BC 셀 제조가 어려운 이유: AIKO의 자기 마스킹 2단계 공정 해설

후면 컨택트(BC) 태양전지의 어려운 부분은 전면이 아닙니다. 바로 후면인데, 여기서는 서로 반대로 도핑된 두 개의 패시베이팅 컨택트가 같은 웨이퍼 전면에 걸쳐 교대로 배치되어야 하며, 한쪽에 적합한 공정 조건이 다른 쪽을 망가뜨리기 십상입니다. AIKO’의 해답 — 회사가 자기 마스킹 2단계 공정이라고 부르고, 중국 업계 보도가 SeparaTech라는 브랜드로 부르는 것 — 은 두 컨택트를 한 번에 형성하려는 시도를 멈추고, 어차피 형성되는 확산막이 마스킹을 하도록 하는 것입니다. 이는 재료에 관한 논리가 아니라 제조에 관한 논리이며, 바로 그렇기 때문에 모듈 측면에서 읽을 가치가 있습니다.

어려움은 후면에 있다

BC는 두 극성을 모두 후면으로 옮기므로 전면을 가리는 것이 없고 재결합이 일어날 전면 금속–실리콘 컨택트도 없습니다. 이것이 이 구조의 핵심이며, 동시에 문제의 근원이기도 합니다. 이제 후면은 P형 컨택트, 절연, N형 컨택트가 웨이퍼 전면에 걸쳐 반복되는 인터디지테이티드 패턴을 담아야 합니다.

패시베이팅 컨택트 BC 셀에서 이러한 각 영역은 초박형 터널 산화막, 도핑된 폴리실리콘 층, 국부 금속 컨택트를 포함할 수 있습니다. 두 극성은 같은 것을 원하지 않습니다.

• 산화막 두께. 좋은 터널링과 좋은 패시베이션을 제공하는 윈도우는 붕소 도핑 측과 인 도핑 측에서 동일하지 않습니다.
• 폴리실리콘 두께와 도핑. N+ 및 P+ 폴리-Si는 최적 도펀트 프로파일이 다르고 열 예산에 대한 민감도도 다릅니다.
• 확산 깊이와 어닐링. 한 영역을 결정화하고 활성화하는 어닐링이 다른 영역의 계면 상태를 교란할 수 있습니다.
• 계면 결함과 금속 컨택트. 컨택트 저항과 재결합은 양쪽에서 다르게 거동합니다.

이것이 BC 제조의 핵심 모순을 낳습니다. 소자는 각 영역이 각자의 최적점에 있기를 원합니다. 기존 흐름은 마스크, 패턴, 에치, 세정, 스트립 단계 수를 줄이기 위해 하나의 공정 조건 세트가 양쪽 모두를 담당하기를 원합니다.

1단계 대 2단계

AIKO는 기존 접근법을 1단계 공정으로 규정합니다. 두 극성 모두를 위해 터널 산화막과 폴리실리콘 층을 함께 형성한 다음 패터닝하는 것입니다. 이에 반대하는 논거는 간단합니다 — N+ 폴리-Si에 맞는 하나의 레시피가 반드시 P+ 폴리-Si에도 맞는 것은 아니며, P 측을 구제하기 위해 산화막 두께, 도핑 또는 열 예산을 조정하면 N 측을 잃을 수 있습니다. 결국 남는 것은 둘 사이의 타협입니다.

AIKO’의 결과에 대한 자체 설명은 두 영역을 분리함으로써 각 측을 독립적으로 최적화할 수 있고, 이로 인해 패시베이션 품질이 향상되어 효율이 높아진다는 것입니다. 회사는 이 공정이 양산에서 27% 이상의 ABC 셀을 위한 토대를 마련했다고 밝히고 있습니다. 이는 독립 시험 기관이 아닌 AIKO’의 자체 발표 자료에서 나온 회사 주장이며, 그렇게 읽어야 합니다.

공정 순서

AIKO 특허 텍스트와 공개 자료를 인용한 중국 업계 보도에 유포된 공정 설명에 따르면, 흐름은 대략 다음과 같습니다.

