فوٹو وولٹک سیل مینوفیکچرنگ میں لیزر ٹیکنالوجی کا اہم کردار

جیسا کہ فوٹو وولٹک (PV) صنعت اعلی تبادلوں کی کارکردگی اور کم مینوفیکچرنگ لاگت کو جاری رکھے ہوئے ہے، پراسیس ٹیکنالوجی سیل کی کارکردگی اور اسکیل ایبلٹی میں ایک فیصلہ کن عنصر بن گئی ہے۔ PERC سے لے کر TOPCon اور HJT تک، اور مزید پیرووسکائٹ اور ٹینڈم سولر سیلز کی طرف، سیل آرکیٹیکچر تیزی سے پیچیدہ ہوتا جا رہا ہے جبکہ پراسیس ونڈوز تنگ ہوتی جا رہی ہیں۔ اس ارتقاء کے اندر، لیزر ٹیکنالوجی ایک معاون آلے سے ایک بنیادی مینوفیکچرنگ کی صلاحیت میں منتقل ہو گئی ہے جو اعلی کارکردگی والے PV خلیوں کی متعدد نسلوں کو کم کرتی ہے۔

PERC پروڈکشن لائنوں میں، لیزر ایبلیشن مستحکم مقامی رابطوں کی تشکیل کے لیے پاسیویشن لیئرز کی مائکرون لیول پیٹرننگ کو قابل بناتا ہے۔ TOPCon مینوفیکچرنگ میں، لیزر بوران ڈوپنگ کو وسیع پیمانے پر 26% سے زیادہ سیل کی افادیت کی طرف ایک اہم راستہ سمجھا جاتا ہے۔ ابھرتے ہوئے پیرووسکائٹ اور ٹینڈم سیلز میں، لیزر اسکرائبنگ براہ راست اس بات کا تعین کرتی ہے کہ آیا بڑے رقبے پر، اعلیٰ یکسانیت کی پیداوار قابل حصول ہے۔ اپنی غیر رابطہ نوعیت، اعلیٰ درستگی، اور کم سے کم گرمی سے متاثرہ زون کے ساتھ، لیزر ٹیکنالوجی پوری PV صنعت میں کارکردگی میں بہتری اور مینوفیکچرنگ کی بھروسے کی ایک ناگزیر قابل بن گئی ہے۔

اعلی درجے کی پی وی مینوفیکچرنگ کے لئے ایک مشترکہ فاؤنڈیشن کے طور پر لیزر ٹیکنالوجی

جیسے جیسے سیل ٹیکنالوجیز آگے بڑھتی ہیں، مینوفیکچررز کو کئی مشترکہ چیلنجوں کا سامنا کرنا پڑتا ہے: بہتر ساختی خصوصیات، زیادہ حساس مواد، اور تیزی سے سخت پیداوار کی ضروریات۔ لیزر پروسیسنگ ان چیلنجوں کو صلاحیتوں کے منفرد امتزاج کے ذریعے حل کرتی ہے:
* غیر رابطہ پروسیسنگ، مکینیکل تناؤ اور مائیکرو کریکس سے گریز
* مائکرون سطح کا مقامی کنٹرول، ٹھیک اور پیچیدہ سیل ڈھانچے کے لیے موزوں ہے۔
* مقامی، انتہائی مختصر توانائی کا ان پٹ، تھرمل نقصان کو کم سے کم کرنا
* آٹومیشن اور ڈیجیٹل عمل کے کنٹرول کے ساتھ اعلی مطابقت
یہ اوصاف لیزر ٹیکنالوجی کو ایک انتہائی ورسٹائل اور اپ گریڈ کرنے کے قابل عمل پلیٹ فارم بناتے ہیں، جو روایتی کرسٹل لائن سلکان سیل سے اگلی نسل کے ٹینڈم فن تعمیر پر لاگو ہوتا ہے۔

مین اسٹریم سیل ٹیکنالوجیز میں کلیدی لیزر ایپلی کیشنز
1. PERC سیلز: ایک بالغ لیزر پروسیسنگ ماڈل
PERC (Passivated Emitter and Rear Cell) ٹیکنالوجی کی صنعتی کامیابی کا بڑے پیمانے پر لیزر پروسیسنگ سے گہرا تعلق ہے۔ لیزر ایبلیشن کا استعمال ایلومینیم آکسائیڈ کی پیسیویشن پرت کو انتخابی طور پر عقبی جانب کھولنے کے لیے کیا جاتا ہے، جس سے گزرنے کی کارکردگی کو محفوظ رکھتے ہوئے بیک سرفیس کے مقامی رابطوں کی تشکیل ہوتی ہے۔
مزید برآں، لیزر سلیکٹیو ایمیٹر (SE) ڈوپنگ فرنٹ سائیڈ رابطوں کے نیچے لوکلائزڈ ہیوی ڈوپنگ کو قابل بناتی ہے، رابطے کی مزاحمت کو کم کرتی ہے اور عام طور پر سیل کی کارکردگی کو تقریباً 0.3% بہتر کرتی ہے۔ ان لیزر عملوں کی پختگی اور استحکام نے طویل مدتی بڑے پیمانے پر پیداوار اور PERC خلیات کی مارکیٹ کے غلبہ کی حمایت کی ہے۔

