼에서, 그들은 강판 인쇄 를 사용하여 전면 그리드의 기존 스크린 인쇄를 대체했고, 국부 폴리실리콘 을 사용하여 후면 접점의 전면 폴리를 대체했다. ISFH 인증 효율: 26.09%.

그 숫자는 업계 기록이 아니다. 징코솔라는 2026년 6월에 26.4% 를 발표했고, 트리나는 더 일찍 26.58% 인증을 받았다. 하지만 여기서 가치는 효율 수치가 아니라, 이 논문이 TOPCon의 세 가지 문제점을 동시에 다룬다는 것이다: 효율, 은 사용량 절감, 그리고 양면성. 그리고 두 기술 모두 기존 라인과 호환되며, 철거하고 재건축하는 것이 아니다.

자세히 살펴보자.

기술 매개변수

그리드 라인 형태: 스크린 vs 강판 인쇄

국부 폴리실리콘 vs 전면 폴리 (30% 커버리지)

기술적 장점

첫째, 강판 인쇄는 스크린 교체 이상의 의미를 가진다

기존 TOPCon 전면 그리드는 스크린 인쇄를 사용하며, 직조 메쉬가 실버 페이스트를 웨이퍼에 긁어낸다. 이 직조 메쉬는 날실과 씨실이 교차하는 매듭이 있고, 페이스트는 그 사이의 틈을 통해 전사된다. 이 매듭들이 그리드 모양을 결정한다: 넓고, 짧고, 경사진 가장자리.

강판 인쇄 는 전체 개방 금속 스텐실을 사용하며, 통웨이가 '전체 개방 강판 인쇄'라고 부르는 기술과 동일한 등급이다. 직조가 없다. 페이스트는 레이저 또는 전기 주조로 개방된 슬롯을 통해 직접 압출된다. 그리드 모양이 즉시 변경된다:

• 스크린 인쇄: 폭 17.0-19.4 μm, 높이 8.7 μm, 종횡비 45.1%, 경사진 가장자리.

• 강판 인쇄: 폭 14.1-15.5 μm, 높이 8.9 μm, 종횡비 58.9%, 거의 수직인 가장자리.

폭 3-4 μm 더 좁고, 높이 0.2 μm 더 높으며, 종횡비가 45%에서 59%로 증가.

세 가지 변화, 세 가지 설명:

첫째, 차광 감소. 더 좁은 핑거, 빛을 위한 더 넓은 개방 영역. 이 0.1% 절대 효율 향상 은 이 3-4 미크론에서 비롯된다.

둘째, 은 사용량 감소. 예를 들어 210R 셀을 보자. 2026년 6월 현장 데이터에 따르면 주류 TOPCon 제조업체는 이미 78.5-85.5 mg/웨이퍼, 업계 평균은 약 83 mg/웨이퍼이다. 강판 스크린의 경우 현재 주요 용도는 후면 버스바/핑거, 절단 3-5 mg 웨이퍼당.

3-5 mg은 작아 보이지만 라인 물량에 곱하면 누적됩니다. 현재 페이스트 가격이 약 15,779위안/kg일 때, 웨이퍼당 3-5 mg 절감은 약 0.047-0.079 위안/웨이퍼입니다. 하루 50만 웨이퍼를 생산하는 라인은 하루 23,500-39,500 위안, 즉 연간 700만~1,200만 위안 (300일 기준)을 절약합니다.

그리고 이는 후면 핑거 절감만 해당합니다. 공정이 성숙해짐에 따라 스틸 플레이트 인쇄는 전면 버스바와 미세 그리드로도 확장되고 있으며, 더 많은 은 절감이 기대됩니다.

셋째, 고시트저항 이미터 경로를 가능하게 합니다. 스틸 플레이트 핑거는 더 촘촘하게 배치할 수 있습니다. 논문에서 간격이 1066 μm에서 944 μm로 줄었습니다. 더 촘촘한 핑거는 측면 캐리어 이동 거리를 단축시켜 이미터 시트 저항에 대한 허용 오차가 높아집니다. 논문의 시뮬레이션에 따르면 이미터 시트 저항이 300에서 600 Ω/sq로 증가함에 따라 스틸 플레이트의 이점은 0.09%에서 0.12%.

