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Martin 团队：多分片除了边缘钝化，还有一条千万“别切在结上”

user34782 • • 数智科技 •
一块 G12R 电池切成四片，多出三条边。行业里量到的切损在 0.2%/刀上下。但 Solar Energy 上这篇论文说：同样一刀，切在结上和切在空档里，损失能差一半——省下来的那一半，不用加设备。

一块 G12R 电池切成四片，多出三条边。行业里量到的切损在 0.2%/刀上下。但 Solar Energy 上这篇论文说：同样一刀，切在结上和切在空档里，损失能差一半——省下来的那一半，不用加设备。

先说个我翻这篇论文时的第一反应。

它讨论的问题实在不像个顶刊问题：一块电池，激光切一刀，刀口该从哪儿过。

论文八月发在 Solar Energy，作者名单里有 UNSW 的 Martin Green 和 Renate Egan，也有国内在跑 TBC 量产的一道新能，宋登元在列。通讯作者是 UNSW 的 Pei-Chieh Hsiao。这种组合一般不做纯理论，它一定在回答产线上的某个具体麻烦。

麻烦就是多分片。

今年四分片在量产线上爬坡，三条切割线下来，一块完整的电池变成四小片，也变出三条全新的硅边。这三条边上没有氧化铝，没有氮化硅，什么都没有，只有刚被激光撕开的悬挂键。

行业里对这笔账有个大致量级：切一刀，效率损失 0.2 个点上下。

但这个数本身就不太统一。同样是切一刀，HJT 最狠，TOPCon 居中，BC 最轻——这是材料体系那本账，一道新能跟河北大学那组研究算过，机理落在氢。

切割损失其实有三本账：材料体系一本，怎么切一本，切在哪儿一本。

这篇论文算的是第三本。但它算得很细，细到顺手把另外两本的账本也翻给你看了。

先看"切几刀"这本。

论文里有个量，叫 AR——切边总长度，除以这一小片的面积。

G12R 是 182×210 毫米，我拿计算器核了一遍：半片切一刀，AR 是 0.095；四分片两条切边都算上，AR 是 0.381。

四倍。不是"差不多四倍"，是把公式写出来一按，正好 4.00 的四倍。

道理不复杂：割得越碎，同样一块面积上分摊到的伤口就越长。这笔税按伤口长度走，不按刀数走。

所以那个"0.2 个点每刀"的经验值，其实是个粗略平均。论文的模拟给了更硬的规律：同一种切法下，效率损失跟 AR 成正比。

这也顺带解释了一件事——为什么到了四分片，边缘钝化从"可选"变成"必选"。不是大家突然讲究了，是账变了。

AR 由片型唯一决定：同样面积上，四分片分摊到的伤口长度是半片的 4 倍（数值为 G12R 复算）

那这一刀，切在哪儿最便宜？

TBC 的背面跟 TOPCon 长得不一样。它是两种指头交替排的：一片 p 型多晶硅做发射极，一片 n 型多晶硅做背场，中间隔着空档，像梳子对插。

于是刀口有了三种走法。

切过发射极，等于把 p-n 结横着剖开，切口上直接暴露出一段耗尽区。论文对这种情况用的不是"表面复合速度"，而是一个边缘二极管电流，每厘米 19 纳安，理想因子取 2。这个数来自 Fell 那组人跨好几种电池结构验证过的结果，代表的是耗尽区里电子空穴同时大量存在、复合起来毫不费力的状态。

切过背场，或者切在空档里，情况就不同了。这条边暴露的是同型硅，没有结，复合只能靠载流子自己扩散过去。

这里有个细节值得停一下。

论文在模拟切口表面复合速度时，把取值从 10 一路调到 10 厘米每秒，效率只动了不到 0.01 个百分点。

意思很直白：切口表面"烂到什么程度"，其实不太敏感。真正卡脖子的是载流子能不能扩散到那儿。供货跟不上，需求再旺也没用。

可一旦切到结上，规则就换了。耗尽区里电子和空穴都在现场，不用等扩散，直接复合。

所以"切在哪儿"的价值，不在切口质量，在有没有把结切出来。

结果就是论文那句核心结论：切在空档区，效率损失大约只有切发射极的一半。

顺带一个附加好处：金属只长在发射极和背场上，切在空档里，激光根本碰不到金属层。切穿金属是另一类麻烦，这篇论文的电极设计本来就是按"不切穿"来做的。

同样一刀，切过发射极会剖开耗尽区；切在空档里只暴露同型硅，而且碰不到金属层

还有个细节，我觉得比结论本身更有意思。

论文画了切口附近的载流子浓度分布。切口边上浓度掉下去，但往里走，头三个指头之内，就恢复成跟掺杂图形一致的周期性分布了。按 0.9 毫米的指间距算，也就两三毫米的事。

