Muhtasari

Hapa kuna jambo linalobadilisha dhana iliyokuwepo kwa muda mrefu katika PV ya silikoni. Watafiti waligundua kwamba kuacha kwa makusudi 'matundu' fulani kwenye safu ya SiOx ya seli ya TOPCon kunaweza kuongeza ufanisi hadi 26.55%, badala ya kuupunguza.

Ugunduzi muhimu: matundu katika oksidi ya handaki yanagawanyika katika familia mbili. Moja ni aina ya kuunganisha tena (iliyopungukiwa na oksijeni, ambapo poly-Si inagusa c-Si moja kwa moja, mbaya), nyingine ni aina ya kupitisha (oksijeni iliyobaki inabaki, ikipitisha vifungo vilivyoachwa wakati bado inaruhusu upitishaji, nzuri). Aina ya kupitisha ina ukubwa wa takriban 1.6 ± 0.2 nm × 1.4 ± 0.3 nm katika sehemu ya msalaba, na wiani wa eneo wa 2 × 10¹² cm⁻². Mfano wa Fischer ulionyesha kwamba kinachoamua utendaji wa kifaa sio jiometri ya tundu, bali ni kama tundu limepitishwa.

Marejeleo: Kupitisha matundu kwa seli za jua za silikoni zenye eneo kubwa na ufanisi wa juu zenye mawasiliano yaliyopitishwa na oksidi ya handaki, Nat Commun 17, 2490 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-70511-2

Usuli wa Utafiti na Tatizo Lililokwama

TOPCon sasa ndio teknolojia kuu kwa silikoni ya aina-n. Runergy ilifikia 26.55% kwenye 335 cm², Jinko aliweka TOPCon pamoja na perovskite hadi 33.24%, na n-TOPCon ya upande mmoja ina kikomo cha kinadharia cha 27.79%. Lakini hakuna aliyekuwa amebaini ni jukumu gani matundu katika safu hiyo ya SiOx ya kati yanacheza.

Mtazamo wa jadi: tundu linamaanisha poly-Si inachomoza moja kwa moja kwenye c-Si, upitishaji wa oksijeni unashindwa, habari mbaya.

Ukweli ni mgumu zaidi. Oksidi ikiwa nene sana (>1.7 nm) inapitisha vizuri lakini handaki vibaya, kwa hivyo FF inaporomoka. Oksidi ikiwa nyembamba sana (<1.3 nm) inamaanisha mashimo mengi zaidi, na sasa una wasiwasi kuhusu kuporomoka kwa Voc.

Waandishi waligawanya unene wa oksidi pamoja na usambazaji wa oksijeni katika kesi tatu (sehemu ya Utangulizi):

• Kesi 1: oksidi nene, upitishaji sawa, utando sio bora

• Kesi 2: oksidi nyembamba pamoja na upungufu wa oksijeni, ikitoa mashimo ya aina ya kuunganisha tena (shimo la kawaida "baya")

• Kesi 3: oksidi nyembamba lakini oksijeni bado inapenya ndani ya shimo, ikitoa mashimo ya aina ya kupitisha (ugunduzi mpya hapa)

Kabla ya hili, azimio la HR-TEM halikuwa zuri vya kutosha kuona vipengele chini ya 2 nm. Fasihi iliripoti kipenyo cha shimo cha 5 nm hadi 200 nm na msongamano wa 10⁶ hadi 10⁸ cm⁻², ambavyo vyote vilikuwa "mashimo makubwa" tu. Uchongaji wa kuchagua na c-AFM hutegemea tofauti ya kasi ya kuchonga kati ya Si na SiOx, kwa hivyo maeneo yenye oksijeni iliyobaki hayafunguki kwa kuchonga. Mashimo ya kupitisha yalichujwa kwa asili na njia hizi. Ndiyo maana Kesi 3 haikuonekana kwa muda mrefu.

Utaratibu: Aina Mbili za Shimo (Kielelezo 2)

HAADF-STEM iliyosahihishwa kwa kupotoka (JEM ARM200F pamoja na Spectra 300, 200/300 kV) ilichanganua kiolesura cha poly-Si/SiOx/c-Si kwenye wafa wenye ufanisi wa juu (25.40%) na udhibiti wa ufanisi wa chini (24.07%).

Jambo muhimu: mashimo kwenye wafa wa ufanisi wa juu kwa kweli ni madogo zaidi, na huhifadhi oksijeni vizuri zaidi. Ukubwa wote ni mpangilio wa ukubwa mdogo kuliko ilivyoripotiwa katika fasihi ya awali.

Matokeo ya mfano wa Fischer point-contact (Kielelezo 3d katika asili):

• Sehemu ya eneo la shimo f = πr²/P², lakini J₀ haijali f. Kinachotawala ni kasi ya kuunganisha tena kwa uso S kwenye shimo.

• Karibu f ≈ 0.1, mara S ≳ 10³ cm/s, J₀ hupanda kwa kasi, na huenea juu ya S > 10⁵ cm/s.

• Maana: ufunguo wa utendaji wa juu sio "pinholes sifuri", ni "pinholes ambazo zimepassivated". Hili ndilo jambo kubwa zaidi katika karatasi nzima.

Kuhusu msongamano, hii ni mapinduzi. Takwimu kutoka kwa kukata kwa orthogonal X-Y kwenye wafers 40 (zenye ufanisi wa juu na chini) zilitoa 2 × 10¹² cm⁻² kwa passivating na 3 × 10¹² cm⁻² kwa recombination pinholes, mara 4 hadi 6 zaidi kuliko thamani za fasihi.

