Jinsi Silver Paste Inavyoingia Kupitia poly-Si kwenye Upande wa Nyuma wa TOPCon

Jibu la haraka: Laini ya fedha huuma kupitia poly-silicon nyuma ya seli ya TOPCon kwa sababu tofauti na jinsi inavyochoma mipako ya mbele. Mbele, laini hiyo inapaswa kupenya tabaka la kuzuia mwanga ili kufikia emitter. Nyuma inapaswa kuwasiliana na tabaka la polysilicon lililowekwa dopant ambalo lina unene wa karibu 100 nm tu, likiwa juu ya oksidi ya handaki ambayo inaweza kuwa 1.5 nm. Ikiwa laini itachonga kupitia polysilicon, itafikia oksidi ya handaki na kuharibu passivation ambayo muundo wote upo ili kutoa; mguso unaotokana ni mzuri kielektroniki na seli hupoteza voltage. Tabaka zinazofanya kazi katika uzalishaji ziko karibu 40 nm hadi 60 nm kutegemea stack. Profaili ya kuchoma na kemia ya laini inapaswa kusimamisha uchongaji kwa kina sahihi, ndiyo sababu mapishi ya metallisation ya nyuma yanatengenezwa pamoja na hatua ya uwekaji.

Utengenezaji wa Moduli za PV · na Jerry, Ooitech

Utangulizi

Mara ya mwisho tulizungumza kuhusu silver paste ya upande wa mbele. Lengo kuu hapo lilikuwa "kuichoma ipite." Kwa nini mchakato mmoja wa laser unaweza kulazimisha silver paste yote ya upande wa mbele kubadilishwa?

Upande wa nyuma ni kinyume kabisa.

Silver bado inapaswa kuingia. Lakini mara tu inapoingia, inapaswa kusimama mara moja.

Kwa sababu upande wa mbele, ikiwa fedha haitaungua ndani, upinzani wa mawasiliano hautapungua. Upande wa nyuma, ikiwa fedha itaungua kwa kina sana, itatoboa moja kwa moja sehemu yenye thamani zaidi ya TOPCon — mawasiliano yaliyohifadhiwa.

Kwa hivyo umetallishaji wa upande wa mbele unahusu "jinsi ya kuingia." Umetallishaji wa upande wa nyuma unahusu "jinsi ya kusimama mara tu unapoingia."

Kipande hiki kinachambua upande wa nyuma kwa kina: kwa nini silver "inavuma" poly-Si, nini kinatokea inapofanya hivyo, na jinsi muundo wa hivi karibuni wa poly-Si ya safu mbili unavyoijengea silver njia inayosema "simama unapofika."

Angalia Mpangilio wa Upande wa Nyuma Kwanza

Jinsi safu ya nyuma inavyoonekana kwa kweli

Kutoka nje kuelekea ndani, upande wa nyuma wa TOPCon umepangwa takriban hivi: safu ya ulinzi ya SiNx, (watengenezaji wengine hutumia ALD ya pande mbili na kuongeza safu ya AlOx upande wa nyuma pia), poly-Si, tunnel oxide, na chini ya hapo kuna substrate ya silicon ya aina ya n.

Tofauti kubwa zaidi na upande wa mbele ni safu ya chini — tunnel oxide, yenye unene wa takriban 1–1.5 nm tu. Ni uhai wa passivation yote ya upande wa nyuma. Thamani yote ya passivation ya poly-Si inategemea filamu hii kubaki salama.

Mipaka ya kazi ya silver paste ya nyuma ni tofauti na ya mbele pia. Kuchoma kupita safu ya ulinzi ya SiNx hakuwezi kupuuzwa — hiyo ni tikiti ya kuingia, sawa na upande wa mbele. Lakini lengo lake la mguso liko ndani ya poly-Si. Poly-Si imedopingiwa kwa kiasi kikubwa, ni safu ya conductive yenyewe. Mara tu silver inapofikia poly-Si na kuunda mguso, kazi imekamilika.

Kisha inapaswa kusimama.

Ikiwa fedha itaendelea kushuka, kupitia oksidi ya handaki na kuingia kwenye substrate ya silicon — mawasiliano yaliyopitishwa yanakufa papo hapo. Vituo vya muunganisho vinaonekana katika kiolesura, Voc inashuka, na msingi wa seli hii unaharibika.

