Utangulizi

Seli za jua za Monocrystalline N-type TOPCon zimekuwa moja ya teknolojia zenye ufanisi mkubwa katika tasnia ya photovoltaic. Uzalishaji wao unahusisha msururu mrefu wa hatua zinazodhibitiwa kwa uangalifu, ikijumuisha upigaji muundo, uenezaji wa boroni, laser SE, uokoaji, upolishaji wa alkali, PE-poly, uokoaji, usafishaji wa RCA, mipako, metali na upimaji na upangaji wa mwisho. Katika makala hii, tunapitia kila hatua kuu ya mchakato na kuelezea kwa nini ni muhimu.

1. Upigaji muundo (TEX)

Madhumuni ya Upigaji muundo

Lengo la upigaji muundo ni kuondoa safu ya uharibifu wa mitambo kwenye uso wa wafa na kuunda uso wa muundo wa piramidi unaoongeza ufyonzaji wa mwanga. Kwa kupunguza uakisi wa uso, mkondo wa mzunguko mfupi (Isc) unaboreshwa, hatimaye kuongeza ufanisi wa ubadilishaji wa picha za umeme wa seli.

Uchongaji wa mvua ndio mchakato mkuu wa upigaji muundo leo. Ioni za metali, safu za uharibifu na uchafuzi mwingine kwenye uso wa wafa hufanya kama vituo vya kuunganisha tena. Kwa kuwa elektroni na mashimo yaliyotengwa lazima yasafiri na kukusanywa kwenye uso wa wafa, vituo hivi vya kuunganisha tena hupunguza muda wa maisha ya wabebaji wachache, na kusababisha wabebaji kuunganisha tena kabla ya kutolewa kama mkondo wa nje. Safu za oksidi za uso na uchafuzi wa kikaboni pia huathiri ubora wa uwekaji na upitishaji wa safu za AlOx na SiNx, kwa hivyo usafishaji wa kina wa uso ni muhimu na huathiri moja kwa moja ufanisi wa seli.

Kanuni ya Mmenyuko

Uundaji wa muundo wa piramidi unategemea sifa ya anisotropic etching ya silicon ya fuwele, ambapo alkali ya kiwango cha chini na viungio huweka nyuso tofauti za fuwele kwa viwango tofauti. Kiwango cha etching kwenye nyuso (110) na (100) ni kikubwa zaidi kuliko kwenye uso (111). Baada ya muda fulani wa etching, muundo wa "piramidi" nne unaojumuisha nyuso (111) hubaki kwenye uso wa wafa wa monocrystalline.

Mpangilio wa atomi hutofautiana kati ya nyuso za fuwele, na kusababisha viwango tofauti vya etching:

• Uso (100): mpangilio wa atomi ni huru kiasi na vifungo vya kemikali vingi vimefunuliwa, hivyo kutoa kiwango cha juu zaidi cha etching.

• Uso (110): msongamano wa atomi kati ya (100) na (111), kiwango cha etching ni cha juu lakini kidogo chini kuliko (100).

• Uso (111): mpangilio wa atomi umeshikamana zaidi, vifungo vya kemikali ni vigumu kushambuliwa, hivyo kutoa kiwango cha chini zaidi cha etching.

Jukumu la Viungio vya Uundaji wa Muundo

Viungio hupunguza mvutano wa uso wa silicon, kukuza utoaji wa viputo vya hidrojeni vinavyoundwa wakati wa mmenyuko, na kufanya piramidi ziwe sawa zaidi. Huboresha unyevu kati ya uso wa wafa na suluhisho la mmenyuko, hudhoofisha nguvu ya etching ya suluhisho la NaOH, huongeza pointi za nucleation na msongamano wa nucleation, na kukuza uundaji wa idadi kubwa ya piramidi ndogo. Kwa ujumla, sifa za kiungio zina ushawishi wa moja kwa moja zaidi kwenye uso wa piramidi ulio na muundo.

