ஃபோட்டோவோல்டாயிக் செல் உற்பத்தியில் லேசர் தொழில்நுட்பத்தின் முக்கிய பங்கு

ஃபோட்டோவோல்டாயிக் (PV) துறை அதிக மாற்றத் திறன் மற்றும் குறைந்த உற்பத்திச் செலவுகளைத் தொடர்ந்து பின்பற்றுவதால், செல் செயல்திறன் மற்றும் அளவிடுதலில் செயல்முறை தொழில்நுட்பம் ஒரு தீர்க்கமான காரணியாக மாறியுள்ளது. PERC இலிருந்து TOPCon மற்றும் HJT வரை, மேலும் பெரோவ்ஸ்கைட் மற்றும் டேன்டெம் சோலார் செல்களை நோக்கி, செல் கட்டமைப்புகள் பெருகிய முறையில் சிக்கலானதாகி வருகின்றன, அதே நேரத்தில் செயல்முறை சாளரங்கள் குறுகலாக வளர்கின்றன. இந்த பரிணாம வளர்ச்சியில், லேசர் தொழில்நுட்பம் ஒரு துணை கருவியிலிருந்து பல தலைமுறை உயர்-செயல்திறன் PV செல்களை ஆதரிக்கும் ஒரு முக்கிய உற்பத்தி திறனுக்கு மாறியுள்ளது.

PERC உற்பத்தி வரிசைகளில், லேசர் நீக்கம், செயலற்ற அடுக்குகளின் மைக்ரான்-நிலை வடிவமைப்பை நிலையான உள்ளூர் தொடர்புகளை உருவாக்க உதவுகிறது. TOPCon உற்பத்தியில், லேசர் போரான் டோப்பிங் 26% ஐத் தாண்டிய செல் செயல்திறனை நோக்கிய ஒரு முக்கிய பாதையாக பரவலாகக் கருதப்படுகிறது. வளர்ந்து வரும் பெரோவ்ஸ்கைட் மற்றும் டேன்டெம் செல்களில், பெரிய பரப்பளவு, உயர்-சீரான உற்பத்தியை அடைய முடியுமா என்பதை லேசர் ஸ்க்ரைபிங் நேரடியாக தீர்மானிக்கிறது. அதன் தொடர்பு இல்லாத தன்மை, அதிக துல்லியம் மற்றும் குறைந்தபட்ச வெப்பத்தால் பாதிக்கப்பட்ட மண்டலத்துடன், லேசர் தொழில்நுட்பம் PV துறை முழுவதும் செயல்திறன் மேம்பாடு மற்றும் உற்பத்தி நம்பகத்தன்மைக்கு இன்றியமையாத செயல்படுத்தியாக மாறியுள்ளது.

மேம்பட்ட PV உற்பத்திக்கான பொதுவான அடித்தளமாக லேசர் தொழில்நுட்பம்

செல் தொழில்நுட்பங்கள் முன்னேறும்போது, ​​உற்பத்தியாளர்கள் பல பகிரப்பட்ட சவால்களை எதிர்கொள்கின்றனர்: நுண்ணிய கட்டமைப்பு அம்சங்கள், அதிக உணர்திறன் கொண்ட பொருட்கள் மற்றும் அதிகரித்து வரும் கடுமையான மகசூல் தேவைகள். லேசர் செயலாக்கம் இந்த சவால்களை தனித்துவமான திறன்களின் கலவையின் மூலம் நிவர்த்தி செய்கிறது:
* தொடர்பு இல்லாத செயலாக்கம், இயந்திர அழுத்தம் மற்றும் மைக்ரோ-பிளவுகளைத் தவிர்ப்பது
* மைக்ரான்-நிலை இடஞ்சார்ந்த கட்டுப்பாடு, நுண்ணிய மற்றும் சிக்கலான செல் கட்டமைப்புகளுக்கு ஏற்றது.
* உள்ளூர்மயமாக்கப்பட்ட, மிகக் குறுகிய ஆற்றல் உள்ளீடு, வெப்ப சேதத்தைக் குறைத்தல்.
* ஆட்டோமேஷன் மற்றும் டிஜிட்டல் செயல்முறை கட்டுப்பாட்டுடன் அதிக இணக்கத்தன்மை
இந்தப் பண்புக்கூறுகள் லேசர் தொழில்நுட்பத்தை மிகவும் பல்துறை மற்றும் மேம்படுத்தக்கூடிய செயல்முறை தளமாக ஆக்குகின்றன, இது வழக்கமான படிக சிலிக்கான் செல்கள் முதல் அடுத்த தலைமுறை டேன்டெம் கட்டமைப்புகள் வரை பொருந்தும்.

