Teknolojia ya Seli ya Jua ya TBC (TOPCon Back Contact): Mwongozo Kamili wa Mchakato

Muhtasari wa Teknolojia

Maudhui yafuatayo yameshirikiwa kwa ajili ya kumbukumbu tu. Iwapo kuna ukiukwaji wa kiufundi au mwongozo usio sahihi, jisikie huru kuwasiliana na mwandishi kwa ajili ya kuondolewa au kusahihishwa.

Seli ya TBC ni nini?

TBC inasimama kwa TOPCon Back Contact. Inachanganya passivation ya TOPCon (tunnel oxide pamoja na poly-silicon) na muundo wa IBC interdigitated back contact, kwa hiyo watu pia huiita seli ya POLO-IBC.

Inachanganya kwa kina passivation ya tunnel oxide / poly-Si ya TOPCon na mpangilio wa IBC back contact. Hiyo inakupa passivation ya nyuma yenye nguvu ya TOPCon pamoja na faida ya IBC ya kutokuwa na kivuli cha gridline ya mbele, huku ukusanyaji wote wa sasa ukihamishwa nyuma. Matokeo yake ni voltage ya mzunguko wazi ya juu na sasa ya mzunguko mfupi ya juu. Ni mojawapo ya njia kuu za ufanisi wa juu wa N-type kwa kizazi kijacho.

Faida kuu

• Hakuna gridlines za chuma mbele, hivyo hasara ya kivuli mbele huondolewa na Isc huongezeka

• Passivation ya tunnel ya TOPCon hupunguza recombination ya nyuma na kuinua Voc

• Mpangilio wa interdigitated P/N back contact unaboresha njia ya ukusanyaji wa carrier na kupunguza upinzani wa mfululizo

• Ikilinganishwa na TOPCon ya kawaida na IBC ya kawaida, inasawazisha ubora wa passivation na ujumuishaji wa muundo

• Inaoana na vifaa vingi vya msingi kwenye mistari iliyopo ya N-type, hivyo mchakato unaweza kuboreshwa hatua kwa hatua

Jinsi inavyolinganishwa na seli za kawaida

• TOPCon ya kawaida: kivuli cha gridline mbele, passivation kamili ya TOPCon nyuma

• IBC ya kawaida: muundo wa back contact, lakini passivation inategemea silicon oxide / silicon nitride, hakuna passivation ya tunnel poly-Si

• TBC (POLO-IBC): muundo wa IBC back contact pamoja na passivation ya tunnel ya TOPCon iliyojumuishwa, hivyo muundo na passivation zote zimeboreshwa

Muhtasari wa Mtiririko Kamili wa Mchakato

Wafer inayoingia → kusafisha kabla / kuondoa uharibifu wa saw → tunnel oxide ya nyuma + uwekaji wa poly-Si (LPCVD) → uwekaji wa mask ya SiN ya nyuma → kufungua kwa laser ya kwanza ya nyuma (eneo la boroni) → doping ya boroni (p-poly) → kufungua kwa laser ya pili ya nyuma (eneo la fosforasi) → doping ya fosforasi (n-poly) → kusafisha ili kuondoa diffusion ya wrap-around / BSG / PSG → uwekaji wa filamu ya passivation ya nyuma → uchapishaji wa mask ya wax kulinda nyuma → texturing ya mbele + etching ya kutenganisha P/N → uwekaji wa filamu ya passivation ya SiN ya mbele na nyuma → uchapishaji wa skrini ya electrode ya chuma ya nyuma → firing → mtihani wa umeme → kupanga na kufunga

Maelezo ya Kina ya Mchakato

3.1 Kusafisha na kupolisha (kusafisha kabla + kuondoa uharibifu wa saw)

Madhumuni: kuondoa safu ya uharibifu wa saw, uchafu wa metali kwenye uso, chembe na mafuta; kupolisha wafer upande mmoja au pande zote mbili ili kupata msingi safi na bapa wa silicon na kuhakikisha uwekaji wa tunnel oxide unaofanana baadaye.

Vifaa kuu: mstari wa kusafisha na kupolisha wa maji, tank ya kupolisha ya alkali, tank ya kusafisha ya asidi.

Kemikali muhimu: alkali kali (NaOH/KOH), HF, HCl, IPA, nyongeza ya texturing, surfactant.