1. 먼저 P형 패시베이팅 컨택트 를 형성합니다 — 터널 산화막, 붕소 도핑 폴리실리콘, P+ 영역 — 이때 붕소 확산의 부산물로 표면에 붕소 규산염 유리(BSG)가 형성됩니다.
2. Use a 첫 번째 레이저 패터닝 단계 를 사용하여 N 영역과 절연 영역이 될 위치를 개방합니다.
3. 해당 개구부에서 노출된 P형 구조를 선택적으로 에치 또는 알칼리 폴리싱 합니다.
4. Form a 새로운 터널 산화막과 N형 폴리실리콘을 형성합니다. 인 도핑이며, 표면에 인 규산염 유리(PSG)가 형성됩니다.
5. Use a 두 번째 레이저 단계 및 국부 제거 로 최종 P, N 및 절연 영역을 정의합니다.

중요한 점은 이것이 새로운 재료가 아니라는 것입니다. 동일한 층 세트를 시간과 공간에서 재배열한 다음 패터닝으로 재통합한 것입니다. 주장은 화학이 아니라 순서와 제어에 관한 것입니다.

확산막이 마스크다

이 부분이 비용 논거의 대부분을 차지합니다. BSG와 PSG는 이국적인 층이 아닙니다 — 붕소 및 인 확산 중에 자연스럽게 형성됩니다. 기존 흐름에서는 이들을 제거해야 할 잔류물로 취급합니다. 2단계 경로는 이들을 유지하고 후속 패터닝 및 선택적 에치를 위한 자기 정렬 마스크로 사용합니다.

AIKO가 밝힌 이점은 이로써 외부 마스킹과 세정의 필요성이 사라지고, 오염 위험과 재료 소비가 줄어들며, 전체 공정 복잡성이 1단계 흐름과 비슷하게 유지된다는 것입니다. 회사는 또한 열장 시뮬레이션을 통해 고온 열 환경을 재구성하여 층류 흐름과 패시베이션 동역학의 균형을 맞추고, 반응 챔버 내부 온도 제어를 ±0.5 °C 이내로 유지하며, 막을 저응력 및 균일하게 유지하기 위한 응력 균형 시스템을 갖추고 있다고 설명합니다.

솔직한 단서는 확산막을 마스크로 사용하는 것이 새로운 아이디어가 아니라는 점입니다 — 초기 IBC 특허 문헌에도 유사한 사고가 있습니다. 여기서 주장하는 것은 막의 특정 조합, 공정 순서, 레이저 파라미터, 그리고 이를 생산 라인 전체에 걸쳐 유지하는 능력입니다.

레이저 패터닝: 미크론 제어와 그 자체의 제약

P 영역과 N 영역이 각각의 패스에서 형성되면, 각 영역이 어디에 위치하는지를 정의해야 합니다. 그것이 레이저 패터닝 단계이며, 그 허용 오차는 광학이 아니라 기하학에 의해 결정됩니다:

• 간격이 너무 넓음 — 유효 발전 면적을 잃게 됩니다.
• 간격이 너무 좁음 — 정렬 오차나 측면 확산이 단락 위험으로 이어질 수 있고, 절연 영역이 제 역할을 할 공간이 줄어듭니다.

영역 크기, 가장자리 품질, 절연 폭은 모두 직렬 저항, 재결합, 누설, 수율에 동시에 영향을 미칩니다. 리소그래피는 허용 오차를 유지할 수 있지만, 그 비용과 택트, 클린룸 요구 사항은 10 GW 또는 20 GW 광전지 라인에 맞지 않습니다. 레이저는 고속 스캐닝, 디지털 제어, 레지스트 불필요라는 장점을 가져오지만, 열 손상, 가장자리 어블레이션, 필름 잔류물, 대면적 균일성이라는 자체적인 문제도 가져옵니다.

AIKO’의 2026년 상반기 보고서에는 초고속 레이저 패터닝이 2단계 공정과 함께 핵심 ABC 공정으로 기재된 것으로 알려져 있으며, 이는 엔지니어링 노력이 어디에 집중되는지를 잘 보여줍니다.

