ஒளிமின்கல உற்பத்தியில் லேசர் தொழில்நுட்பத்தின் முக்கியப் பங்கு

ஒளிமின்னழுத்த (PV) தொழில் அதிக மாற்றத் திறனையும் குறைந்த உற்பத்திச் செலவுகளையும் தொடர்ந்து நாடி வருவதால், மின்கலத்தின் செயல்திறன் மற்றும் விரிவாக்கத் திறனில் செயல்முறைத் தொழில்நுட்பம் ஒரு தீர்க்கமான காரணியாக மாறியுள்ளது. PERC முதல் TOPCon மற்றும் HJT வரையிலும், மேலும் பெரோவ்ஸ்கைட் மற்றும் டேன்டம் சூரிய மின்கலங்களை நோக்கியும், மின்கலக் கட்டமைப்புகள் பெருகிய முறையில் சிக்கலாகி வருகின்றன, அதே நேரத்தில் செயல்முறைக்கான வாய்ப்புகளும் குறுகி வருகின்றன. இந்த பரிணாம வளர்ச்சியில், லேசர் தொழில்நுட்பமானது ஒரு துணைக்கருவியாக இருந்த நிலையிலிருந்து, பல தலைமுறை உயர்-செயல்திறன் கொண்ட ஒளிமின்னழுத்த மின்கலங்களுக்கு அடித்தளமாக அமையும் ஒரு முக்கிய உற்பத்தித் திறனாக மாறியுள்ளது.

PERC உற்பத்தித் தொடர்களில், லேசர் அரிப்பு முறையானது, நிலையான உள்ளூர் தொடர்புகளை உருவாக்குவதற்காக, செயலற்ற அடுக்குகளில் மைக்ரான் அளவிலான வடிவமைப்பைச் செய்ய உதவுகிறது. TOPCon உற்பத்தியில், 26%-க்கும் அதிகமான மின்கலத் திறன்களை அடைவதற்கான ஒரு முக்கிய வழியாக லேசர் போரான் கலப்பு பரவலாகக் கருதப்படுகிறது. வளர்ந்து வரும் பெரோவ்ஸ்கைட் மற்றும் டேன்டம் மின்கலங்களில், பெரிய பரப்பளவு மற்றும் அதிக சீரான உற்பத்தி சாத்தியமா என்பதை லேசர் கீறல் முறை நேரடியாகத் தீர்மானிக்கிறது. அதன் தொடுதலற்ற தன்மை, உயர் துல்லியம் மற்றும் குறைந்தபட்ச வெப்பத்தால் பாதிக்கப்பட்ட பகுதி ஆகியவற்றால், லேசர் தொழில்நுட்பமானது ஒளிமின்னழுத்தத் (PV) துறை முழுவதும் செயல்திறன் மேம்பாடு மற்றும் உற்பத்தி நம்பகத்தன்மைக்கு ஒரு இன்றியமையாத காரணியாக மாறியுள்ளது.

மேம்பட்ட ஒளிமின்னழுத்த உற்பத்திக்கு ஒரு பொதுவான அடித்தளமாக லேசர் தொழில்நுட்பம்

செல் தொழில்நுட்பங்கள் முன்னேறும்போது, ​​உற்பத்தியாளர்கள் பல பொதுவான சவால்களை எதிர்கொள்கின்றனர்: நுட்பமான கட்டமைப்பு அம்சங்கள், அதிக உணர்திறன் கொண்ட பொருட்கள் மற்றும் மேலும் மேலும் கடுமையான உற்பத்தித் தேவைகள். லேசர் செயலாக்கம், திறன்களின் ஒரு தனித்துவமான கலவையின் மூலம் இந்த சவால்களுக்குத் தீர்வு காண்கிறது:
* இயந்திர அழுத்தம் மற்றும் நுண் விரிசல்களைத் தவிர்த்து, நேரடித் தொடர்பற்ற முறையில் செயலாக்கம்.
* நுண் மற்றும் சிக்கலான செல் கட்டமைப்புகளுக்கு ஏற்ற, மைக்ரான் அளவிலான இடஞ்சார்ந்த கட்டுப்பாடு.
குறிப்பிட்ட இடத்தில், மிகக் குறுகிய நேர ஆற்றல் செலுத்தப்படுவதால், வெப்பச் சேதம் குறைக்கப்படுகிறது.
தானியக்கம் மற்றும் டிஜிட்டல் செயல்முறைக் கட்டுப்பாட்டுடன் உயர் இணக்கத்தன்மை
இந்தப் பண்புகள், லேசர் தொழில்நுட்பத்தை வழக்கமான படிக சிலிக்கான் செல்கள் முதல் அடுத்த தலைமுறை டேன்டம் கட்டமைப்புகள் வரை பயன்படுத்தக்கூடிய, மிகவும் பன்முகத்தன்மை வாய்ந்த மற்றும் மேம்படுத்தக்கூடிய ஒரு செயல்முறைத் தளமாக ஆக்குகின்றன.