Mlolongo wa Mchakato

Mlolongo wa uundaji wa muundo kwa kawaida hujumuisha: kusafisha kabla kwa kutumia NaOH na H2O2 (kwa msaada wa kusafisha kwa ultrasonic kwa 60°C, ikifuatiwa na kuosha kwa maji safi) ili kuondoa vitu vya kikaboni, uchafu wa metali na uharibifu wa msumeno; uundaji wa muundo kwa alkali kwa kutumia takriban 0.6% NaOH na 0.4% kiungio kwa 82°C kwa sekunde 420 ili kuunda muundo wa piramidi; kusafisha baada ya mchakato ili kuondoa mabaki ya kikaboni; kusafisha kwa asidi kwa kutumia asidi nyepesi (3.15% HCl + 7.1% HF) ili kuondoa alkali iliyobaki na safu ya oksidi; kuvuta polepole kabla ya kukausha ili kuondoa filamu ya maji kwa mvutano wa uso; na hatimaye kukausha kwa hewa moto ya 90°C.

2. Usambaaji wa Boroni (B Diff)

Madhumuni

Kwa joto la juu, atomi za boroni husambaa kwenye uso wa wafa wa aina N na kuunda kiungo cha PN. Sehemu ya ndani ya kiungo cha PN hutenganisha wabebaji wa picha ili kutoa mkondo wa nje. Wafa wa aina P, wenye mkusanyiko wa juu wa mashimo, hutumia doping ya fosforasi kuunda kiungo; wafa wa aina N, wenye mkusanyiko wa juu wa elektroni, hutumia doping ya boroni.

Kanuni ya Mchakato

Boron trikloridi (BCl3) hupitia kwenye bomba la quartz kwa 800-900°C na humenyuka na oksijeni kuunda B2O3, ambayo hujilimbikiza kwenye uso wa wafa na gesi ya nitrojeni na humenyuka na Si kuzalisha atomi za boroni, na kutengeneza safu ya glasi ya borosilicate (BSG). Kisha atomi za boroni hutawanyika ndani ya wafa kuunda kiungo cha PN. BCl3 ni kioevu au gesi isiyo na rangi inayotoa moshi, yenye msongamano wa 1.35 kg/m3, kiwango myeyuko cha -107.3°C na kiwango cha kuchemka cha 12.5°C. Haiwaka, inakera na ina harufu kali, ikioza katika maji kutengeneza asidi hidrokloriki na asidi boriki kwa kutolewa kwa joto nyingi. Bidhaa ya kati B2O3, yenye kiwango myeyuko cha 450°C na kiwango cha kuchemka cha 1860°C, inabaki kioevu wakati wote wa mchakato na ina uharibifu mkubwa kwa vifaa vya quartz.

Utawanyiko wa boroni ni mgumu zaidi kuliko utawanyiko wa fosforasi, kwa hivyo njia ya TOPCon inahitaji vifaa vya juu zaidi, ikijumuisha usawa wa juu zaidi, joto la juu la utawanyiko (kawaida zaidi ya 1000°C) na muda mrefu wa utawanyiko (utengenezaji wa filamu mara nyingi huchukua hadi dakika 240), ambayo huongeza gharama ya vifaa na uzalishaji katika hatua ya uundaji wa kiungo.

Mlolongo wa Mchakato

Utawanyiko unafanywa kwa njia mbili. Utawanyiko wa awali wa uwekaji (hatua ya uwekaji BSG) hutumia joto la chini na kuweka wafa katika angahewa iliyojaa uchafu, kwa hivyo mkusanyiko wa uchafu kwenye uso unabaki mara kwa mara; hii inajulikana kama utawanyiko wa chanzo cha uso mara kwa mara. Utawanyiko wa ugawaji upya husukuma boroni kutoka BSG ndani ya wafa kwa joto la juu katika angahewa yenye oksijeni nyingi bila uchafu wa nje; hapa mkusanyiko wa uso hubadilika kwa wakati, ambayo inaitwa utawanyiko wa chanzo cha uso mdogo, na usambazaji wa uchafu ni wa Gaussian.

Hatua za kawaida za mchakato ni: kusukuma utupu kufikia shinikizo la chini; kupasha joto hadi joto la utawanyiko (800-900°C); kushikilia joto huku kupunguza zaidi shinikizo; kugundua uvujaji chini ya shinikizo la chini; uoksidishaji wa awali kuunda safu ya SiO2 ya 1nm ili kupunguza kasi ya hatua inayofuata ya utawanyiko na kufanya utawanyiko wa boroni kuwa sawa zaidi; utawanyiko/uwekaji kwa kuanzisha chanzo cha boroni kwa uwekaji wa awali hai na uingizaji wa passiv; kupasha joto zaidi juu ya 900°C ili kuongeza kasi na kina cha utawanyiko; uoksidishaji wa baadae kuunda safu ya SiO2 zaidi ya 100nm ili kudhibiti kiasi cha boroni, kuongeza kina cha kiungo, kuunda safu ya kinga na kukusanya uchafu wa substrate; kupoza hadi joto salama la kufungua bomba; na kuvunja utupu kwa N2 kurejesha shinikizo la anga.