Kidokezo cha mstari wa uzalishaji: safu ya AlOx ya nyuma bado ni ya hiari kwa sasa, na watengenezaji wengi wanaiacha. Lakini kadiri vidole vya poly vya nyuma na miundo mingine ya kienyeji inavyoendelea, mahitaji ya upitishaji katika maeneo yasiyo na metali yataendelea kupanda, na safu za upitishaji za dielectric kama AlOx zitakuwa muhimu zaidi. Kwa hivyo safu ya filamu inayoonekana "ya hiari" leo inaweza kuwa inatunza kiolesura kwa muundo wa poly-Si wa kienyeji wa kizazi kijacho. Soma mageuzi hayo, na utaona muundo wa filamu ya nyuma unatengeneza njia kwa hatua inayofuata.

Poly-Si ya Safu Moja — Kwa Nini Haiwezi Kushikilia Mstari

Kwanza, jinsi fedha "inauma" njia yake ya kuingia.

Sehemu ya mbele ilishughulikia hili: wakati wa kuungua, fedha huyeyuka katika awamu ya kioo kilichoyeyuka na kuhamahama pamoja na kioo. Kwa upande wa nyuma, utaratibu huo huo unaendelea — tofauti ni kwamba emitter ya mbele inakaribisha miiba ya fedha kuchoma ndani, wakati poly-Si ya nyuma haiwezi kuvumilia fedha kwenda ndani zaidi.

Tatizo la poly-Si ya safu moja ni la kimuundo: imejengwa kutoka kwa chembe, na mipaka ya chembe inaenda juu hadi chini. Mipaka ya chembe ni njia kuu ya haraka kwa fedha kuhamia ndani ya kina cha poly-Si.

Mara fedha inapohamia chini kando ya mipaka ya chembe na kufikia karibu na oksidi ya handaki, inaweza kuchochea uharibifu wa kienyeji au kuunda njia ya kupenya ya metali, hatimaye kupeleka fedha kwenye substrate ya silicon — na kutoka wakati huo, msingi wa kimwili wa mawasiliano yaliyopitishwa umepotea.

Hii si uvumi, ni uchunguzi uliorekodiwa. Katika karatasi ya 26.66% iliyochapishwa katika Nature Energy na Taasisi ya Ningbo ya Nyenzo na JinkoSolar, HAADF na HR-TEM zilifanya uchunguzi kamili wa kiolesura cha kuungua cha sampuli ya poly-Si ya safu moja: nanoparticles za fedha zilionekana zimetawanyika ndani ya substrate ya silicon, na athari za fedha zikienda kutoka poly-Si hadi kwenye substrate. Oksidi ya handaki yenyewe ilikuwa bado intact, lakini haikuzuia fedha — kizuizi kimoja hakiwezi kuzuia fedha inayomwagika chini kando ya mipaka ya chembe.

Muundo wa Safu Mbili: Sio Kuzuia Kabisa, Lakini Kuacha Mlango

Sehemu inayopinga matarajio ya suluhisho la karatasi: badala ya kuzuia fedha iliyokufa, walijengea fedha barabara inayosema "simama unapofika."

Sehemu ya nyuma ilitengenezwa kwa tabaka mbili za poly-Si, jumla ya takriban 100 nm, kila moja ikifanya kazi yake. Hii inaelezea muundo maalum wa tabaka mbili uliotumika kwenye karatasi. Sio kila poly-Si ya tabaka mbili inafuata mpangilio huu maalum wa 60/40 nm, iliyowekwa doping nyingi/doping kidogo.

Tabaka la nje, 60 nm, lenye doping nyingi, zaidi amorphous — ukumbi wa mapokezi. Mipaka mingi ya nafaka, mkusanyiko mkubwa wa fosforasi, fedha inaingia kwa uhuru. Mara inapofikia mahali, inaunda mguso wa ohmic na poly-Si yenye doping nyingi. Hii ni jukumu la "kupitisha": mguso lazima uundwe, mkondo lazima utoke.

