फोटोभोल्टिक सेल निर्माणमा लेजर प्रविधिको महत्वपूर्ण भूमिका

फोटोभोल्टिक (PV) उद्योगले उच्च रूपान्तरण दक्षता र कम उत्पादन लागतलाई पछ्याउन जारी राख्दै, प्रक्रिया प्रविधि सेल प्रदर्शन र स्केलेबिलिटीमा निर्णायक कारक बनेको छ। PERC देखि TOPCon र HJT सम्म, र पेरोभस्काइट र ट्यान्डम सौर्य कोषहरू तर्फ, सेल वास्तुकलाहरू बढ्दो रूपमा जटिल हुँदै गइरहेका छन् जबकि प्रक्रिया विन्डोहरू साँघुरो हुँदै गइरहेका छन्। यस विकास भित्र, लेजर प्रविधि एक सहायक उपकरणबाट कोर उत्पादन क्षमतामा सरेको छ जसले उच्च-दक्षता PV कोषहरूको धेरै पुस्ताहरूलाई आधार दिन्छ।

PERC उत्पादन लाइनहरूमा, लेजर एब्लेसनले स्थिर स्थानीय सम्पर्कहरू बनाउन निष्क्रिय तहहरूको माइक्रोन-स्तर ढाँचालाई सक्षम बनाउँछ। TOPCon निर्माणमा, लेजर बोरोन डोपिङलाई २६% भन्दा बढी सेल दक्षतातर्फ प्रमुख मार्गको रूपमा व्यापक रूपमा मानिन्छ। उदीयमान पेरोभस्काइट र ट्यान्डम कोषहरूमा, लेजर स्क्राइबिङले ठूलो-क्षेत्र, उच्च-एकरूपता उत्पादन प्राप्त गर्न सकिन्छ कि भनेर प्रत्यक्ष रूपमा निर्धारण गर्दछ। यसको गैर-सम्पर्क प्रकृति, उच्च परिशुद्धता, र न्यूनतम ताप-प्रभावित क्षेत्रको साथ, लेजर प्रविधि PV उद्योगमा दक्षता सुधार र निर्माण विश्वसनीयताको अपरिहार्य सक्षमकर्ता बनेको छ।

उन्नत पीभी निर्माणको लागि साझा आधारको रूपमा लेजर प्रविधि

सेल प्रविधिहरू अगाडि बढ्दै जाँदा, निर्माताहरूले धेरै साझा चुनौतीहरूको सामना गर्छन्: राम्रो संरचनात्मक सुविधाहरू, बढी संवेदनशील सामग्रीहरू, र बढ्दो कडा उपज आवश्यकताहरू। लेजर प्रशोधनले क्षमताहरूको अद्वितीय संयोजन मार्फत यी चुनौतीहरूलाई सम्बोधन गर्दछ:
* सम्पर्कविहीन प्रशोधन, यान्त्रिक तनाव र सूक्ष्म-दरारहरूबाट बच्ने
* माइक्रोन-स्तरको स्थानिक नियन्त्रण, सूक्ष्म र जटिल कोशिका संरचनाहरूको लागि उपयुक्त
* स्थानीयकृत, अति छोटो ऊर्जा इनपुट, थर्मल क्षति कम गर्दै
* स्वचालन र डिजिटल प्रक्रिया नियन्त्रणको साथ उच्च अनुकूलता
यी विशेषताहरूले लेजर प्रविधिलाई एक अत्यधिक बहुमुखी र अपग्रेड गर्न मिल्ने प्रक्रिया प्लेटफर्म बनाउँछ, जुन परम्परागत क्रिस्टलीय सिलिकन कोषहरूदेखि अर्को पुस्ताको ट्यान्डम आर्किटेक्चरहरूमा लागू हुन्छ।

मुख्यधारा सेल टेक्नोलोजीहरूमा प्रमुख लेजर अनुप्रयोगहरू
१. PERC कोषहरू: एक परिपक्व लेजर प्रशोधन मोडेल
PERC (प्यासिभेटेड इमिटर एण्ड रियर सेल) प्रविधिको औद्योगिक सफलता ठूलो मात्रामा लेजर प्रशोधनसँग नजिकबाट जोडिएको छ। लेजर एब्लेसनलाई पछाडिको भागमा रहेको एल्युमिनियम अक्साइड प्यासिभेसन तहलाई छनौट रूपमा खोल्न प्रयोग गरिन्छ, जसले गर्दा प्यासिभेसन कार्यसम्पादनलाई सुरक्षित राख्दै स्थानीय ब्याक-सतह सम्पर्कहरू बन्छन्।
थप रूपमा, लेजर सेलेक्टिभ एमिटर (SE) डोपिङले फ्रन्ट-साइड सम्पर्कहरू मुनि स्थानीयकृत भारी डोपिङलाई सक्षम बनाउँछ, सम्पर्क प्रतिरोध घटाउँछ र सामान्यतया लगभग ०.३% ले कोशिका दक्षता सुधार गर्छ। यी लेजर प्रक्रियाहरूको परिपक्वता र स्थिरताले PERC कोशिकाहरूको दीर्घकालीन ठूलो उत्पादन र बजार प्रभुत्वलाई समर्थन गरेको छ।