முக்கிய செல் தொழில்நுட்பங்களில் லேசரின் முக்கிய பயன்பாடுகள்
1. PERC செல்கள்: ஒரு முதிர்ந்த லேசர் செயலாக்க மாதிரி
PERC (Passivated Emitter and Rear Cell) தொழில்நுட்பத்தின் தொழில்துறை வெற்றி, பெரிய அளவிலான லேசர் செயலாக்கத்துடன் நெருக்கமாகப் பிணைக்கப்பட்டுள்ளது. பின்புறப் பக்கத்தில் உள்ள அலுமினியம் ஆக்சைடு செயலற்ற அடுக்குகளைத் தேர்ந்தெடுத்துத் திறப்பதற்கும், செயலற்ற தன்மையைப் பாதுகாக்கும் அதே வேளையில் உள்ளூர் பின்புற மேற்பரப்புத் தொடர்புகளை உருவாக்குவதற்கும் லேசர் அரிப்பு பயன்படுத்தப்படுகிறது.
மேலும், லேசர் செலக்டிவ் எமிட்டர் (SE) டோப்பிங், முன்பக்கத் தொடர்புகளுக்குக் கீழே குறிப்பிட்ட இடத்தில் அதிக டோப்பிங்கைச் சாத்தியமாக்குகிறது. இது தொடர்பு மின்தடையைக் குறைத்து, பொதுவாக மின்கலத்தின் செயல்திறனைச் சுமார் 0.3% அளவுக்கு மேம்படுத்துகிறது. இந்த லேசர் செயல்முறைகளின் முதிர்ச்சியும் நிலைத்தன்மையும், PERC மின்கலங்களின் நீண்டகாலப் பெருமளவு உற்பத்திக்கும் சந்தை ஆதிக்கத்திற்கும் ஆதரவளித்துள்ளன.

2. டாப்கான் செல்கள்: ஒரு திருப்புமுனை செயல்முறையாக லேசர் போரான் டோப்பிங்
TOPCon (Tunnel Oxide Passivated Contact) செல்கள், N-வகை சிலிக்கான் வேஃபர்களைப் பயன்படுத்துவதால், கேரியர் தேர்வுத்திறன் மற்றும் மின் செயல்திறனில் உள்ளார்ந்த நன்மைகளை வழங்குகின்றன. இருப்பினும், வழக்கமான உயர்-வெப்பநிலை உலை அடிப்படையிலான போரான் பரவல் முறையானது, அதிக ஆற்றல் நுகர்வு, மெதுவான செயல் வெளியீடு மற்றும் டனல் ஆக்சைடின் ஒருமைப்பாட்டிற்கு அதிகரிக்கும் ஆபத்து உள்ளிட்ட சவால்களை முன்வைக்கிறது.
லேசர் போரான் கலப்பு, குறிப்பிட்ட இடங்களில் அதிவேக வெப்பமூட்டலைச் சாத்தியமாக்குகிறது. இது, முழு சிலிக்கான் தட்டையும் உயர் வெப்பநிலைக்கு உட்படுத்தாமல், போரான் அணுக்கள் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட பகுதிகளுக்குள் பரவ அனுமதிக்கிறது. இந்த அணுகுமுறை, செயலற்ற தன்மையைப் பராமரிக்கும் அதே வேளையில், தொடுப்பு மின்தடையைக் கணிசமாகக் குறைக்கிறது. மேலும், TOPCon செயல்திறனை 26%-க்கு மேல் உயர்த்துவதற்கான ஒரு முக்கிய செயல்முறையாக இது பரவலாகக் கருதப்படுகிறது.