Tabaka la ndani, 40 nm, lenye doping kidogo, lenye fuwele nyingi — lango. Fuwele nyingi, msongamano mdogo wa mipaka ya nafaka, fedha haina mahali pa kwenda ikifika hapa. Hili ni tabaka la kimuundo linalofanya "kuzuia."

Oksidi ya handaki — kizuizi cha mwisho cha kemikali. Sio tu nyembamba kimwili. Muhimu zaidi, inabadilisha hali ya kiolesura ili fedha iendelee kuhamia kuelekea substrate ya silicon na kuunda awamu thabiti ya chuma. Fedha inaposimamishwa karibu na poly-Si yenye fuwele nyingi na kiolesura cha SiOx, kuunda njia ya kupenya kwa chuma kuelekea substrate inakuwa vigumu zaidi.

Kwa hivyo "breki" ya kweli haifanywi na tabaka moja peke yake. Ni poly-Si yenye fuwele nyingi + oksidi ya handaki pamoja zinazounda mstari wa mwisho wa ulinzi.

Ulinganisho wa HR-TEM unaifanya iwe wazi: katika sampuli ya tabaka moja, fedha inapenya ndani ya substrate kama vitone vilivyotawanyika. Katika sampuli ya tabaka mbili, baada ya fedha kupenya sehemu kubwa ya tabaka la nje, inalazimishwa na tabaka la ndani kuwa "umbo la bakuli" — inaenea kando lakini haiwezi kwenda chini tena.

Athari pia ni ya moja kwa moja: voltage ya mzunguko wazi inayodokezwa ilipanda kutoka 752 mV hadi 757 mV. Nyuma ya ongezeko hilo la 5 mV kuna ukweli mmoja wa msingi — kupenya kwa fedha kulizuiliwa waziwazi, na passivation ilihifadhiwa. 5 mV hii haiku"tengenezwa," iliokolewa — voltage ambayo ingepotea.

Mstari mmoja wa kufupisha muundo huu: hekima ya kuzuia fedha haiko katika "kuziba," iko katika "kupanga tabaka" — wakaribishaji wanakaribisha, walinzi wa lango wanatunza lango. Tabaka la nje linashughulikia kuunda mguso, tabaka la ndani linashikilia mstari wa chini, na oksidi ya handaki inasaidia kituo cha mwisho.

Faida, Gharama, na Mahali Inapokaa katika Sekta

Kwanza faida: Voc,i +5 mV. Nguzo ya upande wa nyuma ya ufanisi huo ulioidhinishwa wa 26.66% ni hasa muundo huu wa tabaka mbili.

Sasa gharama, moja kwa moja: uwekaji mmoja zaidi, kiolesura kimoja zaidi. Ugumu wa mchakato ulioongezwa na gharama ni halisi. Na karatasi yenyewe inakubali kwamba tabaka la nje halikuzuia 100% ya fedha — lango hilo la mwisho linategemea mchanganyiko wa poly-Si ya tabaka la ndani pamoja na oksidi ya handaki.

Kwenye ramani ya sekta, hii si tukio la mara moja. TOPCon ya bifacial ya 26.35% iliyoidhinishwa mapema ya JinkoSolar ilitumia hasa muundo wa tabaka mbili wa SiOx/poly-Si pamoja na urekebishaji wa kuchagua wa leza ya picosecond ya UV. Na zaidi ya timu moja ya kitaaluma inafanya kazi kwenye poly-Si ya Tabaka Mbili na Tabaka Tatu. Uwekaji wa tabaka za kazi za poly-Si ni mwelekeo ambao sekta inaelekea — nyuma yake ni mantiki ile ile: gawanya kazi mbili za "mawasiliano" na "upitishaji" kutoka filamu moja, na kipe kila moja tabaka lake mwenyewe.

