ლაზერული ტექნოლოგიის კრიტიკული როლი ფოტოელექტრული უჯრედების წარმოებაში

რადგან ფოტოელექტრული (PV) ინდუსტრია აგრძელებს კონვერტაციის უფრო მაღალი ეფექტურობისა და წარმოების ხარჯების შემცირებისკენ სწრაფვას, პროცესის ტექნოლოგია გადამწყვეტი ფაქტორი გახდა უჯრედების მუშაობისა და მასშტაბირებისთვის. PERC-დან TOPCon-მდე და HJT-მდე, და შემდგომ პეროვსკიტისა და ტანდემური მზის უჯრედებისკენ, უჯრედების არქიტექტურა სულ უფრო რთული ხდება, ხოლო პროცესის ფანჯრები ვიწროვდება. ამ ევოლუციის ფარგლებში, ლაზერული ტექნოლოგია დამხმარე ინსტრუმენტიდან გადავიდა ძირითად წარმოების შესაძლებლობებად, რაც საფუძვლად უდევს მაღალი ეფექტურობის ფოტოელექტრული უჯრედების მრავალ თაობას.

PERC წარმოების ხაზებში ლაზერული აბლაცია საშუალებას იძლევა პასივაციის ფენების მიკრონის დონის ნიმუშირება სტაბილური ლოკალური კონტაქტების შესაქმნელად. TOPCon წარმოებაში, ლაზერული ბორის დოპირება ფართოდ განიხილება, როგორც უჯრედის ეფექტურობის 26%-ზე მეტი ზრდისკენ მიმართული ძირითადი გზა. ახალ პეროვსკიტურ და ტანდემურ უჯრედებში ლაზერული სკრინინგ- ...

ლაზერული ტექნოლოგია, როგორც საერთო საფუძველი მოწინავე ფოტოელექტრული წარმოებისთვის

უჯრედული ტექნოლოგიების განვითარებასთან ერთად, მწარმოებლები რამდენიმე საერთო გამოწვევის წინაშე დგანან: დახვეწილი სტრუქტურული მახასიათებლები, უფრო მგრძნობიარე მასალები და სულ უფრო მკაცრი მოსავლიანობის მოთხოვნები. ლაზერული დამუშავება ამ გამოწვევებს შესაძლებლობების უნიკალური კომბინაციით უმკლავდება:
* უკონტაქტო დამუშავება, მექანიკური სტრესისა და მიკრობზარების თავიდან აცილება
* მიკრონის დონის სივრცითი კონტროლი, შესაფერისია წვრილი და რთული უჯრედული სტრუქტურებისთვის
* ლოკალიზებული, ულტრამოკლე ენერგიის მიწოდება, თერმული დაზიანების მინიმუმამდე დაყვანით
* მაღალი თავსებადობა ავტომატიზაციასთან და ციფრული პროცესის კონტროლთან
ეს ატრიბუტები ლაზერულ ტექნოლოგიას უაღრესად მრავალმხრივ და განახლებად პროცესის პლატფორმად აქცევს, რომელიც გამოიყენება ჩვეულებრივი კრისტალური სილიციუმის უჯრედებიდან ახალი თაობის ტანდემურ არქიტექტურებამდე.

ლაზერული ძირითადი გამოყენება ძირითად ფიჭურ ტექნოლოგიებში
1. PERC უჯრედები: ლაზერული დამუშავების მომწიფებული მოდელი
PERC (პასივირებული გამოსხივებისა და უკანა უჯრედის) ტექნოლოგიის სამრეწველო წარმატება მჭიდრო კავშირშია ფართომასშტაბიან ლაზერულ დამუშავებასთან. ლაზერული აბლაცია გამოიყენება უკანა მხარეს ალუმინის ოქსიდის პასივაციის ფენის შერჩევით გასახსნელად, ლოკალური უკანა ზედაპირის კონტაქტების წარმოქმნით და ამავდროულად პასივაციის შესრულების შენარჩუნებით.
გარდა ამისა, ლაზერული სელექციური ემიტერის (SE) დოპირება საშუალებას იძლევა წინა მხარის კონტაქტების ქვეშ ლოკალიზდეს ძლიერი დოპირება, რაც ამცირებს კონტაქტურ წინააღმდეგობას და, როგორც წესი, დაახლოებით 0.3%-ით აუმჯობესებს უჯრედის ეფექტურობას. ამ ლაზერული პროცესების სიმწიფემ და სტაბილურობამ ხელი შეუწყო PERC უჯრედების გრძელვადიან მასობრივ წარმოებას და ბაზარზე დომინირებას.