Vitu muhimu vya kufuatilia:

• Upotevu wa uzito wa kupolisha: mizani ya elektroniki

• Uakisi wa uso: kipima uakisi

• Maisha ya wabebaji wachache iVoc: kipima maisha ya muda mfupi WCT-120

• Picha ya recombination ya wabebaji: kipima PL (R3-PL)

• Ukali wa uso na usafi: darubini ya macho

Udhibiti wa ubora: uharibifu wa saw umeondolewa kabisa, hakuna madoa au hatua kwenye uso, upotevu wa uzito unaofanana, hakuna kushuka kwa maisha ya wabebaji.

3.2 Uwekaji wa tunnel oxide + poly-Si

Madhumuni: kukuza tunnel oxide nyembamba sana (SiO₂) kisha safu ya poly-Si ya ndani kwenye nyuma ya wafer, kutengeneza muundo wa msingi wa passivation wa TOPCon kwa passivation ya nguvu na kemikali na kupunguza recombination ya nyuma.

Vifaa kuu: LPCVD ya bomba.

Vyanzo vya gesi: SiH₄, O₂, N₂ (carrier / purge).

Vitu muhimu:

• Unene wa poly-Si: kipima unene wa poly, ellipsometer

• Unene wa tunnel oxide: ECV, ellipsometer

• iVoc (WCT-120)

• Usawa wa PL

• Upinzani wa karatasi (ufuatiliaji wa poly ya ndani kabla ya doping)

Udhibiti wa ubora: oksidi nyembamba sana na sawa, poly-Si mnene na isiyo na mashimo, uthabiti mzuri wa unene kwenye wafa.

3.3 Uwekaji wa mask ya SiN ya nyuma

Madhumuni: kuweka safu mnene ya nitridi ya silikoni (SiNₓ) kwenye poly-Si asilia kama mask ya kuzuia kwa hatua za baadaye za kufungua kwa laser na doping, kuwezesha maeneo ya doping ya kuchagua.

Vifaa kuu: PECVD.

Vyanzo vya gesi: SiH₄, NH₃, N₂.

Vitu muhimu: unene wa SiN (ellipsometer ya spectral), fahirisi ya refractive na usawa, iVoc, usawa wa PL.

Udhibiti wa ubora: mask mnene, isiyo na mashimo, unene sawa ili kuhakikisha kutengwa kwa doping.

3.4 Kufungua kwa laser ya kwanza ya nyuma (dirisha la uenezaji wa boroni)

Madhumuni: kuondoa mask ya SiN kwa kuchagua juu ya eneo la uenezaji wa boroni kwa ablation ya laser ya ndani huku ikiweka poly-Si asilia chini, kufungua dirisha kwa poly ya p-type baadaye.

Vifaa kuu: mfumo wa kufungua kwa laser ya fiber / nanosecond au picosecond, chombo cha usahihi wa juu cha kuchora kwa laser.

Urekebishaji wa mchakato: rekebisha nguvu ya laser, kiwango cha kurudia, kasi ya skanning na mwingiliano wa doa ili tu mask ya SiN ya juu iondolewe na poly-Si asilia chini isiharibiwe, kuweka msingi wa passivation ukiwa sawa.

Tabia kuu: ukaguzi wa darubini ya macho ya umbo la groove, uadilifu wa makali, na kama safu ya poly imechomwa.

3.5 Doping ya boroni ya nyuma (p-poly)

Madhumuni: kueneza boroni kwenye poly-Si asilia katika eneo lililofunguliwa ili kuibadilisha kuwa poly yenye doping nzito ya p-type (p-poly), huku ikiunda BSG juu ya uso. BSG baadaye hufanya kama mask ya asili ya kuzuia kwa uenezaji wa fosforasi.

Vifaa kuu: tanuru ya bomba ya uenezaji wa boroni.

Vyombo vya mchakato: chanzo cha kioevu BBr₃; mazingira O₂, N₂.

Tabia kuu: upinzani wa karatasi ya eneo la p, usawa wa doping, uadilifu wa chanjo ya BSG, usawa wa doping wa PL.

Udhibiti wa ubora: doping ya kutosha ya boroni, upinzani sawa wa karatasi, BSG inayoendelea na kamili bila mapengo ya ndani.

3.6 Kufungua kwa laser ya pili ya nyuma (dirisha la uenezaji wa fosforasi)

Madhumuni: kuondoa mask iliyobaki ya SiN ili kufichua poly-Si asilia isiyo na doping kama eneo la doping ya fosforasi ya n-type, huku ikiweka safu ya BSG iliyokwisha kuundwa isiharibiwe na laser.

