ফটোভোলটাইক কোষ উৎপাদনে লেজার প্রযুক্তির গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা

ফটোভোলটাইক (PV) শিল্প উচ্চতর রূপান্তর দক্ষতা এবং কম উৎপাদন খরচ অনুসরণ করে চলেছে, প্রক্রিয়া প্রযুক্তি কোষের কর্মক্ষমতা এবং স্কেলেবিলিটির ক্ষেত্রে একটি নির্ধারক ফ্যাক্টর হয়ে উঠেছে। PERC থেকে TOPCon এবং HJT, এবং আরও পেরোভস্কাইট এবং ট্যান্ডেম সোলার সেলের দিকে, কোষের স্থাপত্য ক্রমশ জটিল হয়ে উঠছে যখন প্রক্রিয়া উইন্ডোগুলি সংকীর্ণ হচ্ছে। এই বিবর্তনের মধ্যে, লেজার প্রযুক্তি একটি সহায়ক হাতিয়ার থেকে একটি মূল উৎপাদন ক্ষমতায় স্থানান্তরিত হয়েছে যা উচ্চ-দক্ষতাসম্পন্ন PV কোষের একাধিক প্রজন্মকে সমর্থন করে।

PERC উৎপাদন লাইনে, লেজার অ্যাবলেশন প্যাসিভেশন স্তরগুলির মাইক্রোন-স্তরের প্যাটার্নিংকে স্থিতিশীল স্থানীয় যোগাযোগ তৈরি করতে সক্ষম করে। TOPCon উৎপাদনে, লেজার বোরন ডোপিংকে ব্যাপকভাবে ২৬% এর বেশি কোষের দক্ষতা অর্জনের একটি মূল পথ হিসেবে বিবেচনা করা হয়। উদীয়মান পেরোভস্কাইট এবং ট্যান্ডেম কোষে, লেজার স্ক্রাইবিং সরাসরি নির্ধারণ করে যে বৃহৎ-ক্ষেত্র, উচ্চ-অভিন্নতা উৎপাদন অর্জনযোগ্য কিনা। এর অ-যোগাযোগ প্রকৃতি, উচ্চ নির্ভুলতা এবং ন্যূনতম তাপ-প্রভাবিত অঞ্চলের সাথে, লেজার প্রযুক্তি PV শিল্প জুড়ে দক্ষতা উন্নতি এবং উৎপাদন নির্ভরযোগ্যতার একটি অপরিহার্য সক্ষমকারী হয়ে উঠেছে।

উন্নত পিভি উৎপাদনের জন্য একটি সাধারণ ভিত্তি হিসেবে লেজার প্রযুক্তি

কোষ প্রযুক্তির অগ্রগতির সাথে সাথে, নির্মাতারা বেশ কয়েকটি ভাগ করা চ্যালেঞ্জের মুখোমুখি হচ্ছে: সূক্ষ্ম কাঠামোগত বৈশিষ্ট্য, আরও সংবেদনশীল উপকরণ এবং ক্রমবর্ধমান কঠোর ফলনের প্রয়োজনীয়তা। লেজার প্রক্রিয়াকরণ ক্ষমতার একটি অনন্য সমন্বয়ের মাধ্যমে এই চ্যালেঞ্জগুলি মোকাবেলা করে:
* যোগাযোগবিহীন প্রক্রিয়াজাতকরণ, যান্ত্রিক চাপ এবং মাইক্রো-ফাটল এড়ানো
* মাইক্রোন-স্তরের স্থানিক নিয়ন্ত্রণ, সূক্ষ্ম এবং জটিল কোষ কাঠামোর জন্য উপযুক্ত
* স্থানীয়, অতি-সংক্ষিপ্ত শক্তি ইনপুট, তাপীয় ক্ষতি কমিয়ে আনা
* অটোমেশন এবং ডিজিটাল প্রক্রিয়া নিয়ন্ত্রণের সাথে উচ্চ সামঞ্জস্যতা
এই বৈশিষ্ট্যগুলি লেজার প্রযুক্তিকে একটি অত্যন্ত বহুমুখী এবং আপগ্রেডযোগ্য প্রক্রিয়া প্ল্যাটফর্ম করে তোলে, যা প্রচলিত স্ফটিক সিলিকন কোষ থেকে পরবর্তী প্রজন্মের ট্যান্ডেম আর্কিটেকচারে প্রযোজ্য।