3. Uondoaji wa BSG na Uchongaji wa Alkali

Uondoaji wa BSG

Baada ya usambaaji wa boroni, sehemu ya nyuma na kingo za wafa hubeba safu nene ya BSG (oksidi 40-100nm). Safu hii ya glasi ya borosilicate huathiri vibaya michakato inayofuata na inaweza kusababisha uvujaji wa makutano ya PN, kwa hivyo uharibifu wa kemikali na usafishaji unahitajika baada ya uwekaji doa. Kabla ya uharibifu wa alkali, mchakato wa HF upande mmoja wa ndani huondoa BSG ya nyuma na kingo, wakati BSG ya mbele inahifadhiwa kama kifuniko wakati wa uharibifu wa alkali ili kulinda muundo wa mbele.

Wafa kwanza huingia kwenye vifaa vya usafishaji vya HF vya ndani, ambapo takriban 60% HF huyeyusha BSG ya nyuma ndani ya suluhisho huku filamu ya maji ikilinda BSG ya mbele, ikifuatiwa na takriban dakika 0.5 za kusafisha kwa maji safi. Mfuatano unajumuisha: kutumia filamu ya maji kwa kutumia upendo wa maji wa SiO2 kulinda BSG ya mbele; uharibifu wa HF wa BSG ya nyuma na kingo; hatua ya bunduki ya maji ili kusafisha filamu ya maji inayoweza kuwa imechafuliwa; kuosha kwa maji ili kuondoa HF iliyobaki; usafishaji wa asidi ili kuondoa ioni za uchafu zilizobaki; na kukausha filamu ya maji ya mbele.

Uharibifu wa Alkali

Madhumuni ya uharibifu wa alkali ni kuondoa makutano ya PN kwenye nyuma na kingo ili kuzuia uvujaji, na kuunda umbo la nyuma lenye usawa na safi kwa ajili ya maandalizi ya uwekaji wa nyuma.

Kuna mbinu kuu mbili. Uwekaji maandishi wa pili ni sawa kwa kanuni na uwekaji maandishi wa kwanza, lakini nyongeza lazima ipunguze kasi ya mmenyuko kati ya BSG na alkali. Upolishaji wa alkali hutumia alkali ya mkusanyiko wa juu na nyongeza ili kuharakisha mmenyuko wa alkali-silicon, kudhoofisha tabia ya anisotropic etching na kuunda umbo la polished lenye uakisi wa juu. Nyongeza ya uharibifu wa alkali hulinda BSG ya mbele, inapunguza kasi ya mmenyuko wake na alkali ili kuzuia uharibifu kupita kiasi, inaweka BSG kama kifuniko kwa hatua za baadaye, inapunguza mvutano wa uso ili kutoa viputo vya hidrojeni, inaboresha unyevu na kuongeza wiani wa nucleation.

4. Uwekaji na Mipako

Hatua hii inaweka Tunnel Oxide (TOX), safu ya Poly-Si na Kifuniko. Uwekaji hasa hufanyika katika awamu ya mvuke ya utupu na inaweza kugawanywa katika Uwekaji wa Mvuke wa Kimwili (PVD), Uwekaji wa Mvuke wa Kemikali (CVD) na Uwekaji wa Safu ya Atomiki (ALD). PVD huvukiza chanzo cha nyenzo kuwa atomi, molekuli au ioni na kuziweka kwenye substrate chini ya shinikizo la chini; CVD huzalisha amana kupitia athari za kemikali kwenye substrate; na ALD huweka nyenzo safu kwa safu kama safu moja za atomiki.