२. TOPCon सेलहरू: लेजर बोरोन डोपिङ एक सफलता प्रक्रियाको रूपमा
TOPCon (टनेल अक्साइड प्यासिभेटेड कन्ट्याक्ट) कोषहरूले N-प्रकारको सिलिकन वेफरहरू प्रयोग गर्छन्, जसले क्यारियर चयनशीलता र विद्युतीय कार्यसम्पादनमा अन्तर्निहित फाइदाहरू प्रदान गर्दछ। यद्यपि, परम्परागत उच्च-तापमान भट्टीमा आधारित बोरोन प्रसारले उच्च ऊर्जा खपत, ढिलो थ्रुपुट, र टनेल अक्साइड अखण्डताको लागि बढ्दो जोखिम सहित चुनौतीहरू प्रस्तुत गर्दछ।
लेजर बोरोन डोपिङले स्थानीयकृत, अल्ट्रा-फास्ट तताउने क्षमता प्रदान गर्दछ, जसले गर्दा बोरोन परमाणुहरूलाई सम्पूर्ण वेफरलाई उच्च तापक्रममा नदिई तोकिएका क्षेत्रहरूमा छनौट रूपमा फैलाउन अनुमति दिन्छ। यो दृष्टिकोणले निष्क्रियता गुणस्तर कायम राख्दै सम्पर्क प्रतिरोधलाई उल्लेखनीय रूपमा कम गर्छ र TOPCon दक्षतालाई २६% भन्दा माथि धकेल्न व्यापक रूपमा एक महत्वपूर्ण प्रक्रिया मानिन्छ।

३. HJT कोषहरू: इन्टरफेस अप्टिमाइजेसनको लागि लेजर-प्रेरित एनिलिंग
HJT (हेटेरोजंक्शन) कोषहरू उत्कृष्ट सतह निष्क्रियताको लागि अनाकार सिलिकन तहहरूमा निर्भर हुन्छन्। यद्यपि, झुन्ड्याउने बन्धन जस्ता इन्टरफेस दोषहरूले अझै पनि वाहक पुनर्संयोजन निम्त्याउन सक्छ।
लेजर-प्रेरित एनिलिङ (LIA) ले अमोर्फस/क्रिस्टलाइन सिलिकन इन्टरफेसमा हाइड्रोजन माइग्रेसन सक्रिय गर्न नियन्त्रित लेजर विकिरण प्रयोग गर्दछ, जसले गर्दा स्थितिमा त्रुटिहरू मर्मत गरिन्छ। यो प्रक्रियाले ओपन-सर्किट भोल्टेज (Voc) र फिल फ्याक्टर (FF) लाई सुधार गर्ने देखाएको छ, जसले गर्दा यसलाई HJT दक्षता अनुकूलनको लागि एक व्यावहारिक विधि बनाइएको छ।

४. पेरोभस्काइट र ट्यान्डम सेलहरू: स्केलेबल एकीकरणको लागि लेजर स्क्राइबिङ
पेरोभस्काइट र पेरोभस्काइट/सिलिकन ट्यान्डम सेलहरूमा, लेजर प्रशोधन केवल एक उत्पादन उपकरण मात्र होइन तर संरचनात्मक सक्षमकर्ता पनि हो। मानक P1, P2, र P3 लेजर स्क्राइबिङ चरणहरूले इलेक्ट्रोड विभाजन, उप-सेल अलगाव, र श्रृंखला अन्तरसम्बन्ध परिभाषित गर्दछ।
कार्यात्मक तहहरूको नाजुक प्रकृति र विविध थर्मल स्थिरतालाई ध्यानमा राख्दै, लेजर प्रशोधन - यसको गैर-सम्पर्क र उच्च-परिशुद्धता विशेषताहरू सहित - ठूलो-क्षेत्र उपकरणहरूमा उच्च दक्षता र एकरूपता प्राप्त गर्न आवश्यक छ। फलस्वरूप, लेजर स्क्राइबिङलाई ट्यान्डम सेल औद्योगिकीकरणको लागि मुख्य प्रक्रियाहरू मध्ये एक मानिन्छ।

