Нақши муҳими технологияи лазерӣ дар истеҳсоли ҳуҷайраҳои фотоэлектрикӣ

Ҳангоме ки саноати фотоэлектрикӣ (ФЭ) ба самаранокии баланди табдилдиҳӣ ва хароҷоти камтари истеҳсолот идома медиҳад, технологияи равандҳо ба омили ҳалкунанда дар самаранокии ҳуҷайраҳо ва миқёспазирӣ табдил ёфтааст. Аз PERC то TOPCon ва HJT ва минбаъд ба сӯи ҳуҷайраҳои офтобии перовскитӣ ва тандемӣ, меъмории ҳуҷайраҳо торафт мураккабтар мешавад, дар ҳоле ки тирезаҳои равандҳо тангтар мешаванд. Дар доираи ин таҳаввулот, технологияи лазерӣ аз як асбоби ёрирасон ба қобилияти истеҳсолии асосӣ табдил ёфтааст, ки асоси чанд насли ҳуҷайраҳои ФЭ-и баландсифатро ташкил медиҳад.

Дар хатҳои истеҳсолии PERC, аблятсияи лазерӣ имкон медиҳад, ки қабатҳои пассиватсия дар сатҳи микрон намунабандӣ карда шаванд, то тамосҳои маҳаллии устуворро ташкил диҳанд. Дар истеҳсоли TOPCon, допингкунии бор бо лазер ҳамчун роҳи калидӣ барои баланд бардоштани самаранокии ҳуҷайраҳо аз 26% ба назар мерасад. Дар ҳуҷайраҳои перовскитӣ ва тандемии навбунёд, скриптинги лазерӣ мустақиман муайян мекунад, ки оё истеҳсоли масоҳати калон ва якхела имконпазир аст. Бо хусусияти ғайритамосӣ, дақиқии баланд ва минтақаи ҳадди ақали таъсири гармӣ, технологияи лазерӣ ба як омили муҳими беҳтар кардани самаранокӣ ва эътимоднокии истеҳсолот дар тамоми саноати фотоэлектрикӣ табдил ёфтааст.

Технологияи лазерӣ ҳамчун асоси умумӣ барои истеҳсоли пешрафтаи фотоэлектрикӣ

Бо пешрафти технологияҳои мобилӣ, истеҳсолкунандагон бо якчанд мушкилоти муштарак рӯбарӯ мешаванд: хусусиятҳои сохтории нозуктар, маводҳои ҳассостар ва талаботи сахттари ҳосилнокӣ. Коркарди лазерӣ ин мушкилотро тавассути омезиши беназири имкониятҳо ҳал мекунад:
* Коркарди ғайритамосӣ, пешгирӣ аз стресси механикӣ ва микротарқишҳо
* Назорати фазоии сатҳи микрон, ки барои сохторҳои нозук ва мураккаби ҳуҷайра мувофиқ аст
* Вуруди энергияи маҳаллӣ ва ултра кӯтоҳ, ки зарари гармиро ба ҳадди ақал мерасонад
* Мутобиқати баланд бо автоматизатсия ва назорати равандҳои рақамӣ
Ин хусусиятҳо технологияи лазериро ба як платформаи раванди хеле бисёрҷониба ва навсозӣшаванда табдил медиҳанд, ки аз ҳуҷайраҳои анъанавии кремнийи кристаллӣ то меъмориҳои тандемии насли оянда татбиқ карда мешавад.

Барномаҳои калидии лазерӣ дар саросари технологияҳои асосии ҳуҷайра
1. Ҳуҷайраҳои PERC: Модели коркарди лазерии пухта
Муваффақияти саноатии технологияи PERC (Passivated Emitter and Rear Cell) бо коркарди лазерии миқёси калон зич алоқаманд аст. Аблятсияи лазерӣ барои кушодани интихобӣ қабати пассиватсияи оксиди алюминий дар тарафи қафо истифода мешавад ва дар айни замон таъсири пассиватсияро нигоҳ медорад.
Илова бар ин, допинг бо лазери интихобӣ (SE) имкон медиҳад, ки допинг бо допинг дар зери контактҳои тарафи пеш ҷойгир карда шавад, ки муқовимати тамосро коҳиш медиҳад ва одатан самаранокии ҳуҷайраҳоро тақрибан 0,3% беҳтар мекунад. Камолот ва устувории ин равандҳои лазерӣ истеҳсоли оммавии дарозмуддат ва бартарии бозорро дар ҳуҷайраҳои PERC дастгирӣ кардаанд.