이것은 구조가 공정 창을 바꾸는전형적인 사례입니다: 스틸 플레이트 인쇄는 단순한 프린터 교체가 아니라 새로운 이미터 설계 공간을 열어줍니다.

스틸 플레이트 스텐실 자체의 비용과 수명에 대해, 라인이 가장 관심을 두는 계산은 다음과 같습니다:

• 기존 PI 필름 스틸 와이어 스크린: 개당 4,000-8,000 위안, 수명 약 40만 웨이퍼.

• 스틸 플레이트 스텐실 (현재 양산 단계): 단가 PI 필름보다 50% 이상 저렴 (2,000-4,000 위안 범위), 하지만 수명은 현재 약 20만 웨이퍼 입니다. 좋은 것은 20만 장, 나쁜 것은 15만 장에서 교체됩니다.

스크린 감가상각: PI 필름 약 0.01-0.02 위안/웨이퍼, 스틸 플레이트 약 0.01-0.02 위안/웨이퍼. 손익분기점입니다. 스틸 플레이트의 장점은 스크린에 있는 것이 아니라 은 절감에 있습니다: 후면 핑거에서 웨이퍼당 3-5 mg, 약 0.047-0.079 위안/웨이퍼, 상각 격차보다 훨씬 큽니다.

하지만 강판의 수명은 PI 필름의 절반에 불과하여, 교체 빈도가 두 배, 다운타임이 두 배, 인건비가 두 배입니다. 은 절감이 더 빈번한 교체의 숨은 비용을 상쇄하는지는 라인이 얼마나 가동되는지에 달려 있습니다. 완전 가동되는 최상위 업체에게는 계산이 맞습니다. 가동률이 낮은 라인에서는 강판이 이점을 제공하지 못할 수 있습니다. 이것이 바로 통웨이와 지에타이가 내부 셀 흡수 능력이 강해 과감히 움직일 수 있었던 이유입니다. 규모가 짧은 수명의 약점을 희석시킵니다.

둘째: 은-실리콘 접촉, 강판 인쇄가 제공하는 추가 0.4% 필 팩터

더 좁은 핑거는 더 적은 차광과 더 적은 은을 설명합니다. 그러나 강판 인쇄는 한 가지 더 이점을 제공합니다: 접촉 저항이 약 15% 감소합니다. 논문에서 측정된 값: 2.4 mΩ·cm², 스크린 인쇄보다 훨씬 낮아 직접적으로 0.4% 필 팩터(FF) 향상.

스크린을 교체하면 접촉이 왜 개선될까요?

논문은 전체 형태 분석을 수행했습니다. 질산과 불산으로 은 그리드를 에칭한 후, 실리콘 표면에 남은 은 입자를 관찰했습니다. 강판 샘플은 눈에 띄게 더 높은 입자 밀도를 보였으며, 크기는 20-40 nm로 더 고르게 분포했습니다. TEM은 또한 강판 샘플이 은-실리콘 계면의 유리층에 더 조밀하고 연속적인 은 나노입자 네트워크 를 형성했음을 보여주었습니다.

이 은 나노입자는 전도 경로입니다. 전자는 고저항 유리를 통과할 필요 없이 은 입자 사이를 직접 점프합니다.

가장 명확한 증거는 주사 확산 저항 현미경(SSRM)에서 나옵니다. 이 기술은 말 그대로 저항 분포를 "볼" 수 있습니다: 실리콘에서 은 그리드까지의 단면 스캔에서 고저항 영역은 밝게, 저저항 영역은 어둡게 나타납니다. 강판 샘플의 계면 전이 영역은 더 좁고 더 어둡어, 계면 저항이 실제로 더 낮습니다.

인쇄 방법 → 은 입자 분포 → 계면 저항 → 필 팩터. 그 인과 사슬의 모든 단계는 데이터로 뒷받침됩니다.

LECO(레이저 강화 접촉 최적화)는 이미 업계 표준이며, 약 600 GW 의 TOPCon 용량을 커버할 것으로 예상됩니다. 그러나 동일한 LECO 처리를 하더라도 강판 인쇄는 스크린 인쇄보다 접촉 저항을 추가로 15% 줄였습니다. 이는 강판 인쇄가 LECO가 극복할 수 없는 고유한 계면 품질 우위를 가지고 있음을 의미합니다.

