TOPCon Copper Plating Inachukua Hatua Nyingine Mbele: LIF

Jibu la haraka: TOPCon copper plating imesonga hatua moja karibu na uzalishaji na matokeo mapya yanayojenga juu ya kazi ya awali kutoka Chuo Kikuu cha Jiangnan. Upakaji hubadilisha metali ya fedha na shaba, na kizuizi hakijawahi kuwa dhana — ni mshikamano na safu ya kizuizi inayozuia shaba kusambaa ndani ya silicon. Dirisha la mchakato katika utafiti huu linaendeshwa karibu 750 °C hadi 800 °C kwa hatua ya uundaji wa mguso, na laser ya 1064 nm inayotumika katika hatua ya uundaji wa mchoro na kukausha kwa joto kwa 400 °C. Shaba ni takriban mara mbili zaidi ya bei nafuu kuliko pasta ya fedha ambayo ingebadilisha, na fedha ni gharama kubwa zaidi isiyo ya silicon katika seli ya TOPCon. Maswali yaliyobaki ni uoanifu wa mstari na uaminifu wa muda mrefu: mguso uliopakwa ambao hupita ufanisi wa awali lakini huharibika chini ya joto la unyevu si mchakato unaoweza kutengenezwa.

Utengenezaji wa Moduli za PV · na Jerry, Ooitech

Utangulizi

Kutoka utafiti wa awali hadi mafanikio mapya

Jana tulijadili karatasi kutoka Chuo Kikuu cha Jiangnan kuhusu TOPCon uwekaji wa shaba: ukataji wa laser huharibu silicon, kiwango cha ukamilifu hupungua kwa asilimia 30, na uchoraji wa joto unahitajika kuirekebisha. Karatasi hiyo ilihitimisha kwamba 750°C annealing + HF cleaning inaweza kurejesha ufanisi kutoka 23.41% hadi 24.85%.

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

Je, kuna njia bora?

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 jadi ya joto la chini, wakati huo huo kurekebisha uharibifu wa laser.

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

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

Mchakato wa kawaida na mahali inapoumiza

Mtiririko wa kawaida wa TOPCon Ni/Cu plating:

Laser grooving → High-temperature annealing kwa ukarabati wa uharibifu → HF cleaning → Ni plating → Low-temperature sintering → Cu plating

Matatizo mawili:

• Laser grooving huharibu silicon: kama ilivyojadiliwa katika makala iliyopita, crystallinity hupungua kutoka 99.3% hadi 69.8%, ikihitaji high-temperature annealing kwa ukarabati.

• Sinteri ya jadi ya halijoto ya chini hailingani: tanuru hupasha joto seli nzima, kingo hutoa joto haraka wakati katikati hubaki na joto zaidi, hivyo kusababisha upinzani wa mguso kuwa juu kwenye kingo na chini katikati — ukusanyaji wa mkondo usio sawa huathiri FF.

Mafanikio ya msingi ya karatasi hii mpya: kuingiza LIF kwenye mtiririko wa uwekaji wa mchanga huua ndege wawili kwa jiwe moja — inachukua nafasi ya sinteri ya jadi ya halijoto ya chini isiyo sawa na kusaidia kurekebisha uharibifu wa leza.

2. LIF ni nini, na inatofautianaje na sinteri ya jadi?

Kupasha joto kwa tanuru dhidi ya kuchomea kwa nukta kwa nukta

Sinteri ya jadi ya halijoto ya chini: weka seli nzima kwenye tanuru na oka kwa 200–400°C. Tatizo ni kupasha joto kusiko sawa — kingo hupoa haraka, katikati hupata joto zaidi, na upinzani wa mguso hutofautiana sana katika seli.

LIF (Ufyatulishaji Unaosababishwa na Leza): leza ya infrared ya 1064nm huchanganua haraka sehemu ya mbele ya seli wakati upendeleo wa kinyume (2–18V) unatumika. Leza huchochea vibeba chaji vilivyozalishwa na mwanga, upendeleo wa kinyume huwaelekeza kwa mwelekeo, kuzalisha joto la Joule lililojanibika kwa usahihi kwenye kiolesura cha chuma–silikoni.