முக்கிய செல் தொழில்நுட்பங்களில் முக்கிய லேசர் பயன்பாடுகள்
1. PERC செல்கள்: ஒரு முதிர்ந்த லேசர் செயலாக்க மாதிரி
PERC (Passivated Emitter and Rear Cell) தொழில்நுட்பத்தின் தொழில்துறை வெற்றி பெரிய அளவிலான லேசர் செயலாக்கத்துடன் நெருக்கமாக இணைக்கப்பட்டுள்ளது. லேசர் நீக்கம் என்பது பின்புறத்தில் உள்ள அலுமினிய ஆக்சைடு செயலற்ற அடுக்கைத் தேர்ந்தெடுத்துத் திறக்கப் பயன்படுகிறது, இது செயலற்ற செயல்திறனைப் பாதுகாக்கும் அதே வேளையில் உள்ளூர் பின்-மேற்பரப்பு தொடர்புகளை உருவாக்குகிறது.
கூடுதலாக, லேசர் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட உமிழ்ப்பான் (SE) ஊக்கமருந்து முன் பக்க தொடர்புகளுக்கு அடியில் உள்ளூர்மயமாக்கப்பட்ட கனரக ஊக்கமருந்தை செயல்படுத்துகிறது, தொடர்பு எதிர்ப்பைக் குறைக்கிறது மற்றும் பொதுவாக செல் செயல்திறனை சுமார் 0.3% மேம்படுத்துகிறது. இந்த லேசர் செயல்முறைகளின் முதிர்ச்சி மற்றும் நிலைத்தன்மை PERC செல்களின் நீண்டகால வெகுஜன உற்பத்தி மற்றும் சந்தை ஆதிக்கத்தை ஆதரித்துள்ளது.

2. TOPCon செல்கள்: ஒரு திருப்புமுனை செயல்முறையாக லேசர் போரான் ஊக்கமருந்து
TOPCon (டன்னல் ஆக்சைடு செயலற்ற தொடர்பு) செல்கள் N-வகை சிலிக்கான் வேஃபர்களைப் பயன்படுத்துகின்றன, அவை கேரியர் தேர்ந்தெடுப்பு மற்றும் மின் செயல்திறனில் உள்ளார்ந்த நன்மைகளை வழங்குகின்றன. இருப்பினும், வழக்கமான உயர்-வெப்பநிலை உலை அடிப்படையிலான போரான் பரவல் அதிக ஆற்றல் நுகர்வு, மெதுவான செயல்திறன் மற்றும் சுரங்கப்பாதை ஆக்சைடு ஒருமைப்பாட்டிற்கு அதிகரித்த ஆபத்து உள்ளிட்ட சவால்களை முன்வைக்கிறது.
லேசர் போரான் டோப்பிங் உள்ளூர்மயமாக்கப்பட்ட, அதிவேக வெப்பமாக்கலை செயல்படுத்துகிறது, போரான் அணுக்கள் முழு வேஃபரையும் அதிக வெப்பநிலைக்கு வெளிப்படுத்தாமல் நியமிக்கப்பட்ட பகுதிகளில் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட முறையில் பரவ அனுமதிக்கிறது. இந்த அணுகுமுறை செயலற்ற தரத்தை பராமரிக்கும் அதே வேளையில் தொடர்பு எதிர்ப்பை கணிசமாகக் குறைக்கிறது மற்றும் TOPCon செயல்திறனை 26% க்கு மேல் தள்ளுவதற்கான ஒரு முக்கியமான செயல்முறையாக பரவலாகக் கருதப்படுகிறது.

