Фотоэлектрдик клеткаларды өндүрүүдө лазердик технологиянын маанилүү ролу

Фотоэлектрдик (ФЭ) өнөр жайы конверсиянын натыйжалуулугун жогорулатууга жана өндүрүш чыгымдарын төмөндөтүүгө умтулуп жаткандыктан, процесстик технология клетканын иштешинде жана масштабдалышында чечүүчү фактор болуп калды. PERCтен TOPCon жана HJTге чейин, андан ары перовскит жана тандемдик күн батареяларына карай, клетка архитектуралары барган сайын татаалдашып баратат, ал эми процесстик терезелер тарып баратат. Бул эволюциянын алкагында лазердик технология колдоочу куралдан жогорку натыйжалуу ФЭ клеткаларынын бир нече муундарын колдогон негизги өндүрүш мүмкүнчүлүгүнө өттү.

PERC өндүрүш линияларында лазердик абляция пассивдештирүү катмарларын микрон деңгээлинде калыптандырууга мүмкүндүк берип, туруктуу жергиликтүү байланыштарды түзөт. TOPCon өндүрүшүндө лазердик бор кошулмасы клетканын натыйжалуулугун 26% дан ашканга жеткирүүчү негизги жол катары кеңири каралат. Жаңыдан пайда болуп жаткан перовскит жана тандем клеткаларында лазердик скриптинг чоң аянттагы, жогорку бирдей өндүрүшкө жетүүгө болобу же жокпу, түздөн-түз аныктайт. Байланышсыз мүнөзү, жогорку тактыгы жана минималдуу жылуулук таасир этүүчү зонасы менен лазердик технология фотоэлектрдик өнөр жайында натыйжалуулукту жогорулатуунун жана өндүрүштүн ишенимдүүлүгүнүн ажырагыс шарты болуп калды.

Лазердик технология өнүккөн фотоэлектрдик өндүрүштүн жалпы негизи катары

Клетка технологиялары өнүккөн сайын, өндүрүүчүлөр бир нече жалпы кыйынчылыктарга туш болушат: структуралык өзгөчөлүктөрүн жакшыртуу, сезгич материалдар жана барган сайын катуу талаптар. Лазердик иштетүү бул кыйынчылыктарды мүмкүнчүлүктөрдүн уникалдуу айкалышы аркылуу чечет:
* Байланышсыз иштетүү, механикалык стресстен жана микро-жарыктардан сактануу
* Микрон деңгээлиндеги мейкиндикти башкаруу, майда жана татаал клетка түзүлүштөрү үчүн ылайыктуу
* Жергиликтүү, өтө кыска энергия киргизүү, жылуулук зыянын минималдаштыруу
* Автоматташтыруу жана санариптик процесстерди башкаруу менен жогорку шайкештик
Бул атрибуттар лазердик технологияны кадимки кристаллдык кремний клеткаларынан баштап кийинки муундагы тандем архитектураларына чейин колдонулуучу өтө ар тараптуу жана жаңыртууга мүмкүн болгон процесстик платформага айлантат.

Негизги клеткалык технологиялардагы негизги лазердик колдонмолор
1. PERC клеткалары: жетилген лазердик иштетүү модели
PERC (Passived Emitter and Rear Cell) технологиясынын өнөр жайдагы ийгилиги ири масштабдуу лазердик иштетүү менен тыгыз байланышта. Лазердик абляция арткы бетиндеги алюминий кычкылынын пассивдештирүү катмарын тандап ачуу үчүн колдонулат, бул пассивдештирүү натыйжалуулугун сактоо менен бирге жергиликтүү арткы беттик контакттарды түзөт.
Мындан тышкары, лазердик селективдүү эмиттер (SE) менен легирлөө алдыңкы беттеги контакттардын астына локалдашкан оор легирлөөнү камсыз кылат, контактка туруктуулукту азайтып, адатта клетканын натыйжалуулугун болжол менен 0,3% га жакшыртат. Бул лазердик процесстердин жетилгендиги жана туруктуулугу PERC клеткаларынын узак мөөнөттүү массалык өндүрүшүн жана рынокто үстөмдүк кылышын колдоду.

2. TOPCon клеткалары: Лазердик бор легирлөөсү жаңы процесс катары
TOPCon (Туннель кычкылынын пассивдүү контакты) клеткалары N-типтеги кремний пластиналарын колдонушат, бул ташуучулардын тандоочулук жана электрдик көрсөткүчтөр боюнча артыкчылыктарды сунуштайт. Бирок, кадимки жогорку температурадагы мешке негизделген бор диффузиясы көп энергия сарптоо, жайыраак өткөрүү жөндөмдүүлүгү жана туннель кычкылынын бүтүндүгүнө коркунучтун жогорулашы сыяктуу кыйынчылыктарды жаратат.
Лазердик бор кошулмасы жергиликтүү, өтө тез ысытууга мүмкүндүк берет, бул бор атомдорунун бүтүндөй пластинаны жогорку температурага дуушар кылбастан, белгиленген аймактарга тандалма түрдө диффузияланышына мүмкүндүк берет. Бул ыкма пассивдүүлүк сапатын сактоо менен контактка туруктуулукту бир топ төмөндөтөт жана TOPCon натыйжалуулугун 26% дан жогору көтөрүү үчүн кеңири таралган маанилүү процесс деп эсептелет.