Tofauti ya sentensi moja: sinteri ya jadi ni "kuoka seli nzima", LIF ni "kuchomea kwa nukta kwa nukta". LIF hupasha joto tu eneo la mguso chini ya mistari ya gridi, na kuacha kila kitu kingine bila kupashwa joto.

3. LIF inafanya kazi kwa kiwango gani kwenye seli zilizowekwa mchanga wa shaba?

Kupata mahali pazuri kwa 14V

Karatasi kwanza inafanya jaribio la msingi: tumia LIF kwa volti tofauti za upendeleo wa kinyume kwenye seli ambazo tayari zimekamilisha uwekaji wa Ni/Cu.

Vigezo bora: upendeleo wa kinyume wa 14V, ongezeko la ufanisi +0.401% abs., ongezeko la FF 1.22%, upunguzaji wa Rs 23%.

Kwa nini voltage ya juu inafanya mambo kuwa mabaya zaidi?

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

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

• J02 (inayowakilisha muunganisho wa chuma–silicon): chini kabisa kwa 14V, inapanda sana kwa 16–18V

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

4. Kwa nini LIF inaweza kutengeneza uharibifu wa laser?

Raman spectroscopy inafichua siri

Karatasi ilifanya jaribio muhimu: ondoa chuma kilichopakwa na tumia Raman spectroscopy kupima ukamilifu wa fuwele wa silicon chini ya mistari ya gridi.

Juu ya ukarabati wa joto la juu, LIF inasongeza zaidi ukamilifu wa fuwele.

Utaratibu: LIF inazalisha joto la juu la papo hapo la eneo (juu sana kuliko joto la kawaida la ukarabati) linaloruhusu silicon isiyo na fuwele kuunda upya fuwele kikamilifu zaidi, na inapasha joto tu maeneo chini ya mistari ya gridi, ikiacha safu ya passivation ya nyuma bila kuathiriwa.

Hii inatatua wasiwasi uliobaki kutoka makala iliyopita — dirisha la joto la ukarabati wa joto la juu ni nyembamba, na juu ya 775°C passivation ya nyuma inavimba. LIF ni joto la eneo; nyuma haiaathiriwi, kwa hivyo joto linaweza kwenda juu na athari ya ukarabati ni bora zaidi.

5. LIF inapaswa kutumika lini? Muda ni muhimu

Wagombea watatu na mshindi wazi

Mchakato wa kupaka una hatua tatu: kupaka Ni → kuchoma kwa joto la chini → kupaka Cu. LIF inapaswa kuingizwa wapi?

Karatasi inalinganisha muda tatu:

Hitimisho: LIF inafanya kazi vizuri zaidi inapowekwa mwishoni kabisa — baada ya upakaji wa Cu kukamilika.

Kwa nini?

Baada ya upakaji wa Cu, upinzani wa elektrodi hupungua kwa kiasi kikubwa. Wakati LIF inatumia voltage, usambazaji wa sasa huwa sawa zaidi, joto la Joule huwa sawa zaidi, na mguso wa kiolesura huboreshwa kwa ukamilifu zaidi.

Ikiwa LIF itatumika tu kwenye safu ya Ni (kabla ya upakaji wa Cu), upinzani huwa juu; voltage sawa huzalisha joto la Joule kupita kiasi, ambalo linaweza kwa urahisi "kuchoma kiolesura hadi kufa".

6. Ugunduzi mkubwa zaidi: LIF inaweza kuchukua nafasi kamili ya kuchoma kwa joto la chini

Kuruka tanuru kabisa

Ikiwa LIF inaweza kuboresha mguso wa Ni–Si, basi tunaweza kuruka hatua ya jadi ya kuchoma kwa joto la chini kabisa?

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

Matokeo:

Usawa wa upinzani wa mguso wa Kundi D unashinda kila kundi linalojumuisha kuchoma kwa jadi.