3. HJT செல்கள்: இடைமுக உகப்பாக்கத்திற்கான லேசர்-தூண்டப்பட்ட பதப்படுத்தல்
HJT (ஹெட்டரோஜங்ஷன்) செல்கள், சிறந்த மேற்பரப்பு செயலற்றதாக்கத்திற்காக உருவமற்ற சிலிக்கான் அடுக்குகளைச் சார்ந்துள்ளன. இருப்பினும், தொங்கும் பிணைப்புகள் போன்ற இடைமுகக் குறைபாடுகள், கேரியர் மறுசேர்க்கைக்கு வழிவகுக்கக்கூடும்.
லேசர்-தூண்டப்பட்ட பதப்படுத்தல் (LIA) முறையானது, படிகமற்ற/படிக சிலிக்கான் இடைமுகத்தில் ஹைட்ரஜன் இடம்பெயர்வைத் தூண்டுவதற்கு கட்டுப்படுத்தப்பட்ட லேசர் கதிர்வீச்சைப் பயன்படுத்துகிறது, இதன் மூலம் குறைபாடுகளை அதே இடத்தில் சரிசெய்கிறது. இந்த செயல்முறை திறந்த-சுற்று மின்னழுத்தம் (Voc) மற்றும் நிரப்பு காரணி (FF) ஆகியவற்றை மேம்படுத்துவதாக நிரூபிக்கப்பட்டுள்ளது, இது HJT செயல்திறன் உகப்பாக்கத்திற்கு ஒரு நடைமுறை முறையாக அமைகிறது.

4. பெரோவ்ஸ்கைட் மற்றும் டேன்டம் செல்கள்: அளவிடக்கூடிய ஒருங்கிணைப்பிற்கான லேசர் கீறல்
பெரோவ்ஸ்கைட் மற்றும் பெரோவ்ஸ்கைட்/சிலிக்கான் டேன்டம் செல்களில், லேசர் செயலாக்கம் என்பது ஒரு உற்பத்தி கருவியாக மட்டுமல்லாமல், ஒரு கட்டமைப்பு இயக்கியாகவும் செயல்படுகிறது. நிலையான P1, P2, மற்றும் P3 லேசர் கீறல் படிநிலைகள், மின்முனைப் பிரிப்பு, துணை-செல் தனிமைப்படுத்தல் மற்றும் தொடர் இணைப்பு ஆகியவற்றை வரையறுக்கின்றன.
செயல்பாட்டு அடுக்குகளின் உடையக்கூடிய தன்மை மற்றும் மாறுபட்ட வெப்ப நிலைத்தன்மை ஆகியவற்றைக் கருத்தில் கொண்டு, பெரிய பரப்பளவுள்ள சாதனங்களில் உயர் செயல்திறனையும் சீரான தன்மையையும் அடைவதற்கு, தொடுதலற்ற மற்றும் உயர் துல்லியப் பண்புகளைக் கொண்ட லேசர் செயலாக்கம் இன்றியமையாததாகிறது. இதன் விளைவாக, டேன்டம் செல் தொழில்மயமாக்கலுக்கான முக்கிய செயல்முறைகளில் ஒன்றாக லேசர் ஸ்க்ரைபிங் கருதப்படுகிறது.

செலவுக் குறைப்பு மற்றும் உற்பத்தி மேம்பாட்டிற்கான பொதுப் பயன்பாட்டு லேசர் செயல்முறைகள்
செல் சார்ந்த பயன்பாடுகளுக்கு அப்பால், லேசர் தொழில்நுட்பம் பல்வேறு தளங்களுக்கிடையேயான உற்பத்திப் படிநிலைகளையும் ஆதரிக்கிறது:
* லேசர் அடிப்படையிலான கட்டக்கோட்டுப் பரிமாற்றம்: ஸ்கிரீன் பிரிண்டிங்குடன் ஒப்பிடுகையில், இது மிக நுண்ணிய மின்முனைகளையும் மேம்பட்ட சீரான தன்மையையும் சாத்தியமாக்குகிறது. இதன்மூலம், குறிப்பாக HJT போன்ற குறைந்த வெப்பநிலை செயல்முறைகளில், வெள்ளிப் பசை நுகர்வு கணிசமாகக் குறைக்கப்படுகிறது.
* சேதமில்லாத லேசர் துண்டாக்கம்: இது நுண் விரிசல் அபாயத்தைக் குறைத்து, துல்லியமான அரை-செல் மற்றும் பல-வெட்டு செயலாக்கத்தை அனுமதித்து, தொகுதியின் மின் வெளியீட்டை மேம்படுத்துகிறது.
* லேசர் விளிம்பு தனிமைப்படுத்தல் மற்றும் செயலற்றதாக்குதல்: வெட்டிய பிறகு ஏற்படும் விளிம்பு சேதத்தைச் சரிசெய்து, மறுசேர்க்கை இழப்புகளைக் குறைத்து, தொகுதி அளவிலான செயல்திறன் மேம்பாட்டிற்குப் பங்களிக்கிறது.
இந்த பொதுவான லேசர் செயல்முறைகள், வாட்டிற்கான செலவைக் குறைப்பதிலும் ஒட்டுமொத்த உற்பத்தி விளைச்சலை மேம்படுத்துவதிலும் முக்கியப் பங்கு வகிக்கின்றன.