মূলধারার কোষ প্রযুক্তি জুড়ে মূল লেজার অ্যাপ্লিকেশন
১. PERC কোষ: একটি পরিপক্ক লেজার প্রক্রিয়াকরণ মডেল
PERC (প্যাসিভেটেড এমিটার এবং রিয়ার সেল) প্রযুক্তির শিল্প সাফল্য বৃহৎ আকারের লেজার প্রক্রিয়াকরণের সাথে ঘনিষ্ঠভাবে জড়িত। লেজার অ্যাবলেশন ব্যবহার করে পিছনের দিকে অ্যালুমিনিয়াম অক্সাইড প্যাসিভেশন স্তরটি নির্বাচনীভাবে খোলা হয়, যা প্যাসিভেশন কর্মক্ষমতা সংরক্ষণের সময় স্থানীয় পিছনের পৃষ্ঠের যোগাযোগ তৈরি করে।
অতিরিক্তভাবে, লেজার সিলেক্টিভ এমিটার (SE) ডোপিং সামনের দিকের যোগাযোগের নীচে স্থানীয় ভারী ডোপিং সক্ষম করে, যোগাযোগ প্রতিরোধ ক্ষমতা হ্রাস করে এবং সাধারণত কোষের দক্ষতা প্রায় 0.3% উন্নত করে। এই লেজার প্রক্রিয়াগুলির পরিপক্কতা এবং স্থিতিশীলতা PERC কোষগুলির দীর্ঘমেয়াদী ভর উৎপাদন এবং বাজার আধিপত্যকে সমর্থন করেছে।

2. টপকন কোষ: একটি যুগান্তকারী প্রক্রিয়া হিসেবে লেজার বোরন ডোপিং
TOPCon (টানেল অক্সাইড প্যাসিভেটেড কন্টাক্ট) কোষগুলি N-টাইপ সিলিকন ওয়েফার ব্যবহার করে, যা ক্যারিয়ার নির্বাচন এবং বৈদ্যুতিক কর্মক্ষমতার ক্ষেত্রে সহজাত সুবিধা প্রদান করে। তবে, প্রচলিত উচ্চ-তাপমাত্রা চুল্লি-ভিত্তিক বোরন বিস্তার চ্যালেঞ্জ উপস্থাপন করে, যার মধ্যে রয়েছে উচ্চ শক্তি খরচ, ধীর থ্রুপুট এবং টানেল অক্সাইড অখণ্ডতার ঝুঁকি বৃদ্ধি।
লেজার বোরন ডোপিং স্থানীয়, অতি-দ্রুত উত্তাপ সক্ষম করে, যার ফলে বোরন পরমাণুগুলি সম্পূর্ণ ওয়েফারকে উচ্চ তাপমাত্রার সংস্পর্শে না এনে নির্বাচিত অঞ্চলে নির্বাচিতভাবে ছড়িয়ে পড়তে পারে। এই পদ্ধতিটি প্যাসিভেশন গুণমান বজায় রেখে যোগাযোগ প্রতিরোধকে উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস করে এবং TOPCon দক্ষতা 26% এর বেশি ঠেলে দেওয়ার জন্য ব্যাপকভাবে একটি গুরুত্বপূর্ণ প্রক্রিয়া হিসাবে বিবেচিত হয়।

