TOPCon Copper Plating Inachukua Hatua Nyingine Mbele: LIF Inachukua Nafasi ya Sintering, Ufanisi +0.45% abs., Uharibifu wa Voc Umerekebishwa

Utangulizi

Kutoka utafiti wa awali hadi mafanikio mapya

Jana tulijadili karatasi kutoka Chuo Kikuu cha Jiangnan kuhusu TOPCon copper plating: laser grooving huharibu silicon, crystallinity inashuka kwa asilimia 30, na annealing inahitajika kuirekebisha. Karatasi hiyo ilihitimisha kwamba 750°C annealing + HF cleaning inaweza kurudisha ufanisi kutoka 23.41% hadi 24.85%.

Lakini mtu yeyote kwenye mstari wa uzalishaji anajua kwamba 750°C annealing yenyewe hubeba hatari ya malengelenge yanayosababishwa na hidrojeni — dirisha la joto ni nyembamba sana. Juu ya 775°C safu ya nyuma ya passivation hupata malengelenge, na kwa 800°C matokeo ni mabaya zaidi kuliko kutofanya annealing kabisa.

Je, kuna njia bora zaidi?

Karatasi ya pili iliyochapishwa hivi karibuni mwaka 2026 na Chuo Kikuu cha Jiangnan + Jiangsu Xianghuan + DR Laser inatoa jibu jipya: tumia LIF (Laser-Induced Firing) kuchukua nafasi ya sintering ya kawaida ya joto la chini, huku ukirekebisha uharibifu wa laser kwa wakati mmoja.

Matokeo: uboreshaji wa ufanisi wa +0.45% abs., faida ya Voc ya 0.86mV, na — uboreshaji mkubwa katika usawa wa upinzani wa mawasiliano.

1. Muhtasari wa haraka: mtiririko wa TOPCon copper plating na maumivu yake

Mchakato wa kawaida na mahali unapoumiza

Mtiririko wa kawaida wa TOPCon Ni/Cu plating:

Laser grooving → High-temperature annealing kwa ajili ya kurekebisha uharibifu → HF cleaning → Ni plating → Low-temperature sintering → Cu plating

Maumivu mawili:

• Laser grooving huharibu silicon: kama ilivyojadiliwa katika makala ya awali, crystallinity inashuka kutoka 99.3% hadi 69.8%, ikihitaji annealing ya joto la juu kwa ajili ya kurekebisha.

• Uchomaji wa joto la chini wa kawaida si sawa: tanuru hupasha joto seli nzima, kingo hupoteza joto haraka wakati katikati inabaki moto zaidi, na kusababisha upinzani wa mawasiliano kuwa juu kwenye kingo na chini katikati — ukusanyaji wa sasa usio sawa hudhuru FF.

Mafanikio ya msingi ya karatasi hii mpya: kuingiza LIF kwenye mtiririko wa upako hufanya mambo mawili kwa pigo moja — inachukua nafasi ya uchomaji wa joto la chini usio sawa na kusaidia kurekebisha uharibifu wa laser.

2. LIF ni nini, na inatofautianaje na uchomaji wa jadi?

Upashaji joto wa tanuru dhidi ya kulehemu hatua kwa hatua

Uchomaji wa joto la chini wa jadi: weka seli nzima kwenye tanuru na uoka kwa 200–400°C. Tatizo ni upashaji joto usio sawa — kingo hupoa haraka, katikati hupata joto zaidi, na upinzani wa mawasiliano hutofautiana sana kwenye seli.

LIF (Kuchoma kwa Kuchochea Laser): laser ya infrared 1064nm huchanganua haraka mbele ya seli wakati upendeleo wa kinyume (2–18V) unatumika. Laser huchochea wabebaji wa picha, upendeleo wa kinyume huwaelekeza kwa mwelekeo, kutoa joto la ndani la Joule sahihi kwenye kiolesura cha chuma-silicon.

Tofauti ya sentensi moja: uchomaji wa jadi ni "kuoka seli nzima", LIF ni "kulehemu hatua kwa hatua". LIF hupasha joto tu eneo la mawasiliano chini ya mistari ya gridi, na kuacha kila kitu kingine kisichoguswa na joto.

3. LIF inafanya kazi vizuri kiasi gani kwenye seli zilizopakwa shaba?

Kupata eneo bora kwa 14V

Karatasi kwanza hufanya jaribio la msingi: tumia LIF kwa viwango tofauti vya upendeleo wa kinyume kwenye seli ambazo tayari zimekamilisha upako wa Ni/Cu.

