Фотоволтайк эсийн үйлдвэрлэлд лазер технологийн чухал үүрэг

Фотоволтайк (PV) үйлдвэрлэл нь хувиргалтын үр ашгийг дээшлүүлж, үйлдвэрлэлийн зардлыг бууруулсаар байгаа тул процессын технологи нь эсийн гүйцэтгэл болон өргөтгөх чадварт шийдвэрлэх хүчин зүйл болж байна. PERC-ээс TOPCon болон HJT хүртэл, цаашлаад перовскит болон тандем нарны эсүүд рүү шилжих үед эсийн архитектур улам бүр төвөгтэй болж, процессын цонх нарийсч байна. Энэхүү хувьслын хүрээнд лазер технологи нь дэмжих хэрэгслээс өндөр үр ашигтай PV эсийн олон үеийг дэмждэг гол үйлдвэрлэлийн хүчин чадал руу шилжсэн.

PERC үйлдвэрлэлийн шугамуудад лазер абляци нь идэвхгүй давхаргыг микрон түвшний хэв маягаар хэлбэржүүлж, тогтвортой орон нутгийн холбоо үүсгэх боломжийг олгодог. TOPCon үйлдвэрлэлд лазер борын хольцыг эсийн үр ашгийг 26%-иас давсан түвшинд хүргэх гол зам гэж өргөнөөр үздэг. Шинээр гарч ирж буй перовскит болон тандем эсүүдэд лазерын скриптинг нь том талбайтай, өндөр жигд үйлдвэрлэлийг хэрэгжүүлэх боломжтой эсэхийг шууд тодорхойлдог. Холбоо барихгүй шинж чанар, өндөр нарийвчлал, дулаанд хамгийн бага өртөх бүстэй тул лазер технологи нь гэрэл цахилгаан станцын салбарт үр ашгийг дээшлүүлэх, үйлдвэрлэлийн найдвартай байдлыг хангах зайлшгүй хүчин зүйл болсон.

Лазер технологи нь дэвшилтэт фото үйлдвэрлэлийн нийтлэг үндэс суурь болдог

Эсийн технологи хөгжихийн хэрээр үйлдвэрлэгчид хэд хэдэн нийтлэг бэрхшээлтэй тулгардаг: илүү нарийн бүтцийн шинж чанар, илүү мэдрэмтгий материал, улам бүр хатуу ургацын шаардлага. Лазер боловсруулалт нь эдгээр бэрхшээлийг өвөрмөц чадварын хослолоор дамжуулан шийдвэрлэдэг:
* Механик стресс болон бичил хагарлаас зайлсхийж, холбоо барихгүй боловсруулалт
* Микрон түвшний орон зайн хяналт, нарийн бөгөөд нарийн төвөгтэй эсийн бүтцэд тохиромжтой
* Дулааны гэмтлийг хамгийн бага хэмжээнд байлгахын тулд орон нутгийн, хэт богино эрчим хүчний оролт
* Автоматжуулалт болон дижитал процессын хяналттай өндөр нийцтэй байдал
Эдгээр шинж чанарууд нь лазер технологийг уламжлалт талст цахиурын эсээс эхлээд дараагийн үеийн тандем архитектур хүртэл ашиглах боломжтой, маш олон талын, шинэчлэгдэх боломжтой процессын платформ болгодог.

Гол эсийн технологиуд дахь лазерын гол хэрэглээнүүд
1. PERC эсүүд: Боловсорсон лазер боловсруулалтын загвар
PERC (Идэвхгүйжүүлсэн ялгаруулагч ба арын эс) технологийн үйлдвэрлэлийн амжилт нь томоохон хэмжээний лазер боловсруулалттай нягт холбоотой юм. Лазер абляцийг ар талын хөнгөн цагааны исэл идэвхгүйжүүлэх давхаргыг сонгон нээж, идэвхгүйжүүлэх гүйцэтгэлийг хадгалахын зэрэгцээ арын гадаргуугийн орон нутгийн контактуудыг үүсгэхэд ашигладаг.
Үүнээс гадна, лазер сонгомол ялгаруулагч (SE) допинг нь урд талын контактуудын доор орон нутгийн хүнд допинг хийх боломжийг олгодог бөгөөд контактын эсэргүүцлийг бууруулж, эсийн үр ашгийг ойролцоогоор 0.3% -иар сайжруулдаг. Эдгээр лазер процессуудын боловсорч гүйцсэн байдал, тогтвортой байдал нь PERC эсийн урт хугацааны массын үйлдвэрлэл, зах зээлд ноёрхохыг дэмжиж ирсэн.