Safu ya Oksidi ya Tunnel (TOX)

Safu ya oksidi ya handaki inategemea athari ya quantum tunneling, kwa kutumia oksidi nyembamba sana (kawaida 1-2nm) kama kizuizi. Kati ya substrate ya silicon ya aina-n na safu ya poly-Si iliyowekwa dopu, inawezesha usafirishaji wa wabebaji wa kuchagua: elektroni (wabebaji wengi) hupitia handaki kupitia oksidi kwenye safu ya poly-Si, wakati mashimo (wabebaji wachache) wanakabiliwa na urefu wa juu wa kizuizi (takriban 4.5-4.8eV) na huzuiwa. Pia inajenga kupinda kwa bendi na uzuiaji wa athari ya shamba, ambapo tofauti ya kazi ya kazi kati ya poly-Si iliyowekwa dopu na substrate inapinda bendi za nishati za kiolesura na kuunda shamba la kielektroniki ambalo huongeza wabebaji wengi na kuwafukuza wabebaji wachache, na hivyo kupunguza zaidi ujumuishaji wa kiolesura.

Oksidi inaweza kutayarishwa kwa oksidi ya joto (inayooana na LPCVD) au kwa PECVD, PEALD na oksidi ya joto (inayooana na PECVD). Kwa upande wa wiani wa filamu, PEALD inatoa uzuiaji bora lakini kwa gharama kubwa ya vifaa, wakati oksidi ya joto na PECVD zina uchumi bora. ALD kawaida hutoa takriban 0.7nm, oksidi ya joto takriban 1.3nm, na utaratibu wa handaki kwa ujumla hupatikana kwa unene chini ya 1.6nm. LPCVD imekomaa zaidi, ikiwa na faida kama udhibiti rahisi na ubora wa juu wa filamu, lakini inaelekea kuunda safu ya poly-Si iliyowekwa dopu inayozunguka kwenye ukingo wa mbele ambayo lazima isafishwe, na ina kasi ndogo ya filamu. PECVD poly-Si ni teknolojia mpya zaidi yenye uwekaji wa haraka, uwekaji dopu wa ndani na kuzunguka kidogo, lakini ukomavu wake bado unahitaji kuboreshwa na inaweza kukabiliwa na vumbi, kiwango cha juu cha hidrojeni na uundaji wa viputo wakati wa uwekaji joto wa juu.

Safu ya Poly-Si

Silicon ya polycrystalline (Poly) imetengenezwa kwa chembe nyingi ndogo za silicon, na ukubwa wa chembe kwa kawaida kutoka makumi hadi mamia ya nanometer na mipaka ya chembe kati yao. Safu ya poly-Si kawaida huwekwa dopu ya fosforasi kuunda poly-Si ya aina-n yenye dopu nyingi, kuboresha upitishaji, kuwezesha usafirishaji wa wabebaji wa kuchagua na kuunda mawasiliano mazuri ya ohmic na substrate.

Utayarishaji wa Poly-Si unahusisha uwekaji na uwekaji wa dopu. Uwekaji hasa hutumia LPCVD au PECVD yenye unene wa takriban 100-150nm; filamu isiyo na fuwele hubadilika wakati wa kuoka, ikibadilika kutoka mchanganyiko wa fuwele ndogo na isiyo na fuwele hadi polycrystalline na kuamsha upitishaji. Kwa uwekaji wa dopu, LPCVD kawaida huweka safu ya poly-Si asilia kwanza na kisha kukamilisha uwekaji wa fosforasi kupitia tanuru ya kueneza au upandikizaji wa ioni (doping nje ya tovuti), kwa kuwa uwekaji wa dopu wakati wa uwekaji wa polepole wa LPCVD ungeupunguza zaidi. PECVD ina ufanisi wa juu wa filamu na inaweza kukamilisha uwekaji wa fosforasi wakati wa mipako (doping ndani ya tovuti). LPCVD, teknolojia kuu ya poly-Si, inafanya kazi kwa kutenganisha silane (SiH4) kwa joto hadi atomi za silicon zinazowekwa kwenye filamu. Kumbuka kuwa poly-Si nene husababisha hasara kubwa zaidi ya FCA (parasitic) na hasara kubwa ya mkondo mfupi, na uwekaji wa fosforasi zaidi huongeza ufyonzaji wa FCA na hasara ya mkondo.