3. HJT செல்கள்: இடைமுக உகப்பாக்கத்திற்கான லேசர்-தூண்டப்பட்ட அனீலிங்
HJT (ஹெட்டோரோஜங்க்ஷன்) செல்கள் சிறந்த மேற்பரப்பு செயலற்ற தன்மைக்கு உருவமற்ற சிலிக்கான் அடுக்குகளை நம்பியுள்ளன. இருப்பினும், தொங்கும் பிணைப்புகள் போன்ற இடைமுகக் குறைபாடுகள் இன்னும் கேரியர் மறுசேர்க்கைக்கு வழிவகுக்கும்.
லேசர்-தூண்டப்பட்ட அனீலிங் (LIA) கட்டுப்படுத்தப்பட்ட லேசர் கதிர்வீச்சைப் பயன்படுத்தி அமார்ஃபஸ்/கிரிஸ்டலின் சிலிக்கான் இடைமுகத்தில் ஹைட்ரஜன் இடம்பெயர்வைச் செயல்படுத்துகிறது, இடத்திலேயே குறைபாடுகளை சரிசெய்கிறது. இந்த செயல்முறை திறந்த-சுற்று மின்னழுத்தம் (Voc) மற்றும் நிரப்பு காரணி (FF) ஆகியவற்றை மேம்படுத்துவதாகக் காட்டப்பட்டுள்ளது, இது HJT செயல்திறனை மேம்படுத்துவதற்கான நடைமுறை முறையாக அமைகிறது.

4. பெரோவ்ஸ்கைட் மற்றும் டேன்டெம் செல்கள்: அளவிடக்கூடிய ஒருங்கிணைப்புக்கான லேசர் ஸ்க்ரைபிங்.
பெரோவ்ஸ்கைட் மற்றும் பெரோவ்ஸ்கைட்/சிலிக்கான் டேன்டெம் செல்களில், லேசர் செயலாக்கம் ஒரு உற்பத்தி கருவி மட்டுமல்ல, ஒரு கட்டமைப்பு செயல்படுத்தியாகவும் உள்ளது. நிலையான P1, P2 மற்றும் P3 லேசர் ஸ்க்ரைபிங் படிகள் மின்முனை பிரிவு, துணை செல் தனிமைப்படுத்தல் மற்றும் தொடர் இடை இணைப்பு ஆகியவற்றை வரையறுக்கின்றன.
செயல்பாட்டு அடுக்குகளின் உடையக்கூடிய தன்மை மற்றும் மாறுபட்ட வெப்ப நிலைத்தன்மையைக் கருத்தில் கொண்டு, பெரிய பகுதி சாதனங்களில் அதிக செயல்திறன் மற்றும் சீரான தன்மையை அடைவதற்கு லேசர் செயலாக்கம் - அதன் தொடர்பு இல்லாத மற்றும் உயர்-துல்லிய பண்புகளுடன் - அவசியம். இதன் விளைவாக, லேசர் ஸ்க்ரைபிங் டேன்டெம் செல் தொழில்மயமாக்கலுக்கான முக்கிய செயல்முறைகளில் ஒன்றாகக் கருதப்படுகிறது.

செலவு குறைப்பு மற்றும் மகசூல் மேம்பாட்டிற்கான பொது-நோக்க லேசர் செயல்முறைகள்
செல்-குறிப்பிட்ட பயன்பாடுகளுக்கு அப்பால், லேசர் தொழில்நுட்பம் பல குறுக்கு-தள உற்பத்தி படிகளையும் ஆதரிக்கிறது:
* லேசர் அடிப்படையிலான கிரிட்லைன் பரிமாற்றம்: ஸ்கிரீன் பிரிண்டிங்குடன் ஒப்பிடும்போது நுண்ணிய மின்முனைகள் மற்றும் மேம்பட்ட நிலைத்தன்மையை செயல்படுத்துகிறது, குறிப்பாக HJT போன்ற குறைந்த வெப்பநிலை செயல்முறைகளில் வெள்ளி பேஸ்ட் பயன்பாட்டைக் கணிசமாகக் குறைக்கிறது.
* சேதமில்லாத லேசர் டைசிங்: குறைக்கப்பட்ட மைக்ரோ-கிராக் அபாயத்துடன் துல்லியமான அரை-செல் மற்றும் மல்டி-கட் செயலாக்கத்தை அனுமதிக்கிறது, தொகுதி சக்தி வெளியீட்டை மேம்படுத்துகிறது.
* லேசர் விளிம்பு தனிமைப்படுத்தல் மற்றும் செயலற்ற தன்மை: வெட்டப்பட்ட பிறகு விளிம்பு சேதத்தை சரிசெய்கிறது, மறுசீரமைப்பு இழப்புகளைக் குறைக்கிறது மற்றும் தொகுதி-நிலை செயல்திறன் ஆதாயங்களுக்கு பங்களிக்கிறது.
இந்த பொதுவான லேசர் செயல்முறைகள் ஒட்டுமொத்த உற்பத்தி விளைச்சலை மேம்படுத்தும் அதே வேளையில், ஒரு வாட் செலவைக் குறைப்பதில் முக்கிய பங்கு வகிக்கின்றன.