셋째: 국부 폴리실리콘, 있어서는 안 될 것을 제거 (후면 폴리 핑거 기술)

TOPCon 후면의 전면 폴리실리콘은 양날의 검입니다.

좋은 면: 매우 높은 패시베이션 품질, 가장 성숙한 패시베이션 접촉 방식 중 하나입니다.

나쁜 면: 폴리가 빛을 흡수합니다. 근적외선에서의 기생 흡수는 전류가 되어야 할 빛을 잡아먹습니다. 직접적인 결과: 단락 전류(Jsc)가 상승할 수 없고, 양면성이 높아질 수 없습니다. TOPCon 양면성은 보통 80%-85%에 머무르는 반면, 이종접합은 90%-95%에 도달합니다.

이 논문의 아이디어는 단호합니다: 전극이 접촉해야 하는 곳에만 폴리를 유지하고, 나머지는 AlOx/SiNx로 교체합니다.

경로는 레이저 및 습식 식각:

1. 증착 전면 폴리실리콘 (150 nm)

2. 532 nm 피코초 레이저 제거할 영역을 패터닝합니다

3. 레이저는 국부 인실리케이트 유리(PSG)를 변형시킵니다

4. KOH 알칼리 용액 조사된 영역의 폴리를 선택적으로 식각합니다

5. 약 30% 의 영역이 접촉점으로 폴리를 유지합니다

논문의 단면 SEM은 깨끗합니다: 폴리 가장자리는 2.7 μm 단차를 보여주며, 폴리가 완전히 제거된 후 수직면이 남고, 눈에 보이는 레이저 손상 잔류물이 없습니다. 이는 선택적 식각 정밀도가 충분히 좋다는 것을 의미합니다.

그렇다면 커버리지가 100%에서 30%로 줄어들면 어떻게 될까요?

• Jsc 는 41.90에서 42.09 mA/cm²로 증가하여, 0.19 mA/cm². 폴리 흡수가 줄어들어 더 많은 빛이 전류로 전환됩니다.

• J0 (포화 전류 밀도) 8.76에서 6.40 fA/cm²로 감소, 27%. 접촉 면적이 작을수록 오히려 패시베이션이 더 잘되는데, AlOx/SiNx 패시베이션 자체가 충분히 우수하기 때문에 폴리 영역을 줄이면 전체 재결합 중심 밀도가 낮아집니다.

• 양면성 84.26%에서 약 90%. 후면 폴리가 70% 줄어들면서 후면 발전량이 급증합니다. 84%에서 90%로 오르는 것은 최소 5% 포인트 이상의 후면 발전량 증가 를 의미하며, 눈, 모래, 물과 같은 고반사 환경에서 두드러집니다.

• Voc 724.9 mV에서 729.9 mV로 상승합니다. 폴리 영역의 재결합이 줄어 전압이 올라갑니다.

• 효율: 전면 폴리 기준 약 25.8%, 국부 폴리는 26.09%로 약 0.3% 포인트의 절대적 증가입니다.

종합적으로, 논문은 LCOE 절감을 1.7%로 제시합니다. 태양광에서 1.7%의 LCOE 차이는 수주 성공, 설비 이용률, 수익성.

넷째: 핵심 트레이드오프, 접촉 면적과 패시베이션 면적의 시소

국부 폴리 설계는 본질적으로 시소 문제:

• 폴리 커버리지가 높을수록 접촉이 좋아지고 캐리어 수송이 원활해지지만, 기생 흡수가 증가하고 양면성이 낮아집니다.

• 폴리 커버리지가 낮을수록 기생 흡수가 줄고 양면성이 높아지지만, 접촉 저항이 커지고 캐리어 수송이 방해받습니다.

논문은 체계적인 스윕을 통해 균형점을 찾았습니다: 커버리지 20%에서 100%까지, 패시베이션(J0)과 접촉 저항(ρc)을 측정하고, 각 커버리지에서 Quokka 3로 효율을 시뮬레이션했습니다.

