Mikilvægt hlutverk leysitækni í framleiðslu á ljósvirkjum

Þar sem sólarorkuiðnaðurinn (PV) heldur áfram að sækjast eftir meiri skilvirkni í umbreytingu og lægri framleiðslukostnaði, hefur ferlistækni orðið afgerandi þáttur í afköstum og stigstærð frumna. Frá PERC til TOPCon og HJT, og lengra í átt að perovskít og tandem sólarsellum, eru frumarkitektúrar að verða sífellt flóknari á meðan ferlisgluggar þrengjast. Í þessari þróun hefur leysigeislatækni færst úr stuðningsverkfæri yfir í kjarna framleiðslugetu sem rennir grunni að mörgum kynslóðum af háafkastamiklum sólarsellum.

Í PERC framleiðslulínum gerir leysigeislaeyðing kleift að móta óvirkjunarlög á míkrómetrastigi til að mynda stöðugar staðbundnar snertingar. Í TOPCon framleiðslu er leysigeislabórdópun almennt talin lykilleið til að ná meiri skilvirkni frumna en 26%. Í nýjum perovskít- og tandemfrumum ákvarðar leysigeislaritun beint hvort framleiðsla á stóru svæði með mikilli einsleitni sé möguleg. Með snertilausri eðli sínu, mikilli nákvæmni og lágmarks hitaáhrifasvæði hefur leysigeislatækni orðið ómissandi þáttur í skilvirknibótum og áreiðanleika framleiðslu í allri sólarorkuiðnaðinum.

Leysitækni sem sameiginlegur grunnur fyrir háþróaða framleiðslu á sólarorkuverum

Eftir því sem tækni í rafhlöðum þróast standa framleiðendur frammi fyrir nokkrum sameiginlegum áskorunum: fínni byggingareiginleikar, viðkvæmari efni og sífellt strangari kröfur um afköst. Leysivinnsla tekur á þessum áskorunum með einstakri samsetningu eiginleika:
* Snertilaus vinnsla, forðast vélrænt álag og örsprungur
* Rýmisstýring á míkrónstigi, hentug fyrir fínar og flóknar frumubyggingar
* Staðbundin, mjög stutt orkuinntak, sem lágmarkar hitaskemmdir
* Mikil samhæfni við sjálfvirkni og stafræna ferlastýringu
Þessir eiginleikar gera leysigeislatækni að afar fjölhæfum og uppfæranlegum ferlavettvangi, sem hægt er að nota allt frá hefðbundnum kristallaðri kísilfrumum til næstu kynslóðar tandem-arkitektúra.

Lykilforrit fyrir leysigeisla í almennum farsímatækni
1. PERC frumur: Þroskuð leysivinnslulíkan
Iðnaðarárangur PERC-tækninnar (Passivated Emitter and Rear Cell) tengist náið stórfelldri leysigeislun. Leysigeislun er notuð til að opna sértækt áloxíð-óvirkjunarlagið á bakhliðinni, mynda staðbundnar snertingar við bakflötinn en varðveita óvirkjunargetu.
Að auki gerir lyfjagjöf með leysigeisla (SE) kleift að nota staðbundna, þunga lyfjagjöf undir framhliðarsnertingum, sem dregur úr snertimótstöðu og bætir skilvirkni frumna um 0,3%. Þroski og stöðugleiki þessara leysiferla hefur stutt við langtíma fjöldaframleiðslu og markaðsráðandi stöðu PERC-fruma.

2. TOPCon frumur: Leysibórdópun sem byltingarkennd aðferð
TOPCon (Tunnel Oxide Passivated Contact) frumur nota N-gerð kísilþynnur, sem bjóða upp á kosti hvað varðar flutningseiginleika og rafmagnsafköst. Hins vegar hefur hefðbundin bórdreifing í háhitaofnum í för með sér áskoranir, þar á meðal mikla orkunotkun, hægari afköst og aukna áhættu á heilleika gönguoxíðs.
Leysimeðferð með bór gerir kleift að hita staðbundið og afar hratt, sem gerir bóratómum kleift að dreifast sértækt á tilgreind svæði án þess að útsetja alla skífuna fyrir miklum hita. Þessi aðferð dregur verulega úr snertiviðnámi en viðheldur gæðum óvirkjunar og er almennt talin mikilvæg aðferð til að auka skilvirkni TOPCon yfir 26%.