Vigezo bora: 14V reverse bias, faida ya ufanisi +0.401% abs., faida ya FF 1.22%, kupungua kwa Rs 23%.

Kwa nini voltage ya juu inafanya mambo kuwa mabaya?

Karatasi inatumia Suns-Voc kupima msongamano wa sasa wa giza J01 na J02:

• J01 (inawakilisha muunganisho wa pn-junction): mabadiliko kidogo na voltage

• J02 (inawakilisha muunganisho wa chuma-silicon): chini zaidi kwa 14V, hupanda kwa 16–18V

Tafsiri: voltage nyingi sana inamaanisha joto la Joule kupita kiasi, na muunganisho unakuwa "umeunganishwa hadi kufa". Dirisha liko karibu 14V.

4. Kwa nini LIF inaweza kutengeneza uharibifu wa laser?

Raman spectroscopy inafichua siri

Karatasi ilifanya jaribio muhimu: ondoa chuma kilichowekwa na utumie Raman spectroscopy kupima ukristalini wa silicon chini ya mistari ya gridi.

Juu ya annealing ya joto la juu, LIF inaendelea kusukuma ukristalini juu zaidi.

Utaratibu: LIF inazalisha joto la juu la papo hapo (juu zaidi ya joto la kawaida la annealing) ambalo huruhusu silicon isiyo na fuwele kukristalina tena kikamilifu zaidi, na inapasha joto tu maeneo chini ya mistari ya gridi, ikiacha safu ya nyuma ya passivation bila kuguswa.

Hii inasuluhisha wasiwasi unaoendelea kutoka makala ya awali — dirisha la joto kwa annealing ya joto la juu ni nyembamba, na juu ya 775°C passivation ya nyuma hupasuka. LIF ni kupasha joto kwa eneo; nyuma haijaathiriwa, kwa hivyo joto linaweza kwenda juu zaidi na athari ya matengenezo ni bora.

5. LIF inapaswa kutumika lini? Muda ni muhimu

Wagombea watatu na mshindi wazi

Mchakato wa kuweka chuma una hatua tatu: kuweka Ni → sintering ya joto la chini → kuweka Cu. LIF inapaswa kuingizwa wapi?

Karatasi inalinganisha nyakati tatu:

Hitimisho: LIF hufanya kazi vizuri zaidi inapowekwa mwisho kabisa — baada ya upako wa Cu kukamilika.

Kwa nini?

Baada ya upako wa Cu, upinzani wa electrode hupungua kwa kiasi kikubwa. Wakati LIF inapotumia voltage, usambazaji wa mkondo ni sawa zaidi, joto la Joule ni sawa zaidi, na mawasiliano ya interface huboreshwa kikamilifu zaidi.

Ikiwa LIF inatumika tu kwenye safu ya Ni (kabla ya upako wa Cu), upinzani ni wa juu; voltage sawa huzalisha joto la Joule kupita kiasi, ambalo linaweza kusababisha "kuchoma interface hadi kufa".

6. Ugunduzi mkubwa zaidi: LIF inaweza kuchukua nafasi ya sintering ya joto la chini kabisa

Kuruka tanuru kabisa

Ikiwa LIF inaweza kuboresha mawasiliano ya Ni–Si, basi je, tunaweza kuruka hatua ya sintering ya joto la chini kabisa?

Karatasi ilibuni jaribio (Kundi D): Upako wa Ni → LIF (8V) → upako wa Cu moja kwa moja, kuruka hatua ya sintering ya joto la chini.

Matokeo:

Usawa wa upinzani wa mawasiliano wa Kundi D unashinda kila kundi linalojumuisha sintering ya jadi.

Kwa nini?

Tanuru za sintering za jadi hupasha joto kwa usawa — kingo hupoteza joto haraka, katikati ni moto zaidi — na kusababisha upinzani wa mawasiliano kuwa wa juu kwenye kingo na wa chini katikati. LIF ni skan ya pointi; kila pointi hupokea nishati sawa kabisa, sawa kwa asili.

Kuboresha zaidi voltage ya LIF hadi 6V, Kundi D linafikia ufanisi wa 24.74%, huku Voc ikifikia 696.72mV — +0.45% abs. juu katika ufanisi na +0.86mV juu katika Voc kuliko sintering ya jadi + hakuna msingi wa LIF.