Safu ya Kifuniko

Safu ya kifuniko kawaida ni filamu ya SiO2 yenye unene wa takriban 10nm inayokuzwa baada ya uwekaji wa poly-Si kulinda muundo wa nyuma, hasa kuzuia michakato ya mvua inayofuata isichore safu ya poly-Si. Ili kuhakikisha muundo wa nyuma hauharibiwi katika vifaa vya mvua vya aina ya tanki, baada ya mchakato wa poly, kifuniko cha SiOx (takriban 10nm) kinakuzwa kwenye uso wa nyuma kwa kutumia silane na oksidi ya nitrojeni (kumbuka: silane na oksijeni hubeba hatari ya mlipuko katika mazingira yasiyo ya utupu).

Hatua za mchakato ni: kupasha joto kwa utupu kuleta wafa kwenye joto linalohitajika; uwekaji wa awali wa chanzo cha silicon asilia (gesi tu, hakuna RF, kujaza bomba sawasawa na kuleta utulivu wa shinikizo); uwekaji wa chanzo cha silicon asilia (RF imewashwa, kuweka filamu isiyo na dopu inayozuia na kusababisha fosforasi kutoka kwa poly iliyowekwa dopu); uwekaji wa awali wa chanzo cha silicon kilichowekwa dopu (gesi tu); uwekaji wa chanzo cha silicon kilichowekwa dopu (RF imewashwa, kuweka filamu ya poly iliyowekwa dopu ya fosforasi); uundaji wa kifuniko cha oksidi kwa PECVD SiOx; na kusafisha kwa N2/Ar kusukuma SiH4 na N2O nje ya bomba kuzuia mwako wakati wa kufungua mlango wa tanuru.

5. Kuoka

Madhumuni ya kuoka ni kubadilisha silicon isiyo na fuwele iliyokuzwa na PECVD kuwa silicon ya polycrystalline, kuamsha atomi za fosforasi na kuendeleza kina cha kiungo, na kuunda mashimo madogo. Mchakato unaleta BN2 (boron nitride) na kupasha joto polepole hadi 890-920°C, ambapo BN2 inaingizwa kwa joto la juu kuamsha atomi za fosforasi kwenye filamu ya poly na kuunda dopu yenye ufanisi.

Kuna uhusiano kati ya annealing na TOX: ikiwa oksidi ya handaki haijabadilishwa, kuongeza joto la annealing hutoa mashimo mengi na uenezaji ndani, kupunguza upinzani wa mawasiliano na kuboresha FF huku bado ikitimiza mahitaji ya passivation; kwa joto sawa la annealing, oksidi nene ya handaki hutoa mashimo mengi na uenezaji ndani na mkondo wa juu wa kueneza.

6. Uondoaji wa PSG na Usafishaji wa RCA

Wakati wa uwekaji wa PEALD wa filamu ya n+-poly-Si, safu ya ndani ya n+-poly huunda mbele ya wafa, iliyofunikwa na filamu nyembamba ya Mask (SiOx). HF ya upande mmoja huondoa SiOx, kisha umwagaji wa alkali huondoa n+-poly-Si ya mbele. Wafa hupitia kwa mpangilio tanki la kuchonga, tanki la alkali na tanki la kusafisha kwa athari za kemikali kabla ya kukausha.

Madhumuni ya RCA ni kuondoa upako unaozunguka na kufanya kuchonga kwa makali ili kuzuia uvujaji wa makali, na kusafisha wafa kwa kuondoa BSG ya mbele na nyuma na mask na kuikausha kujiandaa kwa filamu za passivation za mbele na nyuma. Kwa kuwa poly ni silicon ya polycrystalline, uondoaji wa upako hutumia polishing ya alkali na alkali ya juu na viungio.

Viungio vya RCA husafisha vitu visivyo hai na bidhaa zilizobaki ili kuboresha unyevu wa uso, hufanya kama vichocheo vya athari ili kuharakisha kuungana kwa OH- na silicon na kuharakisha kuchonga kwa upako na makali, na kupunguza kiwango cha kuchonga kwa alkali ya dioksidi ya silicon ili kulinda BSG ya mbele na mask ya nyuma dhidi ya kuchonga kupita kiasi.