Sababu tatu zinajikusanya: kwanza, dhana ilibadilika, hivyo nanodefects za passivating zilizokuwa zikichujwa zikawa zinazoonekana; pili, sampuli ni wafers zilizoboreshwa kiviwanda zaidi ya 25%, si miundo ya majaribio; tatu, mbinu ni HAADF ya kiwango cha atomiki, na mbinu zisizo za moja kwa moja haziwezi kuona eneo lenye oksijeni chini ya 2 nm. Ili kuzuia mwingiliano kwenye mwelekeo wa boriti kutoka kwa sampuli za TEM zenye unene wa 50 hadi 150 nm, waandishi walitumia 4D-STEM ptychography kwenye mwelekeo wa unene, kuthibitisha kuwa takwimu za msongamano hazipotoshwi na mwingiliano wa makadirio.

Mahali pa Kutua kwa Mchakato: Uoksidishaji wa Hatua Mbili pamoja na Upolishaji wa Nyuma pamoja na Uunganishaji Mara Tatu wa Poly

Vigezo kutoka kwa Mbinu za awali pamoja na SI (Jedwali la Nyongeza 1):

• Uoksidishaji wa hatua mbili: kwanza uoksidishaji wa O₂ kuwa SiO₂ nyembamba, kisha hatua isiyo na oksijeni (hakuna oksijeni inayoingizwa). Aina ya passivating inahitaji muda mrefu wa mtiririko wa oksijeni, joto la juu, mtiririko mkubwa, na shinikizo la juu, ambalo linapendelea oksidi mnene na sare.

• Usambaaji wa POCl₃: joto la chini la uwekaji pamoja na muda mfupi huboresha ufuaji wa poly na kukandamiza pinholes za aina ya recombination.

• Mofolojia ya upolishaji wa nyuma iko mbele ya usawa wa unene wa oksidi. Zote tatu zinapaswa kurekebishwa pamoja ili kutoa Kesi ya 3 kwa utulivu.

Ulinganisho wa Utendaji (Mchoro 4 Data Ngumu)

Sampuli za poly-Si/SiOx zenye pande mbili za ulinganifu (n-Si 1–3 Ω·cm, zilizopigwa pande mbili):

• τeff: 8.9 ms ufanisi wa juu dhidi ya 2.96 ms udhibiti (uingizaji 5×10¹⁵ cm⁻³)

• J₀: 2.6 dhidi ya 10.6 fA/cm²

• ΔVoc ilipimwa kwa 15.9 mV, lakini tofauti ya J₀ pekee inaelezea ~11 mV. ~5 mV iliyobaki waandishi wanaihusisha na uboreshaji wa maisha ya SRH ya bulk. Uboreshaji wa anneal, wakati unaunda pinholes za passivating, pia hupata uchafu wa metali (wakimnukuu kazi ya 25% POLO ya Krügener). Kurekebisha interface na bulk pamoja ndio njia ya kuvuka 25%.

Kwa FF, tofauti inatokana hasa na Rs:

• Rs: 357 (ufanisi wa juu) dhidi ya 619 mΩ·cm² (udhibiti), iliyopimwa kwa Suns-Voc

• ρc (TLM): 4.6 dhidi ya 5.4 mΩ·cm²

Jambo lisilo la kawaida: kwa mantiki ya "mashimo mazito zaidi hupunguza ρc", mashimo mengi zaidi ya kupitisha kwenye wafa yenye ufanisi mkubwa yanapaswa kumaanisha ρc ndogo, na kwa hakika 4.6 < 5.4. Lakini waandishi wanaongeza mgeuko. Karibu na mashimo ya aina ya kuunganisha tena, fosforasi hutawanyika ndani ya wafa, wakati aina za kupitisha zimezuiwa na oksijeni (profile ya doping ya EDS kwenye Supplementary Fig. 10). Kwa hivyo profile ya doping na upinzani wa mawasiliano hufuata mantiki mbili tofauti, na huwezi kuzielezea kwa msongamano wa mashimo pekee.

PL ilikuwa sawa kwenye wafa nzima, na ramani ya Corescan ya usambazaji wa Voc pia ilishikilia kwa usawa wa eneo kubwa.

Mstari Mmoja kwa Sekta

Karatasi hii inasukuma kiolesura cha TOPCon kutoka hadithi ya binary ya "oksidi kamili dhidi ya uvujaji wa mashimo" hadi ya tatu: "mashimo yanaweza pia kuwa mazuri, mradi oksijeni bado ipo". Kinachohitajika kufanywa na sekta sio kujishughulisha na mashimo sifuri, bali kurekebisha mnyororo wa polishing ya nyuma hadi oksidi hadi mkusanyiko wa poly ili mashimo yabebe oksijeni. Wafa wa Daheng kwa 25.40% kwenye 333.3 cm² tayari imethibitisha njia inafanya kazi.

Maoni ya Ooitech

Kinachotushangaza hapa ni kiasi gani cha hii kinategemea mnyororo wa mchakato, si tu muundo wa seli. Hatua hiyo ya oksidi ya hatua mbili, urekebishaji wa POCl₃, na polishing ya nyuma zote zinapaswa kusonga pamoja ni aina ya uhusiano unaopotea wakati mstari unakusanywa kwa sehemu. Kwa upande wa moduli tunaona muundo sawa, ambapo uvumilivu wa lamination na stringing huamua kimya kimya kama seli nzuri itahifadhi Voc yake. Ikiwa unataka kuangalia kwa karibu jinsi michakato hii nyeti ya kiolesura inavyotafsiriwa kwenye sakafu halisi ya uzalishaji, matembezi yetu ya kiwandani kwenye YouTube (www.youtube.com/ooitech) yanastahili kujiandikisha.