2. TOPCon эсүүд: Лазер борын допинг нь нээлтийн үйл явц юм
TOPCon (Хоолойн оксидын идэвхгүй холбоо барих) эсүүд нь N төрлийн цахиурын вафли ашигладаг бөгөөд энэ нь тээвэрлэгчийн сонголт болон цахилгаан гүйцэтгэлийн хувьд төрөлхийн давуу талыг санал болгодог. Гэсэн хэдий ч уламжлалт өндөр температурт зууханд суурилсан борын тархалт нь өндөр эрчим хүчний хэрэглээ, удаан дамжуулах чадвар, хонгилын оксидын бүрэн бүтэн байдалд эрсдэл нэмэгдэх зэрэг бэрхшээлүүдийг дагуулдаг.
Лазер борын хольц нь орон нутгийн, хэт хурдан халаалтыг бий болгодог бөгөөд борын атомууд нь бүхэл бүтэн хавтанг өндөр температурт өртүүлэхгүйгээр тодорхой бүс нутгуудад сонгомол байдлаар тархах боломжийг олгодог. Энэ арга нь идэвхгүйжүүлэлтийн чанарыг хадгалахын зэрэгцээ холбоо барих эсэргүүцлийг мэдэгдэхүйц бууруулдаг бөгөөд TOPCon-ийн үр ашгийг 26%-иас дээш гаргах чухал үйл явц гэж өргөнөөр үздэг.

3. HJT эсүүд: Интерфэйсийг оновчлоход зориулсан лазераар өдөөгдсөн хайлуулах
HJT (Гетеро уулзвар) эсүүд нь гадаргуугийн маш сайн идэвхгүйжилтийн хувьд аморф цахиурын давхаргыг ашигладаг. Гэсэн хэдий ч унжсан холбоо гэх мэт интерфэйсийн согогууд нь тээвэрлэгчийн рекомбинацид хүргэж болзошгүй юм.
Лазераар өдөөгдсөн хайлуулах (LIA) нь аморф/талст цахиурын интерфейс дээр устөрөгчийн шилжилтийг идэвхжүүлэхийн тулд хяналттай лазер цацрагийг ашигладаг бөгөөд согогийг газар дээр нь засдаг. Энэ процесс нь нээлттэй хэлхээний хүчдэл (Voc) болон дүүргэлтийн коэффициент (FF)-ийг сайжруулдаг нь батлагдсан бөгөөд энэ нь HJT-ийн үр ашгийг оновчлох практик арга болгодог.

4. Перовскит ба тандем эсүүд: Өргөтгөх боломжтой интеграцчлалд зориулсан лазер бичээс
Перовскит ба перовскит/цахиурын тандем эсүүдэд лазер боловсруулалт нь зөвхөн үйлдвэрлэлийн хэрэгсэл төдийгүй бүтцийн идэвхжүүлэгч юм. Стандарт P1, P2, болон P3 лазерын тэмдэглэгээний алхамууд нь электродын сегментчилэл, дэд эсийн тусгаарлалт, цуваа холболтыг тодорхойлдог.
Функциональ давхаргын эмзэг шинж чанар, олон янзын дулааны тогтвортой байдлыг харгалзан үзвэл, контактгүй болон өндөр нарийвчлалтай шинж чанартай лазер боловсруулалт нь том талбайн төхөөрөмжүүдэд өндөр үр ашиг, жигд байдлыг хангахад чухал үүрэгтэй. Үүний үр дүнд лазер скриптинг нь тандем эсийн аж үйлдвэржилтийн гол процессуудын нэг гэж тооцогддог.