Hatua za mchakato ni: HF ya mstari ili kuondoa PSG iliyoundwa mbele na kwenye kingo baada ya N2 annealing huku ikihifadhi PSG ya nyuma ili kulinda poly ya nyuma; polishing ya alkali na NaOH na kiungio ili kuondoa poly ya ziada ya mbele na kingo; kuosha kwa alkali ili kuondoa viungio na uchafu uliobaki; kusafisha kwa asidi ili kupunguza alkali iliyobaki na kuondoa ioni za metali; kuvuta polepole kwa kutumia maji ya deionized ya joto la kawaida na roboti ili kuzuia alama za maji; na kukausha kwa 90°C ili kuzuia kioevu kilichobaki kwenye wafa na wabebaji.

7. ALD (Uwekaji wa Safu ya Atomiki)

Uwekaji wa tabaka za atomiki huweka nyenzo kama tabaka moja za atomiki kwenye substrate na inajulikana kwa asili yake ya kujizuia, ambayo ndio msingi wa ALD. Kupitia vipindi vya muda au nafasi, substrate inakabiliwa na vianzilishi tofauti kwa njia mbadala. Wakati substrate iko katika angahewa ya kianzilishi A, A inachukuliwa kwa kemikali kwenye uso hadi kushiba, kisha inasimama; inapokabiliwa na kianzilishi B, B humenyuka na A iliyokwisha kuchukuliwa, ikitoa bidhaa hadi kianzilishi cha kwanza kitumike kabisa na mmenyuko ukasimama kiotomatiki, na kutengeneza tabaka la atomiki linalohitajika. ALD hurudia mmenyuko huu kujenga filamu inayotakiwa.

Kwenye upande wa nyuma wa wafa, upitishaji wa AlOx hupunguza kiwango cha muunganisho wa uso wa nyuma. Oksidi ya alumini hubeba chaji hasi zisizobadilika zilizo kwenye kiolesura kati ya oksidi ya alumini na oksidi ya silikoni kwenye uso wa wafa; msongamano huu wa juu wa chaji hasi huhakikisha upitishaji mzuri wa uwanja. Oksidi ya alumini pia hutoa upitishaji bora wa kemikali, ikishibisha vifungo vilivyoachwa wazi kwenye uso wa silikoni fuwele na kupunguza msongamano wa hali ya kiolesura.

Hatua za mchakato ni: uwekaji kabla (gesi tu, hakuna RF, kujaza bomba sawasawa na kuleta utulivu wa shinikizo, kufanywa kwa muda mfupi ili kuepuka upotevu wa gesi na hatari za usalama); uwekaji (RF imewashwa, na TMA inayounda plasma inayoitikia uso kuunda AlOx, kisha kusafisha kwa gesi ajizi, kurudiwa kwa mizunguko 40); na kusafisha kwa Ar kusukuma TMA na O2 nje ya bomba ili kuzuia mwako wa TMA wakati wa kufungua mlango wa tanuru.

8. Nitridi ya Silikoni ya Mbele na Nyuma (SiNx)

Mipako ya SiNx ina madhumuni kadhaa. Inalinda uso wa seli, kwani nitridi ya silikoni ina nguvu kubwa sana inayostahimili hadi 1200°C, upinzani bora wa kutu wa kemikali dhidi ya karibu asidi zote isokaboni na NaOH chini ya 30%, na ni kizio cha umeme cha utendaji wa juu. Inatoa kinga ya kuakisi, na fahirisi bora ya kuakisi ya tabaka moja ya 1.96 hewani; kuongeza maudhui ya silikoni huimarisha upitishaji wa uso, na fasihi inaripoti kasi ya muunganisho wa uso ikishuka chini ya 20cm/s kwa fahirisi ya kuakisi ya 2.3, na upitishaji bora wa wingi kati ya 2.1 na 2.3. Pia inazuia uoksidishaji kupitia muundo wake mnene. Upitishaji wa mbele wa TOPCon hasa hutumia oksidi ya alumini pamoja na filamu ya SiNx:H, wakati upitishaji wa nyuma hasa hutumia poly-Si.

Utaratibu wa upitishaji wa SiNx hufanya kazi kwa njia mbili. Upitishaji wa kemikali hupunguza msongamano wa kasoro za kiolesura kwa kupunguza vifungo vinavyoning'inia, ama kwa kukuza safu ya uso inayowapa atomi muda na nishati ya kutosha kujaza vifungo vinavyoning'inia, au kwa kuweka filamu ya dielectri yenye utajiri wa hidrojeni na kutoa hidrojeni wakati wa sintering ili iungane na vifungo vinavyoning'inia. Upitishaji wa athari ya uwanja hupunguza idadi ya wabebaji wachache wanaofika kwenye uso kwa kuzalisha uwanja wa umeme karibu na uso unaowafukuza wabebaji wenye polarity sawa, unaofanikiwa kwa kupunguza mkusanyiko wa juu wa doping wa uso au kuongeza safu ya dielectri yenye malipo ya juu yasiyobadilika.