Vifaa kuu: mfumo wa kuchora / kufungua kwa laser.

Mwelekeo wa mchakato: udhibiti sahihi wa nishati ya leza ili kuepuka kutoboa safu ya BSG, kudumisha mpaka safi wa kutengwa kati ya maeneo ya P na N.

3.7 Upachikaji wa fosforasi wa nyuma (n-poly)

Madhumuni: kueneza fosforasi kwenye poly-si ya ndani ya dirisha la pili ili kuunda poly iliyopachikwa sana ya aina ya n (n-poly). BSG iliyoundwa katika hatua ya awali hufanya kazi kama kinyago cha kujipanga, kuzuia fosforasi kuingia kwenye eneo la p-poly na kufikia kujitenga kwa maeneo ya P/N.

Vifaa kuu: tanuru ya kueneza fosforasi ya mirija.

Vyakula vya mchakato: chanzo cha kioevu POCl₃; mazingira ya O₂, N₂.

Kanuni kuu: BSG iliyobaki hufanya kazi kama kizuizi cha asili cha kueneza na kuzuia uchafuzi wa fosforasi kwenye eneo la p-poly. Baada ya kueneza fosforasi, BSG kwa sehemu inageuka kuwa oksidi iliyochanganywa ya boroni-fosforasi, ambayo inaimarisha zaidi kutengwa.

Tabia kuu: upinzani wa karatasi ya eneo la n, kutengwa kwa mpaka wa P/N, ufuatiliaji wa mwelekeo wa uvujaji.

3.8 Usafishaji wa kuondoa kueneza kwa kuzunguka (kuondolewa kwa BSG/PSG)

Madhumuni: kuondoa kwa kemikali BSG yote, PSG na mabaki ya uso, na kuondoa safu za kando na za upande zinazozunguka ili kuepuka uvujaji wa pembeni.

Vifaa kuu: mstari wa usafishaji wa mvua wa ndani.

Kemikali kuu: hasa HF, pamoja na viungio vya asidi na mfumo wa asidi iliyobadilishwa.

Visaidizi vya mchakato: kupuliza kwa hewa safi kavu, kukausha kwa hewa ya moto.

Udhibiti wa ubora: glasi ya oksidi imeondolewa kabisa, uso safi bila mabaki, hakuna mabaki ya kuzunguka kwenye kingo.

3.9 Uwekaji wa filamu ya kinga ya SiN ya nyuma

Madhumuni: kuweka filamu ya kinga ya SiN kwenye muundo wa nyuma wa P/N poly uliounganishwa ili kulinda na kuhifadhi eneo la mawasiliano ya nyuma na kuzuia mashambulizi ya kemikali katika hatua za baadaye.

Vifaa kuu: PECVD.

Vyanzo vya gesi: SiH₄, NH₃, N₂.

Tabia: unene wa SiN, fahirisi ya refractive, usawa wa filamu.

3.10 Uwekaji wa kinyago cha nta cha nyuma (kinyago cha kinga)

Madhumuni: kufunika kabisa nyuma na safu ya kinga ya nta kwa kuchapisha skrini ili kulinda muundo wa mawasiliano ya nyuma wa P/N na filamu ya SiN, kuzuia mchakato wa baadaye wa kuchonga mbele kushambulia safu za kazi za nyuma.

Vifaa kuu: printa ya skrini (kituo cha kuchapisha nta).

Lengo la udhibiti: kuchapisha nta kikamilifu, bila kuruka kuchapisha, bila mashimo madogo, muhuri mzuri wa kingo ili nyuma ibaki kulindwa wakati wote.

3.11 Uchimbaji wa kemikali wa mbele + kuondoa nta na kusafisha

Madhumuni:

1. Ondoa doping ya ziada na tabaka za uharibifu kwenye uso wa mbele wa wafer

2. Tengeneza uso wa mbele kuwa uso wa piramidi na kupunguza uakisi wa mbele

3. Fikia kutengwa kwa kingo kati ya maeneo ya P na N ya nyuma kupitia uchimbaji wa pembeni ili kupunguza uvujaji wa kingo

4. Hatimaye ondoa mask ya nta ya nyuma ili kufichua muundo kamili wa mawasiliano ya nyuma

Vifaa kuu: mstari wa uchimbaji wa mvua na uundaji wa uso wa pande mbili.

Kemikali muhimu: alkali kali (NaOH), HF, kiongeza cha uundaji wa uso, etchant ya buffer.