2. Ҳуҷайраҳои TOPCon: Допинги бор бо лазер ҳамчун як раванди пешрафт
Ҳуҷайраҳои TOPCon (Тамоси пассивии оксиди туннелӣ) аз вафли кремнийи навъи N истифода мебаранд, ки бартариҳои дохилиро дар интихоби интиқолдиҳанда ва иҷрои барқӣ пешниҳод мекунанд. Бо вуҷуди ин, диффузияи анъанавии бор дар асоси кӯраи баландҳарорат мушкилотро ба вуҷуд меорад, аз ҷумла истеъмоли баланди энергия, суръати сусти интиқол ва хатари афзояндаи якпорчагии оксиди туннел.
Допинги бор бо лазер имкон медиҳад, ки гармкунии маҳаллӣ ва ултра-суръат ба амал ояд ва ба атомҳои бор имкон медиҳад, ки ба таври интихобӣ ба минтақаҳои муайяншуда паҳн шаванд, бе он ки тамоми пластинаро ба ҳарорати баланд дучор кунанд. Ин равиш муқовимати тамосро ба таври назаррас коҳиш медиҳад ва ҳамзамон сифати пассиватсияро нигоҳ медорад ва ба таври васеъ раванди муҳим барои баланд бардоштани самаранокии TOPCon аз 26% ба ҳисоб меравад.

3. Ҳуҷайраҳои HJT: Тафсондан бо лазер барои беҳсозии интерфейс
Ҳуҷайраҳои HJT (гетерогузариш) барои пассиватсияи аълои сатҳ ба қабатҳои аморфии кремний такя мекунанд. Аммо, нуқсонҳои интерфейс, ба монанди пайвандҳои овезон, метавонанд ба рекомбинатсияи интиқолдиҳанда оварда расонанд.
Тақвияти бо лазер ба вуҷуд омада (LIA) аз нурпошии лазерии идорашаванда барои фаъол кардани муҳоҷирати гидроген дар интерфейси кремнийи аморфӣ/кристаллӣ истифода мебарад ва камбудиҳоро дар ҷой ислоҳ мекунад. Нишон дода шудааст, ки ин раванд шиддати занҷири кушода (Voc) ва омили пуркунӣ (FF)-ро беҳтар мекунад ва онро ба як усули амалӣ барои беҳсозии самаранокии HJT табдил медиҳад.

4. Ҳуҷайраҳои перовскитӣ ва тандемӣ: Скриптинги лазерӣ барои ҳамгироии миқёспазир
Дар ҳуҷайраҳои тандемии перовскит ва перовскит/кремний, коркарди лазерӣ на танҳо як воситаи истеҳсолӣ, балки як омили имконпазири сохторӣ низ мебошад. Қадамҳои стандартии сабти лазерии P1, P2 ва P3 сегментатсияи электродҳо, ҷудокунии зерҳуҷайра ва пайвасти силсилавиро муайян мекунанд.
Бо назардошти хусусияти нозук ва устувории гуногуни гармии қабатҳои функсионалӣ, коркарди лазерӣ — бо хусусиятҳои ғайритамосӣ ва дақиқии баланд — барои ба даст овардани самаранокии баланд ва якрангӣ дар дастгоҳҳои масоҳати калон муҳим аст. Дар натиҷа, скриптинги лазерӣ яке аз равандҳои асосии саноатикунонии ҳуҷайраҳои тандемӣ ҳисобида мешавад.