3. HJT клеткалары: интерфейсти оптималдаштыруу үчүн лазер менен индукцияланган күйгүзүү
HJT (Гетероөткөрүү) клеткалары беттик пассивдүүлүктү мыкты камсыз кылуу үчүн аморфтук кремний катмарларына таянат. Бирок, байланыштардын илинип турушу сыяктуу интерфейс кемчиликтери дагы эле ташуучулардын рекомбинациясына алып келиши мүмкүн.
Лазер менен индукцияланган күйгүзүү (LIA) аморфтук/кристаллдык кремний интерфейсинде суутектин миграциясын активдештирүү үчүн башкарылуучу лазердик нурланууну колдонот жана кемчиликтерди ордунда оңдойт. Бул процесс ачык чынжырдагы чыңалууну (Voc) жана толтуруу коэффициентин (FF) жакшыртаары көрсөтүлдү, бул аны HJT натыйжалуулугун оптималдаштыруунун практикалык ыкмасына айлантат.

4. Перовскит жана тандем клеткалары: Масштабдуу интеграция үчүн лазердик скрипкалоо
Перовскит жана перовскит/кремний тандем клеткаларында лазердик иштетүү өндүрүш куралы гана эмес, ошондой эле структуралык мүмкүндүк берүүчү фактор болуп саналат. Стандарттык P1, P2 жана P3 лазердик скрипттөө кадамдары электроддорду сегменттөөнү, субклеткаларды изоляциялоону жана сериялык өз ара байланышты аныктайт.
Функционалдык катмарлардын морт мүнөзүн жана ар түрдүү жылуулук туруктуулугун эске алганда, лазердик иштетүү — контактсыз жана жогорку тактыктагы мүнөздөмөлөрү менен — чоң аянттагы түзмөктөрдө жогорку натыйжалуулукка жана бирдейликке жетишүү үчүн абдан маанилүү. Натыйжада, лазердик скрипка тандем клеткаларын индустриялаштыруунун негизги процесстеринин бири болуп эсептелет.

Чыгымдарды азайтуу жана түшүмдүүлүктү жогорулатуу үчүн жалпы максаттагы лазердик процесстер
Клеткага тиешелүү колдонмолордон тышкары, лазердик технология бир нече платформа аралык өндүрүш кадамдарын да колдойт:
* Лазердик тор сызыктарды өткөрүү: экрандык басып чыгарууга салыштырмалуу майда электроддорду жана жакшыртылган консистенцияны камсыз кылат, айрыкча HJT сыяктуу төмөнкү температурадагы процесстерде күмүш пастасынын керектөөсүн бир топ азайтат.
* Зыянсыз лазердик кесүү: Микро жарака коркунучун азайтуу менен так жарым клеткалуу жана көп кесилген иштетүүгө мүмкүндүк берет, модулдун кубаттуулугун жакшыртат.
* Лазердик четтерди изоляциялоо жана пассивдештирүү: Кесилгенден кийинки четтердин бузулушун калыбына келтирет, рекомбинациянын жоготууларын азайтат жана модуль деңгээлиндеги натыйжалуулукту жогорулатууга салым кошот.
Бул жалпы лазердик процесстер жалпы өндүрүштүк түшүмдүүлүктү жогорулатуу менен бир ватт үчүн чыгымды төмөндөтүүдө маанилүү ролду ойнойт.

Жылуулук башкаруу : Туруктуу лазердик иштетүүнүн негизи
Фотоэлектрдик өндүрүш жогорку өндүрүмдүүлүккө жана узак мөөнөттүү үзгүлтүксүз иштөөгө карай жылган сайын, лазердик процесстин туруктуулугу так жылуулук көзөмөлүнө барган сайын көз каранды болуп баратат. Лазердин чыгышындагы анча чоң эмес өзгөрүүлөр да байланышка туруктуулукка, кемчилик тыгыздыгына же сызыктын туурасынын консистенциясына түздөн-түз таасир этиши мүмкүн.
Өндүрүш чөйрөсүндө лазер булактары жана оптикалык компоненттер туруктуу жылуулук жүктөмдөрүнүн астында иштейт. Ошондуктан, ишенимдүү муздатуу жана температураны көзөмөлдөө системалары лазер энергиясынын туруктуулугун сактоо, кубаттуулуктун дрейфин минималдаштыруу жана кайталануучу иштетүү натыйжаларын камсыз кылуу үчүн абдан маанилүү. Лазер булактарын, кубаттуулук модулдарын жана оптикалык чогултууларды натыйжалуу жылуулук менен башкаруу, айрыкча, TOPCon, HJT жана тар процесстик чеги бар тандем клеткалары үчүн жогорку өндүрүмдүүлүккө жана процесстин бекемдигине түздөн-түз салым кошот.
Жогорку кубаттуулуктагы лазердик колдонмолор үчүн иштелип чыккан өнөр жайлык температураны көзөмөлдөө чечимдери туруктуулукту, тезирээк жооп берүүнү жана узак мөөнөттүү иштөө ишенимдүүлүгүн жогорулатууга карай өнүгүп, өнүккөн фотоэлектрдик өндүрүш үчүн бекем пайдубал түзүп жатат.

Жыйынтык
PERC клеткаларын кеңири масштабда коммерциялаштыруудан баштап, TOPCon жана HJT технологияларын тез арада колдонууга жана андан ары тандем архитектураларын изилдөөгө чейин, лазердик технология фотоэлектрдик клеткаларды өндүрүүнүн эң маанилүү этаптарынан ырааттуу түрдө өтөт. Ал теориялык натыйжалуулуктун чегин аныктабаса да, ал натыйжалуулукту ырааттуу, көзөмөлдөнүүчү жана масштабдуу түрдө өндүрүүгө болобу же жокпу, так аныктайт.
Күн энергиясы өнөр жайы жогорку натыйжалуулукка жана өндүрүштүн ишенимдүүлүгүн жогорулатууга карай өнүккөн сайын, лазердик иштетүү, анын туруктуулугун камсыз кылган системалык деңгээлдеги колдоо менен бирге, технологиялык прогресстин жана өнөр жайды жаңыртуунун негизги кыймылдаткычы бойдон кала берет.