2. TOPCon უჯრედები: ლაზერული ბორის დოპინგური მეთოდი, როგორც ინოვაციური პროცესი
TOPCon (გვირაბის ოქსიდით პასივირებული კონტაქტი) უჯრედები იყენებენ N-ტიპის სილიციუმის ვაფლებს, რაც უპირატესობას ანიჭებს მატარებლის სელექციურობასა და ელექტრულ მუშაობაში. თუმცა, ტრადიციული მაღალტემპერატურული ღუმელში დაფუძნებული ბორის დიფუზია წარმოადგენს გამოწვევებს, მათ შორის მაღალ ენერგომოხმარებას, ნელ გამტარუნარიანობას და გვირაბის ოქსიდის მთლიანობის გაზრდის რისკს.
ლაზერული ბორის დოპირება უზრუნველყოფს ლოკალიზებულ, ულტრასწრაფ გაცხელებას, რაც ბორის ატომებს საშუალებას აძლევს შერჩევითად დიფუზირდნენ განსაზღვრულ რეგიონებში მთელი ვაფლის მაღალი ტემპერატურის ზემოქმედების გარეშე. ეს მიდგომა მნიშვნელოვნად ამცირებს კონტაქტურ წინააღმდეგობას, ამავდროულად ინარჩუნებს პასივაციის ხარისხს და ფართოდ ითვლება კრიტიკულ პროცესად TOPCon-ის ეფექტურობის 26%-ზე მეტად ასამაღლებლად.

3. HJT უჯრედები: ლაზერით ინდუცირებული გახურება ინტერფეისის ოპტიმიზაციისთვის
HJT (ჰეტეროშეერთების) უჯრედები ზედაპირის შესანიშნავი პასივაციისთვის ამორფულ სილიციუმის ფენებს იყენებენ. თუმცა, ინტერფეისის დეფექტებმა, როგორიცაა ჩამოკიდებული ბმები, მაინც შეიძლება გამოიწვიოს მატარებლების რეკომბინაცია.
ლაზერით გამოწვეული გახურება (LIA) იყენებს კონტროლირებად ლაზერულ დასხივებას წყალბადის მიგრაციის გასააქტიურებლად ამორფულ/კრისტალურ სილიციუმის ინტერფეისზე, დეფექტების ადგილზე აღმოსაფხვრელად. ნაჩვენებია, რომ ეს პროცესი აუმჯობესებს ღია წრედის ძაბვას (Voc) და შევსების კოეფიციენტს (FF), რაც მას HJT ეფექტურობის ოპტიმიზაციის პრაქტიკულ მეთოდად აქცევს.

4. პეროვსკიტის და ტანდემის უჯრედები: ლაზერული სკრიბინგი მასშტაბირებადი ინტეგრაციისთვის
პეროვსკიტისა და პეროვსკიტის/სილიციუმის ტანდემურ უჯრედებში ლაზერული დამუშავება არა მხოლოდ წარმოების ინსტრუმენტია, არამედ სტრუქტურული ხელშემწყობი ფაქტორიც. სტანდარტული P1, P2 და P3 ლაზერული გრავირების ეტაპები განსაზღვრავს ელექტროდის სეგმენტაციას, ქვეუჯრედების იზოლაციას და სერიულ ურთიერთდაკავშირებას.
ფუნქციური ფენების მყიფე ბუნებისა და ცვალებადი თერმული სტაბილურობის გათვალისწინებით, ლაზერული დამუშავება — მისი უკონტაქტო და მაღალი სიზუსტის მახასიათებლებით — აუცილებელია დიდი ფართობის მოწყობილობებში მაღალი ეფექტურობისა და ერთგვაროვნების მისაღწევად. შედეგად, ლაზერული სკრიპტირება ტანდემური უჯრედების ინდუსტრიალიზაციის ერთ-ერთ ძირითად პროცესად ითვლება.