வெப்ப மேலாண்மை : நிலையான லேசர் செயலாக்கத்தின் அடித்தளம்
PV உற்பத்தி அதிக செயல்திறன் மற்றும் நீண்ட கால தொடர்ச்சியான செயல்பாட்டை நோக்கி நகரும்போது, ​​லேசர் செயல்முறை நிலைத்தன்மை துல்லியமான வெப்பக் கட்டுப்பாட்டைச் சார்ந்து இருப்பது அதிகரித்து வருகிறது. லேசர் வெளியீட்டில் ஏற்படும் சிறிய ஏற்ற இறக்கங்கள் கூட தொடர்பு எதிர்ப்பு, குறைபாடு அடர்த்தி அல்லது வரி அகல நிலைத்தன்மையை நேரடியாகப் பாதிக்கலாம்.
உற்பத்தி சூழல்களில், லேசர் மூலங்களும் ஒளியியல் கூறுகளும் நிலையான வெப்ப சுமைகளின் கீழ் இயங்குகின்றன. எனவே, லேசர் ஆற்றல் நிலைத்தன்மையைப் பராமரிக்கவும், மின் சறுக்கலைக் குறைக்கவும், மீண்டும் மீண்டும் செயலாக்க முடிவுகளை உறுதி செய்யவும் நம்பகமான குளிர்விப்பு மற்றும் வெப்பநிலை கட்டுப்பாட்டு அமைப்புகள் அவசியம். லேசர் மூலங்கள், மின் தொகுதிகள் மற்றும் ஒளியியல் கூட்டங்களின் பயனுள்ள வெப்ப மேலாண்மை, குறிப்பாக TOPCon, HJT மற்றும் குறுகிய செயல்முறை விளிம்புகளைக் கொண்ட டேன்டெம் செல்களுக்கு, அதிக மகசூல் மற்றும் செயல்முறை வலிமைக்கு நேரடியாக பங்களிக்கிறது.
உயர்-சக்தி லேசர் பயன்பாடுகளுக்காக உருவாக்கப்பட்ட தொழில்துறை வெப்பநிலை கட்டுப்பாட்டு தீர்வுகள், மேம்பட்ட PV உற்பத்திக்கு உறுதியான அடித்தளத்தை வழங்கி, அதிக நிலைத்தன்மை, வேகமான பதில் மற்றும் நீண்டகால செயல்பாட்டு நம்பகத்தன்மையை நோக்கி தொடர்ந்து உருவாகி வருகின்றன.

முடிவுரை
PERC செல்களின் பெரிய அளவிலான வணிகமயமாக்கலில் இருந்து TOPCon மற்றும் HJT தொழில்நுட்பங்களை விரைவாக ஏற்றுக்கொள்வது வரை, பின்னர் டேன்டெம் கட்டமைப்புகளை ஆராய்வது வரை, லேசர் தொழில்நுட்பம் ஒளிமின்னழுத்த செல் உற்பத்தியின் மிக முக்கியமான படிகள் வழியாக தொடர்ந்து செல்கிறது. இது தத்துவார்த்த செயல்திறன் வரம்பை வரையறுக்கவில்லை என்றாலும், அந்த செயல்திறனை தொடர்ந்து, கட்டுப்படுத்தக்கூடிய மற்றும் அளவில் உற்பத்தி செய்ய முடியுமா என்பதை இது வலுவாக தீர்மானிக்கிறது.
PV துறை அதிக செயல்திறன் மற்றும் அதிக உற்பத்தி நம்பகத்தன்மையை நோக்கி முன்னேறும்போது, ​​லேசர் செயலாக்கம், அதன் நிலைத்தன்மையை உறுதி செய்யும் அமைப்பு-நிலை ஆதரவுடன் சேர்ந்து, தொழில்நுட்ப முன்னேற்றம் மற்றும் தொழில்துறை மேம்பாட்டிற்கான அடிப்படை இயக்கியாக இருக்கும்.