Kwa nini?

Tanuru za kuchoma za jadi hupasha joto kwa kutofautiana — ukingo hutoa joto haraka, katikati ni moto zaidi — hivyo kusababisha upinzani wa mguso kuwa juu kwenye ukingo na chini katikati. LIF ni skani ya nukta; kila nukta 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 zaidi katika ufanisi na +0.86mV juu zaidi katika Voc kuliko msingi wa kawaida wa kuchoma + bila LIF.

7. Athari kwa mstari wa uzalishaji: kiwango cha uzalishaji wa wingi kwa uwekaji wa shaba kimepunguzwa?

Maendeleo matatu madhubuti

Karatasi hii inatoa maendeleo kadhaa yanayoonekana:

1. Uharibifu wa Voc unaweza kurekebishwa, na kurekebishwa vyema zaidi. Uwekaji joto wa 750°C kutoka makala ya awali ulikuwa na dirisha jembamba la joto na hatari ya malengelenge upande wa nyuma. LIF hupasha joto kienyeji, upande wa nyuma unabaki salama, na ukarabati unafaa zaidi.

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

3. Usawa wa upinzani wa mguso ni bonasi iliyofichwa. Uchomaji wa kawaida unaonyesha pengo la upinzani wa mguso kati ya pembezoni na katikati la 3.53Ω; mbinu ya LIF inaipunguza hadi 0.45Ω. Usawa bora unamaanisha ukusanyaji wa sasa ulio sawa zaidi, FF ya juu, na hatari ndogo ya moto kwenye kiwango cha moduli.

Lakini vikwazo vya uzalishaji wa wingi vinasalia:

• Uwekezaji wa vifaa vya LIF: wakati ukibadilisha tanuru ya kuchoma, unaongeza leza + usambazaji wa nishati + mfumo wa udhibiti. Bei za wauzaji wa vifaa huamua uchumi.

• Ugumu wa ujumuishaji wa mstari: LIF lazima iunganishwe kwa urahisi na mstari wa uwekaji, na ulinganifu wa muda wa mzunguko (karatasi inatumia kasi ya kuchanganua ya 20 m/s) unahitaji uthibitisho.

• Uthabiti wa kiwango cha GW: karatasi iko katika kiwango cha maabara/kiota; uthabiti wa mavuno katika uzalishaji wa wingi wa kiwango kikubwa bado unahitaji data ya kuunga mkono.

8. Ulinganisho na Aiko ABC

Njia mbili, hadithi mbili

Muundo wa BC wa Aiko kwa asili unaepuka mtego wa kuchora kwa laser. TOPCon haiwezi kuuepuka, lakini LIF inatoa suluhisho la mchanganyiko la "kujaza shimo + kuboresha" — sio tu kurekebisha uharibifu, bali pia kuokoa hatua moja ya mchakato na kuboresha usawa.

9. Muhtasari

Hali ilipo

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 zaidi kuliko annealing ya jadi — na wakati huo huo pia inasuluhisha tatizo la usawa wa kuchoma kwa joto la chini.

Ongezeko la ufanisi la +0.45% abs., ongezeko la Voc la 0.86mV, na uboreshaji mkubwa wa usawa wa upinzani wa mawasiliano — namba hizi tatu zinastahili tathmini kubwa 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 kuchoma kwa joto la chini ni "teke la mwisho" kwa uzalishaji wa wingi wa upakaji wa shaba wa TOPCon, au ni "kupamba keki upande wa maabara" tu?

Taarifa za marejeleo:

• Kichwa: Integration of laser-induced firing with Ni/Cu plating for TOPCon solar cell metallization

• Waandishi: Jingyun Zhang, Xi Xi, Jianbo Shao et al. (Jiangnan University + 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 kuchoma kuwa hatua moja, na kufanya upakaji wa shaba wa TOPCon kuwa njia yenye maana zaidi ya uzalishaji wa wingi bila fedha.