也就是说，伤口的直接影响范围，窄得超出想象。

但它同时拉低了整个器件体内的平均载流子浓度——gap 最好，背场次之，发射极最差。

一个边缘上的局部伤口，凭什么拉低整片的平均浓度？

因为边缘是复合最快的地方，它像个抽水机，把周围的载流子往那边吸。被吸走的不只是贴着边的那些，还有本该流向电极的。

所以切损不能按"边上一圈"来估。它是从边上抽走的，抽的是全片的存货。

不过这里有个坑，得单独拎出来说。

如果只看短路电流，你会得出完全相反的结论。

论文的模拟里，切发射极的 Jsc 损失反而最小——因为发射极就在切口边上，内建电场一拉，光生载流子几乎百分之百被漂移收集走。反倒是切在空档里的那片，载流子得靠扩散慢慢挪过去，Jsc 掉得更多。

所以：Isc 好看，不代表切口干净。

真正能看出问题的是填充因子那条线。论文说得很清楚，边缘复合主要打在 pFF 和 FF 上，这两项的相对跌幅远大于 Voc 和 Jsc。另一个更灵敏的指纹是最大功率点的理想因子，它随 AR 线性往上涨，切发射极的那组涨得最凶。

翻译成产线动作就一句话：切完抽测，先看 pFF 和 FF，别被 Isc 哄过去。

聊到这儿，得回头补一个变量——怎么切。

论文自己没模拟这一项，但它汇总了别人的实测值，表 1 那几行值得单独看一眼。

同一篇文献里对 SHJ 的对比，用激光划槽加机械裂片切，边缘二极管电流 115 纳安每厘米。换成热激光分离，7.77。

差 15 倍。同一组片子，只换了切法。

PERC 用金刚石划片是 13，跨结构取一个通用稳健值，19——论文给 TBC 切发射极用的就是这 19。

这就说明一件事：切口的物理损伤程度，是能被切法改变的。机械裂片是硬掰开的，裂口粗糙、带微裂纹；热激光分离靠热应力让裂纹自己走，断面光滑。

换句话说，19 这个数不是天花板，是当时那个切法给出的地板。论文没做这个替换实验，但表里的数已经把话说了一半——切法换了，这个数本身就有往下走的空间。

再说精度，也就是切得准不准。

那片空档，是不是越宽越好？

不是。

太窄，切口离重掺杂区太近，复合压不住；太宽，空档区本身不收集载流子，白白让出去的发电面积又找不回来。两头都亏，中间有个拐点。

论文把单侧空档宽度从 0.01 毫米扫到 0.49 毫米，不管半片、三分片还是四分片，最优点都落在同一个位置：切割后单侧剩 0.3 毫米。

双切边的三分片和四分片，要两边各留 0.3 毫米，也就是在设计阶段给切割线预留一条 0.6 毫米宽的不掺杂带。

激光定位精度，设备商给的是正负 0.025 毫米。相对 0.3 毫米，余量 12 倍。但论文提醒了一件容易被忽略的事：两条切边得各管各的。一边切歪了，另一边留得再宽也补不回来。

非理想切割带来的额外损失，半片 0.03 个点、三分片 0.045 个点、四分片 0.058 个点——切得越碎，这个"手抖税"也越贵。

空档不是越宽越好：太窄压不住复合，太宽收集不到载流子，净损失在单侧 0.3 毫米处最低

这里得插一句产业链上的事，不然这条 0.6 毫米没法落地。

以前电池厂交整片，切几刀、切在哪儿，是组件端自己的事。现在要预留 0.3 毫米的空档，电池端就必须提前知道：这片将来切三分还是四分，切在哪个坐标，精度多少。

切割位置从组件端的自由，变成了电池端的设计输入。

这就多了一个新接口，也多了一个新风险——电池厂按三分片留的版图，组件厂改走四分片，那条空档就白留了，得回头改图形。柔性是有代价的，只不过这个代价落在设计阶段，不落在设备上。

还有一段，我觉得比效率数字更值得组件端的人看一眼。

论文把光照从 1 个太阳降到 0.1 个太阳，切割片的效率损失明显放大。更具体的一个数：因为光生空穴要横向扩散到复合活性很强的切口，这部分复合损失，在半片里占 10%，到四分片里升到 29%。