2단계 공정이 해결하지 못하는 것

영역이 각각의 패스에서 형성되더라도, 여전히 같은 웨이퍼 위에 있습니다. 두 번째 고온 단계는 첫 번째 단계가 구축한 것에 영향을 줄 수 있습니다:

• 첫 번째 폴리실리콘 층의 결정화 상태와 도펀트 분포
• 이미 형성된 터널 산화막
• 계면 수소 패시베이션
• 붕소와 인 시스템 간의 교차 오염
• 절연 영역에서의 재결합, 패턴 정렬, 두 번째 열 예산 하에서의 측면 확산

따라서 정확한 설명은 두 영역이 독립적이 된다는 것이 아닙니다. 공정 순서가 두 영역을 가능한 한 분리하도록 재설계되어 각 영역의 독립적 최적화 창을 넓힌다는 것입니다. 이 구분은 “독립적으로 최적화된” 접촉에 관한 주장을 읽을 때 중요합니다.

실제로 결정하는 숫자

이 글을 한 회사를 넘어 유용하게 만드는 프레임은 경제성입니다. BC 산업화는 셀 효율만으로 결정되지 않습니다. 중요한 수치는 다음과 같습니다:

효율 상승 × 수율 ÷ 제조 비용

추가 패터닝, 에칭, 세정, 정렬 단계가 추가될 때마다 세 항목 모두 변합니다. 자본 비용과 운영 비용이 증가하고, 택트를 소모하며, 파손의 기회를 또 하나 만듭니다. 그래서 공정 측면의 관찰을 반복할 가치가 있습니다: 기가와트 규모에서는 마스크 하나나 세정 단계 하나를 제거하는 것이 실험실 효율 0.05%를 더 얻는 것보다 더 가치 있을 수 있습니다. 요구되는 것은 기록적인 셀이 아니라, P/N 패턴이 여전히 정렬된 상태로 하루에 수십만 장의 웨이퍼를 처리하는 것입니다.

모듈 라인에 도달하는 것

이것이 우리에게 중요한 지점이며, BC가 단지 셀 기술로만 논의될 때 놓치는 부분입니다.

BC는 소자 아키텍처이지 단일 공정 경로가 아닙니다. HPBC, ABC, N형 패시베이팅 접촉 BC, GPC는 전면에서 모두 동일해 보입니다 — 전면 전극이 없고 캐리어가 후면에서 수집됩니다 — 하지만 내부적으로는 캐리어 선택 접촉, P 영역과 N 영역이 형성되는 방식, 패터닝 방식, 절연 구조, 금속화, 그리고 기존 TOPCon 라인을 재사용할 수 있는지 여부에서 다를 수 있습니다. 우리는 그 명명 측면을 BC는 단지 하나의 기술인가? 에서, 구조적 측면을 BC 기술 로드맵.

에서 다루었습니다.

• 모듈 라인에게 그 결과는 구체적입니다: 전면에서 동일해 보이는 셀이 취급에서도 동일하지는 않습니다.
• 후면 접촉 레이아웃과 피치는 BC 변형 간에 다르며, 이는 솔더링 공정, 배치 허용 오차, 검사 레시피를 결정합니다. 공정 변화는 모듈 라인 상류에서 일어나지만 기계적 결과는 모듈 라인에 떨어집니다. 더 좁은 후면 패턴은 더 좁은 배치 창을 의미하고, 더 얇거나 응력이 더 높은 셀은 절단기와 라미네이터 사이에서 더 많은 취급 손실을 의미합니다. BC 휨과 뒤틀림은 이미 모듈 측에서 알려진 문제이며, 우리는 및 BC 셀이 더 많이 휘는 이유.
• BC 스트링이 뒤틀리는 이유 에 대해 글을 쓴 바 있습니다. 후단 금속화 경로는 상호 연결 방식을 완전히 바꿉니다. 비용 문제는 후면 전극으로 이동하며, 그래서 저은 및 구리 기반 금속화와 제로 버스바 설계가 전면 공정과 동시에 추진되고 있습니다. 무은 논쟁 과
• 후면 절연 접착제 의 필요성은 모두 퍼니스가 아니라 스트링거에 도달합니다.