Vyanzo vya gesi: hewa safi iliyobanwa, N₂ ya kupuliza.

Udhibiti wa ubora: uundaji wa uso wa mbele unaofanana, mofolojia ya piramidi inayofaa, kutengwa kwa P/N sahihi, hakuna njia ya uvujaji, kuondolewa kwa nta safi bila mabaki.

3.12 Filamu ya mbele na nyuma ya SiN ya kupambana na uakisi na passivation

Madhumuni: weka filamu ya SiN ya kupambana na uakisi na passivation kwenye mbele kwa ajili ya kupambana na uakisi na passivation ya uso; ongeza na boresha filamu ya passivation ya nyuma ili kuboresha zaidi passivation na kuegemea.

Vifaa kuu: PECVD.

Vyanzo vya gesi: SiH₄, NH₃, N₂.

Tabia: unene wa filamu ya mbele na nyuma, index ya refractive, muda wa maisha ya wabebaji wachache, uakisi.

3.13 Uchapishaji wa skrini ya electrode ya nyuma na kuunguza

Madhumuni: chapisha electrodes za fedha-alumini kwenye eneo la P la nyuma na electrodes za fedha kwenye eneo la poly la n-type ili kuunda electrodes chanya na hasi za mawasiliano ya nyuma ya interdigitated, kisha tumia kuunguza kwa joto la juu kuunda mawasiliano ya ohmic kati ya chuma na poly-Si iliyodopwa.

Vifaa kuu: printer maalum ya skrini ya mawasiliano ya nyuma, tanuru ya kuunguza ya mstari.

Hatua muhimu: uchapishaji wa muundo wa electrode ya nyuma kwa usawa → kukausha → kuunguza kwa joto la juu (kuunda mawasiliano ya ohmic).

3.14 Ukaguzi wa mwisho na upangaji

Maudhui ya mchakato: ukaguzi wa EL (kasoro, nyufa ndogo, uvujaji), mtihani wa umeme wa IV (Voc, Isc, FF, Eff), ukaguzi wa mwonekano, upangaji na upangaji, kufunga na kuhifadhi.

Vifaa vya ukaguzi: mtihani wa EL, mtihani wa IV, kituo cha ukaguzi wa mwonekano.

Changamoto Kuu na Nini cha Kuzingatia

Ni sehemu gani ngumu za teknolojia ya TBC, na umakini unapaswa kwenda wapi?

• Kudhibiti usawa wa unene wa oksidi ya handaki nyembamba sana ni ngumu

• Hatua mbili za kufungua kwa laser zinahitaji usahihi wa juu sana wa kupanga

• Kuweka mask ya BSG ya kujipanga sawasawa ni kiini cha mchakato

• Uchimbaji wa kutenganisha P/N unaoingiliana unakabiliwa na uvujaji wa kingo

• Uchapishaji wa elektrodi ya mguso wa nyuma unahitaji usahihi wa juu wa kupanga kuliko seli za kawaida

• Kudhibiti kupungua kwa muda wa maisha ya wabeba wachache katika mtiririko mzima ni ngumu

Vigezo muhimu vya SPC vya kuangalia

• Unene wa oksidi ya handaki na unene wa poly-Si

• Mofolojia ya kufungua kwa laser na kupotoka kwa kupanga kwa hatua zote mbili

• Usawa wa upinzani wa karatasi wa usambaaji wa boroni na fosforasi

• iVoc na muda wa maisha wa wabeba wachache wa PL unafuatiliwa katika mtiririko mzima

• Uakisi wa mbele na mofolojia ya maandishi

• Mikondo midogo ya EL, uvujaji, na hali ya kutenganisha kingo

Maoni ya Ooitech

TBC inaishi au inakufa kwa maelezo, na mask ya BSG ya kujipanga ni shujaa wa kimya hapa kwa kuwa inaruhusu maeneo ya fosforasi na boroni kujipanga wenyewe bila hatua ya tatu ya mask. Kile tunachokiangalia zaidi kwenye mistari ya moduli ni jinsi seli hizi za mguso wa nyuma wa Voc ya juu zinavyofanya kazi chini ya mkondo katika kuunganisha na lamination, kwa sababu metallization yao ya nyuma yote inabadilisha mchezo wa kuunganisha. Ikiwa unataka kuona mistari halisi ya moduli ya N-type ikifanya kazi, kituo chetu cha YouTube www.youtube.com/ooitech kina picha za kiwanda zinazostahili kuangaliwa.