ზოგადი დანიშნულების ლაზერული პროცესები ხარჯების შემცირებისა და მოსავლიანობის გაუმჯობესებისთვის
უჯრედზე სპეციფიკური გამოყენების გარდა, ლაზერული ტექნოლოგია ასევე მხარს უჭერს რამდენიმე ჯვარედინი პლატფორმის წარმოების ეტაპს:
* ლაზერზე დაფუძნებული ბადისებრი ხაზების გადატანა: უზრუნველყოფს უფრო წვრილი ელექტროდების და გაუმჯობესებული კონსისტენციის მიღწევას ტრაფარეტულ ბეჭდვასთან შედარებით, რაც მნიშვნელოვნად ამცირებს ვერცხლის პასტის მოხმარებას, განსაკუთრებით დაბალტემპერატურულ პროცესებში, როგორიცაა HJT.
* დაზიანების გარეშე ლაზერული დაჭრა: უზრუნველყოფს ნახევარუჯრედიანი და მრავალჭრილიანი ჭრის ზუსტ დამუშავებას მიკრობზარების რისკის შემცირებით, რაც აუმჯობესებს მოდულის სიმძლავრეს.
* ლაზერული კიდის იზოლაცია და პასივაცია: აღადგენს კიდის დაზიანებას ჭრის შემდეგ, ამცირებს რეკომბინაციის დანაკარგებს და ხელს უწყობს მოდულის დონის ეფექტურობის ზრდას.
ეს ზოგადი ლაზერული პროცესები მნიშვნელოვან როლს ასრულებს ვატზე ღირებულების შემცირებაში და ამავდროულად, წარმოების საერთო მოსავლიანობის გაუმჯობესებაში.

თერმული მართვა : სტაბილური ლაზერული დამუშავების საფუძველი
რადგან ფოტოელექტრული ტექნოლოგიების წარმოება უფრო მაღალი გამტარუნარიანობისა და ხანგრძლივი უწყვეტი მუშაობისკენ მიისწრაფვის, ლაზერული პროცესის სტაბილურობა სულ უფრო მეტად დამოკიდებულია ზუსტ თერმულ კონტროლზე. ლაზერული გამომავალი სიმძლავრის მცირე რყევებმაც კი შეიძლება პირდაპირ გავლენა მოახდინოს კონტაქტურ წინააღმდეგობაზე, დეფექტის სიმკვრივეზე ან ხაზის სიგანის თანმიმდევრულობაზე.
წარმოების გარემოში, ლაზერული წყაროები და ოპტიკური კომპონენტები მუშაობენ მდგრადი თერმული დატვირთვის ქვეშ. ამიტომ, საიმედო გაგრილების და ტემპერატურის კონტროლის სისტემები აუცილებელია ლაზერული ენერგიის სტაბილურობის შესანარჩუნებლად, სიმძლავრის დრიფტის მინიმიზაციისა და დამუშავების შედეგების განმეორებადობის უზრუნველსაყოფად. ლაზერული წყაროების, სიმძლავრის მოდულების და ოპტიკური შეკრებების ეფექტური თერმული მართვა პირდაპირ ხელს უწყობს უფრო მაღალ მოსავლიანობას და პროცესის მდგრადობას, განსაკუთრებით TOPCon, HJT და ტანდემური უჯრედებისთვის უფრო ვიწრო პროცესის ზღვრებით.
მაღალი სიმძლავრის ლაზერული აპლიკაციებისთვის შემუშავებული სამრეწველო ტემპერატურის კონტროლის გადაწყვეტილებები აგრძელებს განვითარებას უფრო მეტი სტაბილურობის, უფრო სწრაფი რეაგირებისა და გრძელვადიანი ოპერაციული საიმედოობისკენ, რაც ქმნის მყარ საფუძველს მოწინავე ფოტოელექტრული წარმოებისათვის.

დასკვნა
PERC უჯრედების ფართომასშტაბიანი კომერციალიზებიდან დაწყებული TOPCon და HJT ტექნოლოგიების სწრაფი დანერგვით და ტანდემური არქიტექტურის შესწავლით დამთავრებული, ლაზერული ტექნოლოგია მუდმივად გადის ფოტოელექტრული უჯრედების წარმოების ყველაზე კრიტიკულ ეტაპებს. მიუხედავად იმისა, რომ ის არ განსაზღვრავს თეორიული ეფექტურობის ზღვარს, ის მტკიცედ განსაზღვრავს, შესაძლებელია თუ არა ამ ეფექტურობის თანმიმდევრულად, კონტროლირებად და მასშტაბურად წარმოება.
რადგან ფოტოელექტრული ინდუსტრია უფრო მაღალი ეფექტურობისა და წარმოების უფრო დიდი საიმედოობისკენ მიიწევს, ლაზერული დამუშავება, სისტემურ დონეზე მხარდაჭერასთან ერთად, რომელიც მის სტაბილურობას უზრუნველყოფს, ტექნოლოგიური პროგრესისა და სამრეწველო განახლების ფუნდამენტურ მამოძრავებელ ძალად დარჩება.