৩. এইচজেটি কোষ: ইন্টারফেস অপ্টিমাইজেশনের জন্য লেজার-প্ররোচিত অ্যানিলিং
HJT (Heterojunction) কোষগুলি চমৎকার পৃষ্ঠ নিষ্ক্রিয়করণের জন্য নিরাকার সিলিকন স্তরের উপর নির্ভর করে। যাইহোক, ঝুলন্ত বন্ধনের মতো ইন্টারফেস ত্রুটিগুলি এখনও বাহক পুনর্মিলনের দিকে পরিচালিত করতে পারে।
লেজার-প্ররোচিত অ্যানিলিং (LIA) নিয়ন্ত্রিত লেজার বিকিরণ ব্যবহার করে অ্যামোফাস/স্ফটিক সিলিকন ইন্টারফেসে হাইড্রোজেন মাইগ্রেশন সক্রিয় করে, সিটুতে ত্রুটিগুলি মেরামত করে। এই প্রক্রিয়াটি ওপেন-সার্কিট ভোল্টেজ (Voc) এবং ফিল ফ্যাক্টর (FF) উন্নত করতে দেখা গেছে, যা এটিকে HJT দক্ষতা অপ্টিমাইজেশনের জন্য একটি ব্যবহারিক পদ্ধতিতে পরিণত করে।

৪. পেরোভস্কাইট এবং ট্যান্ডেম কোষ: স্কেলেবল ইন্টিগ্রেশনের জন্য লেজার স্ক্রাইবিং
পেরোভস্কাইট এবং পেরোভস্কাইট/সিলিকন ট্যান্ডেম কোষে, লেজার প্রক্রিয়াকরণ কেবল একটি উৎপাদন হাতিয়ারই নয় বরং একটি কাঠামোগত সক্ষমকারীও। স্ট্যান্ডার্ড P1, P2, এবং P3 লেজার স্ক্রাইবিং ধাপগুলি ইলেক্ট্রোড সেগমেন্টেশন, সাব-সেল আইসোলেশন এবং সিরিজ ইন্টারকানেকশনকে সংজ্ঞায়িত করে।
কার্যকরী স্তরগুলির ভঙ্গুর প্রকৃতি এবং বৈচিত্র্যময় তাপীয় স্থিতিশীলতার কারণে, লেজার প্রক্রিয়াকরণ - এর অ-সংস্পর্শ এবং উচ্চ-নির্ভুলতা বৈশিষ্ট্য সহ - বৃহৎ-ক্ষেত্রের ডিভাইসগুলিতে উচ্চ দক্ষতা এবং অভিন্নতা অর্জনের জন্য অপরিহার্য। ফলস্বরূপ, লেজার স্ক্রাইবিংকে ট্যান্ডেম সেল শিল্পায়নের মূল প্রক্রিয়াগুলির মধ্যে একটি হিসাবে বিবেচনা করা হয়।

খরচ কমানো এবং ফলন উন্নতির জন্য সাধারণ-উদ্দেশ্য লেজার প্রক্রিয়া
কোষ-নির্দিষ্ট অ্যাপ্লিকেশনের বাইরে, লেজার প্রযুক্তি বেশ কয়েকটি ক্রস-প্ল্যাটফর্ম উৎপাদন পদক্ষেপকেও সমর্থন করে:
* লেজার-ভিত্তিক গ্রিডলাইন স্থানান্তর: স্ক্রিন প্রিন্টিংয়ের তুলনায় সূক্ষ্ম ইলেকট্রোড এবং উন্নত ধারাবাহিকতা সক্ষম করে, যা রূপালী পেস্টের ব্যবহার উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস করে, বিশেষ করে HJT-এর মতো নিম্ন-তাপমাত্রার প্রক্রিয়াগুলিতে।
* ক্ষতিমুক্ত লেজার ডাইসিং: মাইক্রো-ক্র্যাক ঝুঁকি হ্রাস করে সুনির্দিষ্ট অর্ধ-কোষ এবং মাল্টি-কাট প্রক্রিয়াকরণের অনুমতি দেয়, মডিউল পাওয়ার আউটপুট উন্নত করে।
* লেজার এজ আইসোলেশন এবং প্যাসিভেশন: কাটার পরে এজ ড্যামেজ মেরামত করে, রিকম্বিনেশন লস কমায় এবং মডিউল-স্তরের দক্ষতা বৃদ্ধিতে অবদান রাখে।
এই সাধারণ লেজার প্রক্রিয়াগুলি প্রতি ওয়াট খরচ কমাতে এবং সামগ্রিক উৎপাদন ফলন উন্নত করতে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে।