Inafaa kutofautisha hapa: hata kwa poly-Si ya tabaka mbili sawa, rekodi mbili za hivi karibuni zinatumia kwa namna tofauti. Katika karatasi ya Jinko ya 26.35% (Chuo Kikuu cha Yangzhou + Jinko, EES), muundo wa tabaka mbili uliunganisha urekebishaji wa leza ya picosecond ya UV na uchongaji wa mvua ili kupunguza kwa kuchagua poly-Si ya nje katika eneo la nyuma lisilo na metali — lengo lilikuwa kupunguza ufyonzaji wa parasitic na kuinua uwezo wa bifacial. Hilo ni "tatizo la macho." Karatasi ya Ningbo ya 26.66% inaelekeza muundo wa tabaka mbili katika kuzuia fedha na kuhifadhi upitishaji. Hilo ni "tatizo la umeme." Poly-Si ya tabaka mbili ni kama jukwaa — timu tofauti zinatatua matatizo tofauti juu yake, lakini mwelekeo ni ule mmoja: kila tabaka lifanye kitu kimoja tu. Katika orodha ya timu ya Ye Jichun yenyewe ya vigezo vya ufanisi vya hatua inayofuata kwa TOPCon, miundo ya poly-Si ya tabaka mbili na polysilicon ya eneo (poly finger) ziko mbele kabisa — hii Nature Energy karatasi imegeuza kipengele cha kwanza kwenye orodha hiyo kuwa rekodi.

Bado inabidi tumwage maji baridi: rekodi hizi zote zilifanywa kwa vifaa vya maabara, karatasi zenyewe zinasema hivyo. Kutoka maabara hadi mstari wa uzalishaji wa wingi, mavuno, muda wa mzunguko, gharama — kila lango linapaswa kuvukwa tena.

Jedwali Moja Kuifanya Iwe Wazi

Mambo Matatu ya Kuwarudishia Wafanyakazi wa Mstari

Kwanza, ugonjwa wa upande wa nyuma na ugonjwa wa upande wa mbele huonekana kwenye vigezo viwili tofauti. Wakati upande wa mbele unakwenda vibaya, kwa kawaida huonekana katika FF (upinzani wa mawasiliano). Wakati upande wa nyuma unakwenda vibaya, kwa kawaida huonekana katika Voc (passivation imetobolewa). Unapofuatilia hitilafu ya Voc, mbali na kuangalia mchakato wa passivation, joto la kuchoma na muundo wa poly-Si vyote vinapaswa kuwa kwenye orodha.

Pili, umbali ambao fedha husafiri huamuliwa na muundo. Kuchoma kunadhibiti tu kasi. Kina ambacho fedha huenda — mtiririko wa juu ni muundo wa poly-Si: safu moja au safu mbili, ukubwa wa juu au chini wa crystallinity, mteremko wa mkusanyiko wa doping. Dirisha la kuchoma linadhibiti tu kasi kwenye njia hiyo. Ikiwa muundo hautoi ulinzi, hakuna marekebisho yoyote mazuri ya kuchoma yatakayookoa.

Tatu, kuweka safu ni mwelekeo. Angalia kwa karibu mkusanyiko unaosaidia. Kuweka safu kwa utendaji wa poly-Si, kidole cha poly cha nyuma, AlOx kutoka hiari hadi lazima — mabadiliko haya yote yameunganishwa. Unapopanga mchakato, usiangalie hatua moja tu, angalia mwelekeo ambao muundo unabadilika.

Kwa hivyo kiwango halisi cha ufanisi katika metallization ya TOPCon si kuchoma fedha "kwa nguvu zaidi," ni kujua fedha inapaswa kuishia wapi.

Upande wa mbele: iache iingie kwa usahihi. Upande wa nyuma: iache isimame kwa usahihi.

Na hatua inayofuata mbele ni kufanya fedha yenyewe iwe kidogo na kidogo.

Maoni ya Ooitech

Sehemu ambayo daima inatuumiza kwenye sakafu ya kiwanda ni kwamba matatizo ya Voc mara chache hufuatiliwa hadi kwenye kitufe kimoja. Voc ya nyuma ambayo haiponi bila kujali unabadilisha vipi dirisha la kuchoma kawaida ni hadithi ya muundo, si hadithi ya kuweka — na poly-Si ya tabaka mbili kimsingi ni tasnia kukiri hilo. Inafaa kukumbuka namba hizi bado zinatoka kwenye zana za maabara, hivyo kuruka hadi kwenye mstari halisi ni pale mavuno na muda wa mzunguko unapozungumza. Ikiwa unapenda uchambuzi wa kiwango cha seli kama huu, chaneli ya YouTube iliyo www.youtube.com/ooitech ina zaidi kutoka ndani ya mistari halisi ya moduli.