효율은 약 30% 커버리지에서 최고치를 보입니다. 30% 미만에서는 접촉 저항의 불이익이 기생 흡수 감소의 이득보다 크고, 30% 초과에서는 기생 흡수의 불이익이 접촉 저항 감소의 이득보다 큽니다.

시뮬레이션 곡선은 안정적이고 넓은 평탄 구간 을 30% 주변에 가집니다. 커버리지가 25%에서 35% 사이로 변해도 효율이 크게 흔들리지 않습니다. 이러한 넓은 공정 창 은 양산에 좋은 소식입니다.

제품 응용

라인 번역: 걸어가며 가져갈 수 있는 두 개의 테이블

공정 노브 1: 강판 인쇄

공정 노브 2: 국부 폴리실리콘

연락처 및 메모

주의할 몇 가지 함정

먼저, 강판 수명 계산을 신중히 하세요. 가격은 절반이지만 수명도 절반입니다. 후면 핑거는 웨이퍼당 3-5mg을 절약하여 약 0.047-0.079위안에 해당하며, 이는 감가상각 격차를 메우기에 충분합니다. 그러나 교체 빈도가 두 배가 되면 가동 중단, 인건비, 재튜닝 비용이 발생하여 활용도가 낮은 라인에서는 은 절약 효과를 잠식할 수 있습니다. 완전 가동 공장이 먼저 움직이고, 저활용 공장은 이동 전에 계산을 먼저 하세요.

둘째, 국부 폴리 실리콘의 레이저 손상 제어가 핵심 난제입니다. 이 논문은 532nm 피코초 레이저를 사용합니다. 에너지 밀도, 스캔 속도, 스팟 중첩은 웨이퍼 품질에 따라 조정이 필요합니다. 논문은 습식 에칭으로 레이저 손상이 "완전히 제거"된다고 하지만, 생산 현장에서는 장비 안정성, 투입 재료 일관성, 온도 및 습도 변동이 그 "완전한 제거"를 할인할 수 있습니다.

셋째, 두 기술을 모두 적층한 후 수율을 검증한 사람은 아무도 없습니다. 강판 인쇄에 국부 폴리 실리콘과 고저항 에미터를 더하면 세 가지 변수가 동시에 조정되어 공정 창이 좁아집니다. 26.09%는 통제된 실험실 조건에서 달성되었으며, 생산으로 옮기면 수율이 다시 떨어질 수 있습니다. 이것은 모든 신기술 도입의 공통 문제입니다.

통웨이는 이미 양산 중이며, 지에타이는 그 뒤를 따르고 있습니다. 그러나 "양산 가능"과 "운영하여 돈을 벌 수 있음" 사이에는 라인 전체의 전환 능력이 놓여 있습니다.

이 논문의 가장 큰 가치는 26.09%가 아닙니다. 진코와 트리나가 곧 새 기록으로 덮어쓸 것입니다.

그 가치는 다음과 같습니다: TOPCon의 다음 업그레이드 방향에는 이제 데이터로 검증된 두 가지 경로가 있습니다. 하나는 낮은 난이도와 꾸준한 수익(강판 인쇄)이고, 다른 하나는 더 높은 임계값과 더 큰 보상(국부 폴리 실리콘)입니다. 어느 것을 선택할지는 현재 어느 경로가 더 중요한지에 달려 있습니다.

Ooitech의 견해

가장 인상 깊은 점은 이 두 경로 모두 셀 측면으로 돌아오지만, 압력은 모듈 라인 하류에 정확히 가해진다는 것입니다. 더 좁은 핑거와 더 높은 양면성은 탭핑, 적층, 라미네이션 중 스트링의 동작을 변화시키므로, TOPCon 모듈 라인을 구축하거나 업그레이드하는 경우 스트링거 장력, 양면 IV 테스트, 태양광 시뮬레이터 설정이 뒤처지지 않고 보조를 맞춰야 합니다. 우리는 많은 공장이 셀 효율 기록을 추구하는 동안 모듈 라인이 새로운 지오메트리에서 조용히 수율을 잃는 것을 보았습니다. 실제 생산 라인이 이러한 변화를 어떻게 처리하는지 확인하려면 Ooitech YouTube 채널을 방문하세요: www.youtube.com/ooitech 을(를) 구독할 가치가 있습니다.