তাপীয় ব্যবস্থাপনা : স্থিতিশীল লেজার প্রক্রিয়াকরণের ভিত্তি
পিভি উৎপাদন উচ্চতর থ্রুপুট এবং দীর্ঘমেয়াদী অবিচ্ছিন্ন অপারেশনের দিকে এগিয়ে যাওয়ার সাথে সাথে, লেজার প্রক্রিয়ার স্থিতিশীলতা ক্রমশ সুনির্দিষ্ট তাপ নিয়ন্ত্রণের উপর নির্ভরশীল হয়ে ওঠে। লেজার আউটপুটে সামান্য ওঠানামাও সরাসরি যোগাযোগ প্রতিরোধ, ত্রুটি ঘনত্ব বা লাইন প্রস্থের ধারাবাহিকতাকে প্রভাবিত করতে পারে।
উৎপাদন পরিবেশে, লেজার উৎস এবং অপটিক্যাল উপাদানগুলি টেকসই তাপীয় লোডের অধীনে কাজ করে। তাই লেজার শক্তির স্থিতিশীলতা বজায় রাখতে, পাওয়ার ড্রিফট কমাতে এবং পুনরাবৃত্তিযোগ্য প্রক্রিয়াকরণ ফলাফল নিশ্চিত করতে নির্ভরযোগ্য শীতলকরণ এবং তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থা অপরিহার্য। লেজার উৎস, পাওয়ার মডিউল এবং অপটিক্যাল অ্যাসেম্বলির কার্যকর তাপীয় ব্যবস্থাপনা উচ্চ ফলন এবং প্রক্রিয়া দৃঢ়তায় সরাসরি অবদান রাখে, বিশেষ করে TOPCon, HJT এবং সংকীর্ণ প্রক্রিয়া মার্জিন সহ ট্যান্ডেম কোষগুলির জন্য।
উচ্চ-ক্ষমতাসম্পন্ন লেজার অ্যাপ্লিকেশনের জন্য তৈরি শিল্প তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণ সমাধানগুলি বৃহত্তর স্থিতিশীলতা, দ্রুত প্রতিক্রিয়া এবং দীর্ঘমেয়াদী কর্মক্ষম নির্ভরযোগ্যতার দিকে বিকশিত হচ্ছে, যা উন্নত পিভি উৎপাদনের জন্য একটি শক্ত ভিত্তি প্রদান করে।

উপসংহার
PERC কোষের বৃহৎ পরিসরে বাণিজ্যিকীকরণ থেকে শুরু করে TOPCon এবং HJT প্রযুক্তির দ্রুত গ্রহণ, এবং পরবর্তীতে টেন্ডেম আর্কিটেকচারের অন্বেষণ পর্যন্ত, লেজার প্রযুক্তি ধারাবাহিকভাবে ফটোভোলটাইক সেল উৎপাদনের সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ ধাপগুলির মধ্য দিয়ে যায়। যদিও এটি তাত্ত্বিক দক্ষতার সীমা নির্ধারণ করে না, এটি দৃঢ়ভাবে নির্ধারণ করে যে সেই দক্ষতা ধারাবাহিকভাবে, নিয়ন্ত্রিতভাবে এবং স্কেলে উৎপাদন করা যেতে পারে কিনা।
পিভি শিল্প উচ্চ দক্ষতা এবং বৃহত্তর উৎপাদন নির্ভরযোগ্যতার দিকে অগ্রসর হওয়ার সাথে সাথে, লেজার প্রক্রিয়াকরণ, সিস্টেম-স্তরের সহায়তার সাথে যা এর স্থিতিশীলতা নিশ্চিত করে, প্রযুক্তিগত অগ্রগতি এবং শিল্প আপগ্রেডিংয়ের একটি মৌলিক চালিকাশক্তি হিসেবে থাকবে।