लागत घटाउने र उपज सुधारको लागि सामान्य-उद्देश्य लेजर प्रक्रियाहरू
सेल-विशिष्ट अनुप्रयोगहरू बाहेक, लेजर प्रविधिले धेरै क्रस-प्लेटफर्म निर्माण चरणहरूलाई पनि समर्थन गर्दछ:
* लेजर-आधारित ग्रिडलाइन स्थानान्तरण: स्क्रिन प्रिन्टिङको तुलनामा राम्रो इलेक्ट्रोडहरू र सुधारिएको स्थिरता सक्षम बनाउँछ, विशेष गरी HJT जस्ता कम-तापमान प्रक्रियाहरूमा चाँदीको पेस्ट खपतलाई उल्लेखनीय रूपमा कम गर्छ।
* क्षतिरहित लेजर डाइसिङ: कम माइक्रो-क्र्याक जोखिमको साथ सटीक आधा-सेल र बहु-कट प्रशोधनलाई अनुमति दिन्छ, मोड्युल पावर आउटपुटमा सुधार गर्दछ।
* लेजर एज आइसोलेसन र प्यासिभेसन: काट्ने पछि एज क्षति मर्मत गर्दछ, पुनर्संयोजन क्षति कम गर्दछ र मोड्युल-स्तर दक्षता लाभमा योगदान गर्दछ।
यी सामान्य लेजर प्रक्रियाहरूले प्रति वाट लागत घटाउन र समग्र उत्पादन उपज सुधार गर्न महत्त्वपूर्ण भूमिका खेल्छन्।

थर्मल व्यवस्थापन : स्थिर लेजर प्रशोधनको जग
PV उत्पादन उच्च थ्रुपुट र लामो-अवधि निरन्तर सञ्चालन तर्फ बढ्दै जाँदा, लेजर प्रक्रिया स्थिरता सटीक थर्मल नियन्त्रणमा बढ्दो रूपमा निर्भर हुँदै जान्छ। लेजर आउटपुटमा सानो उतार-चढ़ावले पनि सम्पर्क प्रतिरोध, दोष घनत्व, वा रेखा चौडाइ स्थिरतालाई प्रत्यक्ष रूपमा असर गर्न सक्छ।
उत्पादन वातावरणमा, लेजर स्रोतहरू र अप्टिकल कम्पोनेन्टहरू निरन्तर थर्मल भारहरू अन्तर्गत सञ्चालन हुन्छन्। त्यसैले लेजर ऊर्जा स्थिरता कायम राख्न, पावर ड्रिफ्टलाई कम गर्न र दोहोरिने प्रशोधन परिणामहरू सुनिश्चित गर्न भरपर्दो शीतलन र तापमान नियन्त्रण प्रणालीहरू आवश्यक छन्। लेजर स्रोतहरू, पावर मोड्युलहरू, र अप्टिकल एसेम्बलीहरूको प्रभावकारी थर्मल व्यवस्थापनले उच्च उपज र प्रक्रिया बलियोपनमा प्रत्यक्ष योगदान पुर्‍याउँछ, विशेष गरी TOPCon, HJT, र साँघुरो प्रक्रिया मार्जिन भएका ट्यान्डम सेलहरूको लागि।
उच्च-शक्ति लेजर अनुप्रयोगहरूको लागि विकसित औद्योगिक तापमान नियन्त्रण समाधानहरू अझ बढी स्थिरता, छिटो प्रतिक्रिया, र दीर्घकालीन परिचालन विश्वसनीयता तर्फ विकसित हुँदै गइरहेका छन्, जसले उन्नत PV निर्माणको लागि बलियो आधार प्रदान गर्दछ।

निष्कर्ष
PERC कोषहरूको ठूलो मात्रामा व्यावसायीकरणदेखि TOPCon र HJT प्रविधिहरूको द्रुत अपनाउनेसम्म, र त्यसपछि ट्यान्डम आर्किटेक्चरको अन्वेषणसम्म, लेजर प्रविधिले फोटोभोल्टिक सेल निर्माणको सबैभन्दा महत्त्वपूर्ण चरणहरू निरन्तर रूपमा पार गर्दछ। यद्यपि यसले सैद्धान्तिक दक्षता सीमा परिभाषित गर्दैन, यसले दृढतापूर्वक निर्धारण गर्दछ कि त्यो दक्षता निरन्तर, नियन्त्रणयोग्य रूपमा र स्तरमा उत्पादन गर्न सकिन्छ कि भनेर।
पीभी उद्योगले उच्च दक्षता र बढ्दो उत्पादन विश्वसनीयता तर्फ अगाडि बढ्दै जाँदा, लेजर प्रशोधन, यसको स्थिरता सुनिश्चित गर्ने प्रणाली-स्तर समर्थनसँगै, प्राविधिक प्रगति र औद्योगिक स्तरोन्नतिको आधारभूत चालक रहनेछ।