Rôl Hanfodol Technoleg Laser mewn Gweithgynhyrchu Celloedd Ffotofoltäig

Wrth i'r diwydiant ffotofoltäig (PV) barhau i fynd ar drywydd effeithlonrwydd trosi uwch a chostau gweithgynhyrchu is, mae technoleg prosesau wedi dod yn ffactor pendant ym mherfformiad a graddadwyedd celloedd. O PERC i TOPCon a HJT, ac ymhellach tuag at gelloedd solar perovskite a tandem, mae pensaernïaeth celloedd yn dod yn fwyfwy cymhleth tra bod ffenestri prosesau'n mynd yn gulach. O fewn yr esblygiad hwn, mae technoleg laser wedi symud o offeryn ategol i allu gweithgynhyrchu craidd sy'n sail i genedlaethau lluosog o gelloedd PV effeithlonrwydd uchel.

Mewn llinellau cynhyrchu PERC, mae abladiad laser yn galluogi patrymu haenau goddefol ar lefel micron i ffurfio cysylltiadau lleol sefydlog. Mewn gweithgynhyrchu TOPCon, ystyrir yn eang bod dopio boron laser yn llwybr allweddol tuag at effeithlonrwydd celloedd sy'n fwy na 26%. Mewn celloedd perovskite a tandem sy'n dod i'r amlwg, mae sgrafelliad laser yn pennu'n uniongyrchol a yw cynhyrchu ardal fawr, unffurfiaeth uchel yn gyraeddadwy. Gyda'i natur ddi-gyswllt, ei chywirdeb uchel, a'i pharth lleiaf yr effeithir arno gan wres, mae technoleg laser wedi dod yn alluogwr anhepgor o wella effeithlonrwydd a dibynadwyedd gweithgynhyrchu ar draws y diwydiant PV.

Technoleg Laser fel Sylfaen Gyffredin ar gyfer Gweithgynhyrchu PV Uwch

Wrth i dechnolegau celloedd ddatblygu, mae gweithgynhyrchwyr yn wynebu sawl her gyffredin: nodweddion strwythurol mwy manwl, deunyddiau mwy sensitif, a gofynion cynnyrch cynyddol llym. Mae prosesu laser yn mynd i'r afael â'r heriau hyn trwy gyfuniad unigryw o alluoedd:
* Prosesu di-gyswllt, gan osgoi straen mecanyddol a micro-graciau
* Rheolaeth ofodol lefel micron, sy'n addas ar gyfer strwythurau celloedd mân a chymhleth
* Mewnbwn ynni lleol, ultra-fyr, gan leihau difrod thermol
* Cydnawsedd uchel ag awtomeiddio a rheoli prosesau digidol
Mae'r priodoleddau hyn yn gwneud technoleg laser yn blatfform proses hynod amlbwrpas ac uwchraddiadwy, sy'n berthnasol o gelloedd silicon crisialog confensiynol i bensaernïaethau tandem y genhedlaeth nesaf.

Cymwysiadau Laser Allweddol Ar Draws Technolegau Celloedd Prif Ffrwd
1. Celloedd PERC: Model Prosesu Laser Aeddfed
Mae llwyddiant diwydiannol technoleg PERC (Allyrrydd Goddefol a Chell Gefn) wedi'i gysylltu'n agos â phrosesu laser ar raddfa fawr. Defnyddir abladiad laser i agor yr haen goddefol alwminiwm ocsid ar yr ochr gefn yn ddetholus, gan ffurfio cysylltiadau cefn-arwyneb lleol wrth gynnal perfformiad goddefol.
Yn ogystal, mae dopio allyrrydd dethol laser (SE) yn galluogi dopio trwm lleol o dan gysylltiadau ochr flaen, gan leihau ymwrthedd cyswllt ac fel arfer yn gwella effeithlonrwydd celloedd tua 0.3%. Mae aeddfedrwydd a sefydlogrwydd y prosesau laser hyn wedi cefnogi cynhyrchu màs hirdymor a goruchafiaeth y farchnad ar gyfer celloedd PERC.

2. Celloedd TOPCon: Dopio Boron Laser fel Proses Arloesol
Mae celloedd TOPCon (Cyswllt Goddefol Ocsid Twnnel) yn defnyddio wafferi silicon math-N, gan gynnig manteision cynhenid ​​o ran detholiad cludwr a pherfformiad trydanol. Fodd bynnag, mae trylediad boron confensiynol sy'n seiliedig ar ffwrnais tymheredd uchel yn cyflwyno heriau, gan gynnwys defnydd ynni uchel, trwybwn arafach, a risg uwch i gyfanrwydd ocsid twnnel.
Mae dopio boron laser yn galluogi gwresogi lleol, cyflym iawn, gan ganiatáu i atomau boron dryledu'n ddetholus i ranbarthau dynodedig heb amlygu'r wafer gyfan i dymheredd uchel. Mae'r dull hwn yn lleihau ymwrthedd cyswllt yn sylweddol wrth gynnal ansawdd goddefol ac fe'i hystyrir yn eang yn broses hanfodol ar gyfer gwthio effeithlonrwydd TOPCon y tu hwnt i 26%.