Зардлыг бууруулах, бүтээмжийг сайжруулах ерөнхий зориулалттай лазер процессууд
Эсийн өвөрмөц хэрэглээнээс гадна лазер технологи нь хэд хэдэн платформ хоорондын үйлдвэрлэлийн алхмуудыг дэмждэг:
* Лазер дээр суурилсан тор шугамын дамжуулалт: Дэлгэц хэвлэхтэй харьцуулахад илүү нарийн электродуудыг бий болгож, нягтралыг сайжруулж, мөнгөн зуурмагийн хэрэглээг эрс багасгадаг, ялангуяа HJT зэрэг бага температурт боловсруулсан процесст.
* Гэмтэлгүй лазераар зүсэх: Бичил хагарлын эрсдэлийг бууруулж, модулийн чадлыг сайжруулж, хагас эс болон олон зүсэлттэй нарийн боловсруулалт хийх боломжийг олгоно.
* Лазерын ирмэгийг тусгаарлах болон идэвхгүйжүүлэх: Зүсэлтийн дараах ирмэгийн гэмтлийг засаж, рекомбинацийн алдагдлыг бууруулж, модулийн түвшний үр ашгийг нэмэгдүүлэхэд хувь нэмэр оруулна.
Эдгээр ерөнхий лазер процессууд нь үйлдвэрлэлийн нийт гарцыг сайжруулахын зэрэгцээ ватт тутамд ногдох зардлыг бууруулахад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.

Дулааны менежмент : Тогтвортой лазер боловсруулалтын үндэс суурь
PV үйлдвэрлэл өндөр хүчин чадал болон урт хугацааны тасралтгүй ажиллагаа руу шилжих тусам лазерын процессын тогтвортой байдал нь нарийн дулааны хяналтаас улам бүр хамааралтай болж байна. Лазерын гаралтын бага зэргийн хэлбэлзэл ч гэсэн холбоо барих эсэргүүцэл, согогийн нягтрал эсвэл шугамын өргөний тогтвортой байдалд шууд нөлөөлж болно.
Үйлдвэрлэлийн орчинд лазерын эх үүсвэр болон оптик бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь тогтвортой дулааны ачааллын дор ажилладаг. Тиймээс найдвартай хөргөлт болон температурын хяналтын системүүд нь лазерын энергийн тогтвортой байдлыг хадгалах, чадлын шилжилтийг багасгах, давтагдах боловсруулалтын үр дүнг хангахад чухал үүрэгтэй. Лазерын эх үүсвэр, цахилгаан модуль болон оптик угсралтын үр дүнтэй дулааны менежмент нь ялангуяа TOPCon, HJT болон нарийн процессын хязгаартай тандем эсүүдийн хувьд илүү өндөр гарц, процессын бат бөх байдалд шууд хувь нэмэр оруулдаг.
Өндөр хүчин чадалтай лазерын хэрэглээнд зориулан боловсруулсан үйлдвэрлэлийн температурын хяналтын шийдлүүд нь илүү тогтвортой байдал, хурдан хариу үйлдэл, урт хугацааны үйл ажиллагааны найдвартай байдлыг хангах чиглэлээр үргэлжлүүлэн хөгжиж байгаа бөгөөд энэ нь дэвшилтэт фотоэлектрик үйлдвэрлэлд бат бөх суурийг тавьж байна.

Дүгнэлт
PERC эсүүдийг өргөн хүрээнд арилжаалахаас эхлээд TOPCon болон HJT технологийг хурдацтай нэвтрүүлэх, цаашлаад тандем архитектурыг судлах хүртэл лазер технологи нь фотоволтайк эсийн үйлдвэрлэлийн хамгийн чухал алхмуудыг тууштай туулдаг. Энэ нь онолын үр ашгийн хязгаарыг тодорхойлдоггүй ч уг үр ашгийг тууштай, хяналттай, өргөн хүрээнд үйлдвэрлэх боломжтой эсэхийг хүчтэй тодорхойлдог.
Нарны гэрэл үйлдвэрлэл илүү өндөр үр ашигтай, үйлдвэрлэлийн найдвартай байдлыг нэмэгдүүлэхийн хэрээр лазер боловсруулалт нь түүний тогтвортой байдлыг хангадаг системийн түвшний дэмжлэгтэй хамт технологийн дэвшил, үйлдвэрлэлийн шинэчлэлийн үндсэн хөдөлгөгч хүч хэвээр байх болно.