Равандҳои лазерии мақсадноки умумӣ барои кам кардани хароҷот ва беҳтар кардани ҳосилнокӣ
Илова бар барномаҳои мушаххаси ҳуҷайра, технологияи лазерӣ инчунин якчанд марҳилаҳои истеҳсоли байниплатформавиро дастгирӣ мекунад:
* Интиқоли хатти шабакавӣ дар асоси лазер: электродҳои нозуктар ва беҳтар шудани мувофиқатро дар муқоиса бо чопи экранӣ имкон медиҳад, ки истеъмоли хамираи нуқраро, махсусан дар равандҳои ҳарорати паст ба монанди HJT, ба таври назаррас коҳиш медиҳад.
* Буридани лазерӣ бидуни осеб: имкон медиҳад, ки коркарди дақиқи нимҳуҷайра ва бисёрбуриш бо хатари ками тарқишҳои хурд анҷом дода шавад ва қувваи баромади модулро беҳтар созад.
* Ҷудокунӣ ва пассиватсияи канори лазерӣ: Пас аз буридан осеби канорро барқарор мекунад, талафоти рекомбинатсияро кам мекунад ва ба афзоиши самаранокии сатҳи модул мусоидат мекунад.
Ин равандҳои умумии лазерӣ дар коҳиш додани хароҷот барои як ватт ва ҳамзамон беҳтар кардани ҳосилнокии умумии истеҳсолот нақши муҳим мебозанд.

Идоракунии гармӣ : Асоси коркарди устувори лазерӣ
Ҳангоме ки истеҳсоли фотоэлектрикӣ ба самти баландтари иқтидор ва кори пайвастаи дарозмуддат ҳаракат мекунад, устувории раванди лазерӣ бештар аз назорати дақиқи гармӣ вобаста мешавад. Ҳатто ноустувории ночиз дар баромади лазер метавонад мустақиман ба муқовимати тамос, зичии нуқсон ё мувофиқати паҳнои хат таъсир расонад.
Дар муҳитҳои истеҳсолӣ, манбаъҳои лазерӣ ва ҷузъҳои оптикӣ таҳти сарбориҳои доимии гармӣ кор мекунанд. Аз ин рӯ, системаҳои боэътимоди хунуккунӣ ва назорати ҳарорат барои нигоҳ доштани устувории энергияи лазерӣ, кам кардани гардиши қувва ва таъмини натиҷаҳои коркарди такроршаванда муҳиманд. Идоракунии самараноки гармии манбаъҳои лазерӣ, модулҳои қувва ва васлкуниҳои оптикӣ мустақиман ба ҳосилнокии баландтар ва устувории равандҳо, махсусан барои TOPCon, HJT ва ҳуҷайраҳои тандемӣ бо ҳошияҳои тангтари равандҳо мусоидат мекунад.
Ҳалли назорати ҳарорати саноатӣ, ки барои барномаҳои лазерии баландқудрат таҳия шудаанд, ба самти устувории бештар, вокуниши зудтар ва эътимоднокии дарозмуддати амалиётӣ таҳаввул ёфта, заминаи мустаҳкамеро барои истеҳсоли пешрафтаи фотоэлектрикӣ фароҳам меоранд.

Хулоса
Аз тиҷоратикунонии миқёси васеъи ҳуҷайраҳои PERC то қабули босуръати технологияҳои TOPCon ва HJT ва баъдан то омӯзиши меъмориҳои тандемӣ, технологияи лазерӣ мунтазам аз марҳилаҳои муҳимтарини истеҳсоли ҳуҷайраҳои фотоэлектрикӣ мегузарад. Гарчанде ки он ҳадди назариявии самаранокиро муайян намекунад, он ба таври қатъӣ муайян мекунад, ки оё ин самаранокӣ метавонад мунтазам, назоратшаванда ва дар миқёси васеъ истеҳсол карда шавад.
Ҳангоме ки саноати фотоэлектрикӣ ба самти самаранокии баландтар ва эътимоднокии бештари истеҳсолот пеш меравад, коркарди лазерӣ дар якҷоягӣ бо дастгирии сатҳи системавӣ, ки устувории онро таъмин мекунад, омили асосии пешрафти технологӣ ва навсозии саноат боқӣ хоҳад монд.