வெப்ப மேலாண்மை : நிலையான லேசர் செயலாக்கத்தின் அடித்தளம்
சூரிய ஒளி மின் உற்பத்தித் துறை அதிக உற்பத்தித் திறன் மற்றும் நீண்ட நேரத் தொடர்ச்சியான செயல்பாட்டை நோக்கி நகர்வதால், லேசர் செயல்முறையின் நிலைத்தன்மை துல்லியமான வெப்பக் கட்டுப்பாட்டை அதிகளவில் சார்ந்துள்ளது. லேசர் வெளியீட்டில் ஏற்படும் மிகச் சிறிய ஏற்ற இறக்கங்கள் கூட, தொடுப்பு மின்தடை, குறைபாட்டு அடர்த்தி அல்லது கோட்டு அகலத்தின் சீரான தன்மையை நேரடியாகப் பாதிக்கக்கூடும்.
உற்பத்திச் சூழல்களில், லேசர் மூலங்களும் ஒளியியல் கூறுகளும் தொடர்ச்சியான வெப்பச் சுமைகளின் கீழ் இயங்குகின்றன. எனவே, லேசர் ஆற்றல் நிலைத்தன்மையைப் பராமரிக்கவும், ஆற்றல் விலகலைக் குறைக்கவும், மீண்டும் மீண்டும் ஒரே மாதிரியான செயலாக்க முடிவுகளை உறுதி செய்யவும் நம்பகமான குளிர்விப்பு மற்றும் வெப்பநிலை கட்டுப்பாட்டு அமைப்புகள் இன்றியமையாதவை. லேசர் மூலங்கள், ஆற்றல் தொகுதிகள் மற்றும் ஒளியியல் அமைப்புகளின் திறமையான வெப்ப மேலாண்மையானது, குறிப்பாகக் குறுகிய செயலாக்க வரம்புகளைக் கொண்ட TOPCon, HJT மற்றும் டேன்டம் செல்களுக்கு, அதிக உற்பத்தி மற்றும் செயல்முறை உறுதித்தன்மைக்கு நேரடியாகப் பங்களிக்கிறது.
உயர்-சக்தி லேசர் பயன்பாடுகளுக்காக உருவாக்கப்பட்ட தொழில்துறை வெப்பநிலை கட்டுப்பாட்டுத் தீர்வுகள், மேம்பட்ட நிலைத்தன்மை, வேகமான பதிலளிப்பு மற்றும் நீண்ட கால செயல்பாட்டு நம்பகத்தன்மை ஆகியவற்றை நோக்கித் தொடர்ந்து வளர்ச்சியடைந்து, மேம்பட்ட ஒளிமின்னழுத்த (PV) உற்பத்திக்கு ஒரு உறுதியான அடித்தளத்தை வழங்குகின்றன.

முடிவு
PERC செல்களின் பெருமளவிலான வணிகமயமாக்கல் முதல் TOPCon மற்றும் HJT தொழில்நுட்பங்களின் விரைவான பயன்பாடு வரையிலும், அதைத் தொடர்ந்து டேன்டம் கட்டமைப்புகளின் ஆய்வு வரையிலும், ஒளிமின்னழுத்த செல் உற்பத்தியின் மிக முக்கியமான படிநிலைகளில் லேசர் தொழில்நுட்பம் தொடர்ந்து ஊடுருவிச் செல்கிறது. அது கோட்பாட்டு ரீதியான செயல்திறன் வரம்பை வரையறுக்கவில்லை என்றாலும், அந்த செயல்திறனைத் தொடர்ச்சியாகவும், கட்டுப்படுத்தக்கூடிய வகையிலும், பெரிய அளவிலும் உற்பத்தி செய்ய முடியுமா என்பதை அது வலுவாகத் தீர்மானிக்கிறது.
சூரிய ஒளிமின்னழுத்தத் துறை உயர் செயல்திறன் மற்றும் மேம்பட்ட உற்பத்தி நம்பகத்தன்மையை நோக்கி முன்னேறி வரும் நிலையில், லேசர் செயலாக்கமும், அதன் நிலைத்தன்மையை உறுதிசெய்யும் அமைப்பு அளவிலான ஆதரவும், தொழில்நுட்ப முன்னேற்றம் மற்றும் தொழில்துறை மேம்பாட்டிற்கான ஒரு அடிப்படை உந்து சக்தியாகத் தொடர்ந்து விளங்கும்.