3. Celloedd HJT: Anelio a Ysgogwyd gan Laser ar gyfer Optimeiddio Rhyngwyneb
Mae celloedd HJT (Heterojunction) yn dibynnu ar haenau silicon amorffaidd ar gyfer goddefedd arwyneb rhagorol. Fodd bynnag, gall diffygion rhyngwyneb fel bondiau crog arwain at ailgyfuno cludwyr o hyd.
Mae anelio a achosir gan laser (LIA) yn defnyddio arbelydru laser rheoledig i actifadu mudo hydrogen ar y rhyngwyneb silicon amorffaidd/grisialog, gan atgyweirio diffygion in situ. Dangoswyd bod y broses hon yn gwella foltedd cylched agored (Voc) a ffactor llenwi (FF), gan ei gwneud yn ddull ymarferol ar gyfer optimeiddio effeithlonrwydd HJT.

4. Celloedd Perovskite a Tandem: Sgribio Laser ar gyfer Integreiddio Graddadwy
Mewn celloedd tandem perovskite a perovskite/silicon, nid yn unig yw prosesu laser yn offeryn gweithgynhyrchu ond hefyd yn alluogwr strwythurol. Mae camau ysgribio laser safonol P1, P2, a P3 yn diffinio segmentu electrod, ynysu is-gelloedd, a rhyng-gysylltu cyfres.
O ystyried natur fregus a sefydlogrwydd thermol amrywiol haenau swyddogaethol, mae prosesu laser—gyda'i nodweddion digyswllt a manwl gywirdeb uchel—yn hanfodol ar gyfer cyflawni effeithlonrwydd uchel ac unffurfiaeth mewn dyfeisiau arwynebedd mawr. O ganlyniad, ystyrir bod sgribio laser yn un o'r prosesau craidd ar gyfer diwydiannu celloedd tandem.

Prosesau Laser Diben Cyffredinol ar gyfer Lleihau Costau a Gwella Cynnyrch
Y tu hwnt i gymwysiadau penodol i gelloedd, mae technoleg laser hefyd yn cefnogi sawl cam gweithgynhyrchu traws-lwyfan:
* Trosglwyddo llinell grid wedi'i seilio ar laser: Yn galluogi electrodau mwy mân a chysondeb gwell o'i gymharu ag argraffu sgrin, gan leihau'r defnydd o bast arian yn sylweddol, yn enwedig mewn prosesau tymheredd isel fel HJT.
* Disio laser heb ddifrod: Yn caniatáu prosesu hanner-gell ac aml-doriad manwl gywir gyda llai o risg o ficro-graciau, gan wella allbwn pŵer y modiwl.
* Ynysu a goddefu ymylon â laser: Yn atgyweirio difrod i'r ymylon ar ôl torri, gan leihau colledion ailgyfuno a chyfrannu at enillion effeithlonrwydd ar lefel modiwlau.
Mae'r prosesau laser cyffredinol hyn yn chwarae rhan bwysig wrth ostwng cost fesul wat wrth wella cynnyrch gweithgynhyrchu cyffredinol.

Rheoli Thermol : Sylfaen Prosesu Laser Sefydlog
Wrth i weithgynhyrchu PV symud tuag at allbwn uwch a gweithrediad parhaus hirhoedlog, mae sefydlogrwydd proses laser yn dod yn fwyfwy dibynnol ar reolaeth thermol fanwl gywir. Gall hyd yn oed amrywiadau bach yn allbwn laser effeithio'n uniongyrchol ar wrthwynebiad cyswllt, dwysedd diffygion, neu gysondeb lled llinell.
Mewn amgylcheddau cynhyrchu, mae ffynonellau laser a chydrannau optegol yn gweithredu o dan lwythi thermol parhaus. Felly mae systemau oeri a rheoli tymheredd dibynadwy yn hanfodol i gynnal sefydlogrwydd ynni laser, lleihau drifft pŵer, a sicrhau canlyniadau prosesu ailadroddadwy. Mae rheoli thermol effeithiol ffynonellau laser, modiwlau pŵer, a chynulliadau optegol yn cyfrannu'n uniongyrchol at gynnyrch uwch a chadernid prosesau, yn enwedig ar gyfer celloedd TOPCon, HJT, a tandem gydag ymylon proses culach.
Mae atebion rheoli tymheredd diwydiannol a ddatblygwyd ar gyfer cymwysiadau laser pŵer uchel yn parhau i esblygu tuag at sefydlogrwydd mwy, ymateb cyflymach, a dibynadwyedd gweithredol hirdymor, gan ddarparu sylfaen gadarn ar gyfer gweithgynhyrchu ffotofoltäig uwch.

Casgliad
O fasnacheiddio celloedd PERC ar raddfa fawr i fabwysiadu technolegau TOPCon a HJT yn gyflym, ac ymlaen i archwilio pensaernïaethau tandem, mae technoleg laser yn rhedeg yn gyson trwy'r camau pwysicaf o weithgynhyrchu celloedd ffotofoltäig. Er nad yw'n diffinio'r terfyn effeithlonrwydd damcaniaethol, mae'n pennu'n gryf a ellir cynhyrchu'r effeithlonrwydd hwnnw'n gyson, yn rheoladwy, ac ar raddfa fawr.
Wrth i'r diwydiant PV symud ymlaen tuag at effeithlonrwydd uwch a dibynadwyedd gweithgynhyrchu mwy, bydd prosesu laser, ynghyd â'r gefnogaeth ar lefel y system sy'n sicrhau ei sefydlogrwydd, yn parhau i fod yn sbardun sylfaenol ar gyfer cynnydd technolegol ac uwchraddio diwydiannol.