2. ٹوپکون سیلز: لیزر بوران ڈوپنگ ایک پیش رفت کے عمل کے طور پر
TOPCon (Tunnel Oxide Passivated Contact) سیل N-type سلکان ویفرز کا استعمال کرتے ہیں، جو کیریئر سلیکٹیوٹی اور برقی کارکردگی میں موروثی فوائد پیش کرتے ہیں۔ تاہم، روایتی اعلی درجہ حرارت کی بھٹی پر مبنی بوران پھیلاؤ چیلنجز پیش کرتا ہے، بشمول اعلی توانائی کی کھپت، سست تھرو پٹ، اور ٹنل آکسائیڈ کی سالمیت کے لیے بڑھتا ہوا خطرہ۔
لیزر بوران ڈوپنگ مقامی، انتہائی تیز حرارت کو قابل بناتا ہے، جس سے بوران کے ایٹموں کو پورے ویفر کو بلند درجہ حرارت پر بے نقاب کیے بغیر منتخب شدہ علاقوں میں پھیلانے کی اجازت ملتی ہے۔ یہ نقطہ نظر غیر فعال ہونے کے معیار کو برقرار رکھتے ہوئے رابطے کی مزاحمت کو نمایاں طور پر کم کرتا ہے اور TOPCon کی افادیت کو 26% سے آگے بڑھانے کے لیے بڑے پیمانے پر ایک اہم عمل سمجھا جاتا ہے۔

3. HJT سیلز: انٹرفیس آپٹیمائزیشن کے لیے لیزر انڈسڈ اینیلنگ
HJT (Heterojunction) خلیات بہترین سطح کے گزرنے کے لیے بے ساختہ سلیکون تہوں پر انحصار کرتے ہیں۔ تاہم، انٹرفیس کے نقائص جیسے کہ لٹکتے ہوئے بانڈز اب بھی کیریئر کی بحالی کا باعث بن سکتے ہیں۔
لیزر انڈسڈ اینیلنگ (LIA) بے ترتیب/کرسٹل لائن سلکان انٹرفیس پر ہائیڈروجن ہجرت کو چالو کرنے کے لیے کنٹرول شدہ لیزر شعاع ریزی کا استعمال کرتی ہے، صورتحال میں خرابیوں کی مرمت کرتی ہے۔ اس عمل کو اوپن سرکٹ وولٹیج (Voc) اور فل فیکٹر (FF) کو بہتر بنانے کے لیے دکھایا گیا ہے، جس سے یہ HJT کی کارکردگی کو بہتر بنانے کا ایک عملی طریقہ ہے۔

4. پیرووسکائٹ اور ٹینڈم سیلز: توسیع پذیر انضمام کے لیے لیزر اسکرائبنگ
پیرووسکائٹ اور پیرووسکائٹ/سلیکون ٹینڈم سیلز میں، لیزر پروسیسنگ نہ صرف ایک مینوفیکچرنگ ٹول ہے بلکہ ایک ساختی اینبلر بھی ہے۔ معیاری P1، P2، اور P3 لیزر اسکرائنگ کے مراحل الیکٹروڈ سیگمنٹیشن، سب سیل آئسولیشن، اور سیریز انٹر کنکشن کی وضاحت کرتے ہیں۔
فنکشنل پرتوں کی نازک نوعیت اور متنوع تھرمل استحکام کو دیکھتے ہوئے، لیزر پروسیسنگ - اس کے غیر رابطہ اور اعلی درستگی کی خصوصیات کے ساتھ - بڑے ایریا والے آلات میں اعلی کارکردگی اور یکسانیت حاصل کرنے کے لیے ضروری ہے۔ نتیجے کے طور پر، لیزر اسکرائبنگ کو ٹینڈم سیل انڈسٹریلائزیشن کے بنیادی عمل میں سے ایک سمجھا جاتا ہے۔