原因论文也解释了：这个 TBC 的体电阻率 14 欧姆厘米，够高，所以哪怕光照降到 0.1 个太阳，器件还在高注入区，损失压不下去。

组件不会永远在 1000 瓦每平米的标准条件下工作。清晨、傍晚、阴天、斜入射，全是低辐照。

四分片在 STC 上多出来的那部分功率，到了真实屋顶上，是要打折的。打多少折，跟切口做得多干净直接相关。

说到这儿，得把这篇文章和"边缘钝化"这四个字对上。

现在行业里讲得多的是补。切完了，在切口上镀一层氧化铝，或者用激光把损伤区隔离掉，把复合中心盖住。这道工序不便宜，四分片尤其耗设备。

这篇论文走的是另一个方向——不是补，是避。刀口从一开始就别落在结上，让切口天生就没有那么强的复合能力。

两条路不冲突。避掉的那一半，本来就不需要补；剩下那一半，还是得靠钝化。论文自己也是这么收尾的：不额外加钝化，空档切割就能把损失砍一半；再加上边缘钝化，"无损切割"才有机会。

回到产线，这篇论文其实只给了三个旋钮，都不在工艺段。

第一个，版图。在预定的切割线两侧，各留 0.3 毫米的不掺杂带。这一步不走工艺、不加设备、不进流程卡，只在背面图形设计时改一笔。

第二个，精度。切割位置波动要压住，而且两条边独立管控。一边超差不能靠另一边找补。

第三个，判据。把 pFF 和理想因子放进抽测项，别只盯 Isc。

至于"怎么切"那个旋钮，论文只给了提醒，没给方案——但表 1 已经说明了它的分量：换一种切法，边缘二极管电流能从三位数掉到个位数。这笔账值不值得算，是另一个话题。

顺着这个逻辑，我想说一个可能被低估的判断。

TOPCon 切哪一刀都躲不开。它的 p-n 结在正面整面铺开，激光自上而下切透，切口必然扫过结区。所以你只能在"切完之后怎么补"上想办法——ALD 侧镀、激光隔离钝化、钝化液、PECVD 叠层，都是补。

BC 不一样。它的结在背面，而且是图形化的，指头之间有天然的空档。这意味着它多了一个别人没有的自由度：可以不切在结上。

这个优势跟效率纪录没关系，跟背面图形长什么样有关系。多分片这条路走得越深，这个自由度的价值就越高。它不省工艺，它省的是"补"的那道工序。

当然得说清楚，BC 现在还是少数派。2025 年 TBC 组件在全球市场的份额大概 6.7%，离主流还有距离。这条自由度能兑现多少，得看它在多分片这条路上能跑多远。

话得说回来，这篇论文有几处必须打折听。

它是纯模拟，不是实测。切口表面复合速度取 10、边缘二极管电流取 19，都是文献值，不是这条产线切出来的实测值。作者自己在方法部分交代了这两个数的出处。

它给出的最坏情形——四分片双切边、刀口扫过发射极——效率损失超过 1 个百分点；同样条件切在空档里，只有一半上下。而这个量级对应的是"切口完全没有钝化"的极端假设。产线上量到的净切损只有 0.2%/刀 上下，这两者的差，就落在"切完之后补了多少"这件事上。别拿论文里的数字直接对标自己产线的功率表。

还有一条，论文自己写明了：空档切割是把"必损"砍掉一半，不是归零。真正的无损切割，原文的说法是"potentially achievable with the assistance of edge passivation"——还是得靠钝化配合。

最后，那条 0.6 毫米的空白带不是白来的。它吃掉的是发电面积，落到一片四分之一片上大约 0.6%。这笔账论文的模拟已经算进去了，0.3 毫米之所以是最优点，就是因为它把面积损失和复合损失一起称过了。

所以这篇论文真正回答的，不是"切损有多大"，也不是"钝化能做到多好"。

它回答的是：切损里，哪一部分根本不该发生。

该补的那部分，交给钝化。不该发生的那部分，从版图上抹掉。

多分片这一轮，大家在比谁切得更细。切得细是电气账，P 等于 I 平方 R，谁都会算。切在哪儿是复合账，这本账以前没人细算过——现在有人把公式摆出来了。

最后一个问题，想听听你的判断：

四分片这条路上，你觉得先卡住的是切割良率，还是边缘钝化那笔设备投入？

评论区聊聊。

参考文献：Hsiao P-C, Zhang K, Zhou Z, Jiang JY, Li L, Dai J, Ji Y, Li J, Song D, Egan R, Green M. Simulation of gap-region cutting for suppressing edge recombination losses in tunnel oxide passivated back-contact solar cells. Solar Energy, 2026, 317: 115017. DOI: 10.1016/j.solener.2026.115017（CC BY 开放获取）

       原文标题 : Martin 团队：多分片除了边缘钝化，还有一条千万“别切在结上”

（来源：维科网）
电池 切割
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