Hatua za mchakato wa SiNx ni: utayarishaji wa awali (gesi tu, hakuna RF, kujaza bomba na kuleta utulivu wa shinikizo); utuaji 1-2-3 (RF imewashwa, kuanzisha SiH4 na NH3 kuunda tabaka tatu za SiNx zenye uwiano wa Si-N unaopungua polepole, kwa kuwa uwiano wa juu wa Si-N hutoa fahirisi ya juu ya refractive); utuaji 4 (RF imewashwa, SiH4, O2 na NH3 kuunda safu ya SiONx); utuaji 5 (RF imewashwa, SiH4 na O2 kuunda safu ya SiO2); na kusafisha kwa N2 kwa mistari na bomba ili kuondoa gesi tendaji na kuzuia mlipuko wa SiH4 wakati wa kufungua mlango wa tanuru.

9. Uchapishaji wa Skrini (Metallization)

Baada ya kuchora, usambaaji na mipako kukamilisha makutano ya PN na upitishaji, seli inaweza kuzalisha mkondo chini ya mwanga. Ili kutoa na kukusanya mkondo huu, elektroni za mbele na nyuma huchapishwa kwenye uso wa seli, kwa kawaida kupitia uchapishaji wa skrini, kukausha na sintering.

Mfumo wa uchapishaji wa skrini una vipengele vitano: squeegee, wino (pasta), skrini, substrate (wafer) na jukwaa la uchapishaji. Utendaji mzuri wa uchapishaji wa pasta (mnato, uwezo wa kupunguza shear) ni sharti la uchapishaji mkubwa wa wingi, na hesabu ya matundu ya skrini, kipenyo cha waya na upana wa mstari ulioundwa kwa kiasi kikubwa huamua umbo lililochapishwa. Katika uendeshaji, pasta hupitia fursa za matundu zilizoundwa, na squeegee hutumia shinikizo wakati inasonga kwenye skrini, ikikandamiza pasta kutoka kwenye fursa za muundo hadi kwenye wafer. Mnato wa pasta huifanya iwe imeshikamana ndani ya safu, na squeegee hudumisha mawasiliano ya mstari na skrini na substrate, mstari wa mawasiliano ukisonga na squeegee kukamilisha mwendo wa uchapishaji.

Pasta lazima itoe uchapishaji bora kwa uzalishaji wa wingi, mawasiliano mazuri ya ohmic na emitter kwa upinzani mdogo wa mawasiliano na FF ya juu, uharibifu mdogo kwa emitter ili kupunguza upotevu wa Voc unaosababishwa na metallization, na upinzani mdogo zaidi wa wingi ili kupunguza upotevu wa sasa. Hatua za mchakato ni: kukausha ili kuyeyusha vitu vya kikaboni kwenye pasta; kusintera kabla ya kuyeyusha glasi frit, kuyeyusha chembe za fedha na kufungua safu ya passivation; kusintera ili kuyeyusha metali zaidi kwenye glasi na kuifunga pamoja; na kupoa ili metali iliyoyeyushwa kwenye glasi itue juu ya uso, na kutengeneza mawasiliano ya ohmic kati ya metali na semiconductor.

Hitimisho

Mchakato wa utengenezaji wa TOPCon ni mlolongo sahihi wa hatua za texturing, doping, passivation, deposition, annealing na metallization, kila moja ikiundwa ili kuongeza upendeleo wa carrier na kupunguza upotevu wa recombination kwa ufanisi wa juu wa ubadilishaji.

Maoni ya ooitech: ooitech inaamini kuwa ufanisi wa juu wa TOPCon unatokana na ushirikiano wa teknolojia ya tunnel oxide na mawasiliano yaliyopitishwa, ambapo kila hatua ya kusafisha, deposition na annealing inafanya kazi pamoja kusukuma mipaka ya upendeleo wa carrier na passivation ya uso.