لاگت میں کمی اور پیداوار میں بہتری کے لیے عام مقصد کے لیزر کے عمل
سیل مخصوص ایپلی کیشنز کے علاوہ، لیزر ٹیکنالوجی کئی کراس پلیٹ فارم مینوفیکچرنگ مراحل کی بھی حمایت کرتی ہے:
* لیزر پر مبنی گرڈ لائن کی منتقلی: اسکرین پرنٹنگ کے مقابلے میں بہتر الیکٹروڈ اور بہتر مستقل مزاجی کو قابل بناتا ہے، خاص طور پر HJT جیسے کم درجہ حرارت کے عمل میں سلور پیسٹ کی کھپت کو نمایاں طور پر کم کرتا ہے۔
* نقصان سے پاک لیزر ڈائسنگ: مائیکرو کریک کے خطرے میں کمی کے ساتھ درست آدھے سیل اور ملٹی کٹ پروسیسنگ کی اجازت دیتا ہے، ماڈیول پاور آؤٹ پٹ کو بہتر بناتا ہے۔
* لیزر ایج آئسولیشن اور غیر فعال کرنا: کاٹنے کے بعد کنارے کے نقصان کی مرمت کرتا ہے، دوبارہ ملاپ کے نقصانات کو کم کرتا ہے اور ماڈیول کی سطح کی کارکردگی کے فوائد میں حصہ ڈالتا ہے۔
لیزر کے یہ عمومی عمل مجموعی مینوفیکچرنگ پیداوار کو بہتر بناتے ہوئے فی واٹ لاگت کو کم کرنے میں اہم کردار ادا کرتے ہیں۔

تھرمل مینجمنٹ : مستحکم لیزر پروسیسنگ کی بنیاد
جیسا کہ پی وی مینوفیکچرنگ اعلی تھرو پٹ اور طویل مدتی مسلسل آپریشن کی طرف بڑھتا ہے، لیزر کے عمل کا استحکام زیادہ سے زیادہ درست تھرمل کنٹرول پر منحصر ہوتا جاتا ہے۔ یہاں تک کہ لیزر آؤٹ پٹ میں معمولی اتار چڑھاو براہ راست رابطے کی مزاحمت، خرابی کی کثافت، یا لائن کی چوڑائی کی مستقل مزاجی کو متاثر کر سکتا ہے۔
پیداواری ماحول میں، لیزر کے ذرائع اور آپٹیکل اجزاء مسلسل تھرمل بوجھ کے تحت کام کرتے ہیں۔ اس لیے قابل اعتماد کولنگ اور درجہ حرارت کنٹرول سسٹم لیزر توانائی کے استحکام کو برقرار رکھنے، بجلی کے بہاؤ کو کم کرنے، اور دوبارہ قابل عمل پروسیسنگ کے نتائج کو یقینی بنانے کے لیے ضروری ہیں۔ لیزر ذرائع، پاور ماڈیولز، اور آپٹیکل اسمبلیوں کا موثر تھرمل انتظام اعلی پیداوار اور عمل کی مضبوطی میں براہ راست حصہ ڈالتا ہے، خاص طور پر TOPCon، HJT، اور تنگ عمل مارجن کے ساتھ ٹینڈم سیلز کے لیے۔
ہائی پاور لیزر ایپلی کیشنز کے لیے تیار کیے گئے صنعتی درجہ حرارت پر قابو پانے کے حل زیادہ استحکام، تیز ردعمل، اور طویل مدتی آپریشنل وشوسنییتا کی طرف تیار ہوتے رہتے ہیں، جو جدید پی وی مینوفیکچرنگ کے لیے ایک ٹھوس بنیاد فراہم کرتے ہیں۔

نتیجہ
PERC خلیات کی بڑے پیمانے پر تجارتی کاری سے لے کر TOPCon اور HJT ٹیکنالوجیز کو تیزی سے اپنانے تک، اور اس کے بعد ٹینڈم آرکیٹیکچرز کی تلاش تک، لیزر ٹیکنالوجی مسلسل فوٹو وولٹک سیل مینوفیکچرنگ کے انتہائی اہم مراحل سے گزرتی ہے۔ اگرچہ یہ نظریاتی کارکردگی کی حد کی وضاحت نہیں کرتا ہے، لیکن یہ سختی سے تعین کرتا ہے کہ آیا اس کارکردگی کو مستقل، کنٹرول کے ساتھ اور پیمانے پر پیدا کیا جا سکتا ہے۔
جیسا کہ پی وی انڈسٹری اعلی کارکردگی اور زیادہ مینوفیکچرنگ قابل اعتماد کی طرف بڑھ رہی ہے، لیزر پروسیسنگ، سسٹم لیول سپورٹ کے ساتھ جو اس کے استحکام کو یقینی بناتی ہے، تکنیکی ترقی اور صنعتی اپ گریڈنگ کا بنیادی محرک رہے گا۔