동일한 경제성 규칙이 하류에도 적용됩니다. BC 대응 스트링거를 구매하는 모듈 라인은 셀 제조사와 같은 계산을 합니다: 성능 향상 × 수율 ÷ 비용. 공정을 추가하지만 수율을 떨어뜨리는 기계는 도움이 되지 않습니다., OSLB-1300 후면 접촉 셀 스트링어 및 셀 측 공정 혁신이 우리에게 바꾸는 것은 새로운 기계 범주가 아닙니다. 그것은 기존 스테이션의 사양입니다 — SC-20P 후면 접촉 레이저 절단 플랫폼

— 왜냐하면 그 스테이션이 후면 패턴을 가장 먼저 보기 때문입니다.

출처 보도가 잘 지적하고 있으며 기억할 가치가 있는 한 가지 주의점: 제품 출시 수치와 제3자 상업 순위는 동일한 측정이 아닙니다. 2026년 9월 기준, 제3자 상업 모듈 순위에서 AIKO의 등재 제품은 최대 효율 25.0%로 LONGi와 공동 1위입니다. 출시 사양 26%와 상업 등재 25.0%는 동일 제품의 서로 다른 단계를 설명하는 것이며, 이를 마치 같은 수치인 것처럼 비교하는 것은 실수입니다.

자주 묻는 질문

2단계 공정은 새로운 소재인가, 새로운 공정인가?

새로운 공정입니다. 각 층은 동일한 계열입니다 — 터널 산화물, 도핑된 폴리실리콘, 금속 접촉. 달라지는 것은 P측과 N측이 형성되는 순서와 이후 영역이 정의되는 방식입니다.

두 영역을 단순히 한 번에 최적화할 수는 없는가?

핵심 매개변수 여러 개가 공유되기 때문입니다. 산화물 두께, 증착 조건, 열 예산은 각각 두 접촉의 품질을 동시에 결정하며, 붕소 도핑 폴리-Si의 최적값은 인 도핑 폴리-Si의 최적값이 아닙니다. 한 번의 공정은 웨이퍼 어딘가에서 타협을 의미합니다.

자기 마스킹(self-masked)이란 무엇을 뜻하는가?

붕소와 인 확산 단계는 자연스러운 부산물로 표면에 BSG와 PSG를 남깁니다. 이를 제거하는 대신, 공정은 이를 유지하고 다음 패터닝 및 선택적 에칭을 위한 마스크로 사용하여 여러 외부 마스크, 코팅, 노광, 스트립 및 세정 단계를 제거합니다.

이것이 BC 비용을 완전히 해결하는가?

아니요. 이는 프런트엔드 소자 제조를 다룹니다. 후면 전극 비용은 별개의 문제이며, 그래서 저은 및 구리 기반 금속화와 제로 버스바 상호 연결이 병행 개발되고 있습니다. 연결에 여전히 많은 양의 은 페이스트가 필요한 매우 효율적인 셀은 아직 경제적으로 완전한 답이 아닙니다.

더 나은 셀 공정이 모듈 라인을 더 쉽게 만드는가?

자동으로 그렇지는 않습니다. 오히려 더 어렵게 만들 수 있습니다. 더 촘촘한 후면 패턴은 배치 요구 사항을 높이고, 셀 응력이나 두께의 변화는 조립 라인에서 핸들링 손실과 파손으로 나타납니다. 셀 측 이득과 모듈 측 비용은 함께 고려해야 합니다.

이 기사의 정보는 어디에서 오는가?

세 곳이며, 각기 다른 비중을 지닙니다. 공정 설명, SeparaTech 명칭, 특허 수, 효율-수율 프레이밍은 新能供应链에서 발행한 중국 업계 기사에서 나왔으며, 이는 AIKO 특허 텍스트, 2026년 상반기 보고서 및 공개 회사 자료를 인용합니다. 영어 공정 설명과 27% 이상의 효율에 관한 주장은 AIKO의 자체 공개 자료에서 나왔으며, PV Tech 의 업계 업데이트로 재게시되었습니다 — 이는 회사가 작성한 콘텐츠이며 우리는 이를 독립적 결과가 아닌 주장으로 표시했습니다. ABC 효율 및 일정 수치는 AIKO의 2023 Back Contact Workshop 발표에서 나왔습니다. 이 기사의 어떤 내용도 BC 셀 또는 AIKO 공정에 대한 우리 자체 측정에 기반하지 않습니다.