7. Athari za mstari wa uzalishaji: je, kizingiti cha uzalishaji wa wingi kwa upakaji wa shaba kimepunguzwa?

Maendeleo matatu thabiti

Karatasi hii inatoa maendeleo kadhaa yanayoonekana:

1. Uharibifu wa Voc unaweza kurekebishwa, na kurekebishwa vizuri zaidi. Uchomaji wa 750°C kutoka makala ya awali ulikuwa na dirisha nyembamba la joto na hatari ya kuvimba upande wa nyuma. LIF hupasha joto kwa eneo ndogo, nyuma inabaki salama, na ukarabati unafaa zaidi.

2. Hatua moja ya mchakato inaokolewa, lakini uwekezaji wa vifaa lazima upimwe. Mtiririko wa jadi: upakaji wa Ni → sintering ya joto la chini → upakaji wa Cu. Mbinu ya LIF: upakaji wa Ni → LIF → upakaji wa Cu. Inaokoa tanuru ya sintering na muda wa mchakato, lakini vifaa vya LIF vyenyewe ni ghali zaidi, na ujumuishaji na mstari wa upakaji ni mgumu zaidi. ROI halisi inategemea bei za vifaa.

3. Usawa wa upinzani wa mguso ni faida iliyofichika. Sintering ya jadi inaonyesha pengo la upinzani wa mguso kati ya makali na katikati la 3.53Ω; mbinu ya LIF inapunguza hadi 0.45Ω. Usawa bora unamaanisha ukusanyaji wa sasa wenye usawa zaidi, FF ya juu, na hatari ndogo ya hot-spot katika kiwango cha moduli.

Lakini vikwazo vya uzalishaji wa wingi bado vipo:

• Uwekezaji wa vifaa vya LIF: wakati wa kuchukua nafasi ya tanuru ya sintering, unaongeza laser + usambazaji wa nguvu + mfumo wa udhibiti. Bei za wauzaji wa vifaa huamua uchumi.

• Ugumu wa ujumuishaji wa mstari: LIF lazima iungane vizuri na mstari wa upakaji, na ulinganifu wa muda wa mzunguko (karatasi inatumia kasi ya skanning ya 20 m/s) unahitaji uthibitisho.

• Uthabiti wa kiwango cha GW: karatasi iko katika kiwango cha maabara/majaribio; utulivu wa mavuno katika uzalishaji mkubwa wa wingi bado unahitaji data ya kuunga mkono.

8. Ulinganisho na Aiko ABC

Njia mbili, hadithi mbili

Usanifu wa BC wa Aiko kwa asili unaepuka tatizo la uchimbaji wa laser. TOPCon haiwezi kuuepuka, lakini LIF inatoa suluhisho la "jaza-shimo + boresha" — si tu kurekebisha uharibifu, bali pia kuokoa hatua ya mchakato na kuboresha usawa.

9. Muhtasari

Hali ya mambo

Karatasi hii mpya kutoka Chuo Kikuu cha Jiangnan inathibitisha jambo moja: uharibifu wa laser katika upakaji wa shaba wa TOPCon hauwezi tu kurekebishwa, bali LIF inaurekebisha vizuri kuliko annealing ya jadi — na njiani pia inasuluhisha tatizo la usawa wa sintering ya joto la chini.

Faida ya ufanisi ya +0.45% abs., faida ya Voc ya 0.86mV, na uboreshaji mkubwa katika usawa wa upinzani wa mawasiliano — nambari hizi tatu zinafaa kutathminiwa kwa uzito kwenye mstari wowote wa uzalishaji.

Kizingiti cha uzalishaji wa wingi bado kipo, lakini ramani ya kiufundi inazidi kuwa wazi.

Mada ya majadiliano: Je, LIF kuchukua nafasi ya sintering ya joto la chini ni "msukumo wa mwisho" kwa uzalishaji wa wingi wa upakaji wa shaba wa TOPCon, au ni "kuburudisha kwa maabara" tu?

Taarifa za marejeo:

• Kichwa: Ujumuishaji wa laser-induced firing na upakaji wa Ni/Cu kwa metallization ya seli za jua za TOPCon

• Waandishi: Jingyun Zhang, Xi Xi, Jianbo Shao na wengine (Chuo Kikuu cha Jiangnan + Jiangsu Xianghuan Technology + DR Laser)

• Jarida: Solar Energy Materials and Solar Cells

• Mwaka: 2026

• DOI: 10.1016/j.solmat.2026.114198

Maoni ya Ooitech

Ooitech inaamini: LIF inageuza urekebishaji wa uharibifu wa laser na usawa wa sintering kuwa hatua moja, na kufanya upakaji wa shaba wa TOPCon kuwa njia inayowezekana zaidi kwa uzalishaji wa wingi usio na fedha.