3. HJT frumur: Leysiörvuð glæðing fyrir hagræðingu viðmóts
HJT (Heterojunction) frumur reiða sig á ókristölluð kísillög fyrir framúrskarandi yfirborðsþol. Hins vegar geta gallar í tengifleti eins og dinglandi tengi samt sem áður leitt til endurröðunar flutningsaðila.
Leysigeislun (LIA) notar stýrða leysigeislun til að virkja vetnisflutning á millifleti amorfs/kristallaðs kísils og gera við galla á staðnum. Sýnt hefur verið fram á að þessi aðferð bætir opið hringrásarspennu (Voc) og fyllingarstuðul (FF), sem gerir hana að hagnýtri aðferð til að hámarka skilvirkni HJT.

4. Perovskít og tandemfrumur: Leysiskrift fyrir stigstærðar samþættingu
Í perovskít og perovskít/sílikon tandemfrumum er leysigeislavinnsla ekki aðeins framleiðslutæki heldur einnig byggingarlegur þáttur. Staðlaðar P1, P2 og P3 leysigeislaskurðarskref skilgreina skiptingu rafskauta, einangrun undirfruma og raðtengingu.
Vegna viðkvæms eðlis og mismunandi hitastöðugleika virkra laga er leysigeislun - með snertilausum og nákvæmum eiginleikum - nauðsynleg til að ná mikilli skilvirkni og einsleitni í stórum tækjum. Þess vegna er leysigeislun talin ein af kjarnaferlunum fyrir iðnvæðingu tandem-frumu.

Almennar leysigeislaaðferðir til að draga úr kostnaði og auka afköst
Auk frumusértækra nota styður leysitækni einnig nokkur framleiðsluþrep sem ná yfir mismunandi kerfi:
* Leysitengdur ristaflutningur: Gerir kleift að nota fínni rafskaut og bæta samræmi samanborið við silkiprentun, sem dregur verulega úr notkun silfurpasta, sérstaklega í lághitaferlum eins og HJT.
* Skemmdalaus leysiskurður: Leyfir nákvæma hálffrumu- og fjölskurðarvinnslu með minni hættu á örsprungum, sem bætir afköst einingarinnar.
* Einangrun og óvirkjun á brúnum með leysigeisla: Lagar brúnaskemmdir eftir skurð, dregur úr endurröðunartapi og stuðlar að skilvirkni á einingastigi.
Þessar almennu leysirferli gegna mikilvægu hlutverki í að lækka kostnað á hvert watt og bæta um leið heildarframleiðsluárangur.

Hitastjórnun : Grunnurinn að stöðugri leysivinnslu
Þar sem framleiðsla sólarorkuframleiðslu færist í átt að meiri afköstum og langvarandi samfelldri notkun, verður stöðugleiki leysigeisla sífellt háðari nákvæmri hitastýringu. Jafnvel minniháttar sveiflur í leysigeislaafköstum geta haft bein áhrif á snertiviðnám, gallaþéttleika eða samræmi línubreiddar.
Í framleiðsluumhverfi starfa leysigeislar og ljósleiðarar undir viðvarandi hitaálagi. Áreiðanleg kæli- og hitastýringarkerfi eru því nauðsynleg til að viðhalda stöðugleika leysigeislaorku, lágmarka orkurek og tryggja endurteknar vinnsluniðurstöður. Árangursrík hitastýring leysigeisla, aflgjafa og ljósleiðara stuðlar beint að hærri afköstum og stöðugleika ferla, sérstaklega fyrir TOPCon, HJT og tandemfrumur með þrengri framleiðslumörk.
Iðnaðarhitastýringarlausnir sem þróaðar eru fyrir öflug leysigeisla halda áfram að þróast í átt að meiri stöðugleika, hraðari svörun og langtíma rekstraröryggi, sem veitir traustan grunn fyrir háþróaða framleiðslu á sólarorkuverum.

Niðurstaða
Frá stórfelldri markaðssetningu PERC-frumna til hraðrar innleiðingar á TOPCon og HJT tækni, og áfram til könnunar á samhliða arkitektúr, fer leysigeislatækni stöðugt í gegnum mikilvægustu skrefin í framleiðslu sólarsella. Þó hún skilgreini ekki fræðileg skilvirknimörk, þá ræður hún sterklega hvort hægt sé að framleiða þá skilvirkni á samræmdan, stjórnanlegan og stóran hátt.
Þar sem sólarorkuiðnaðurinn þróast í átt að meiri skilvirkni og meiri áreiðanleika í framleiðslu, mun leysigeislun, ásamt kerfisstuðningi sem tryggir stöðugleika hennar, áfram vera grundvallaratriði í tækniframförum og iðnaðaruppfærslum.