Mchakato wa Utengenezaji wa Seli za Jua za TOPCon: Mwongozo Kamili wa Hatua kwa Hatua

Utangulizi

Seli za jua za monocrystalline N-type TOPCon zimekuwa mojawapo ya teknolojia zenye ufanisi wa juu zaidi katika tasnia ya photovoltaic. Uzalishaji wao unahusisha mlolongo mrefu wa hatua zinazodhibitiwa kwa uangalifu, ikijumuisha texturing, boron diffusion, laser SE, annealing, alkaline polishing, PE-poly, annealing, RCA cleaning, coating, metallization na upimaji na upangaji wa mwisho. Katika makala hii, tunapitia kila hatua kuu ya mchakato na kueleza kwa nini ni muhimu.

1. Texturing (TEX)

Kusudi la Texturing

Lengo la texturing ni kuondoa safu ya uharibifu wa kimakanika kwenye uso wa wafer na kuunda uso wa textured wenye umbo la piramidi unaoongeza ufyonzwaji wa mwanga. Kwa kupunguza uakisi wa uso, mkondo wa mzunguko mfupi (Isc) unaboreshwa, ambao hatimaye huongeza ufanisi wa ubadilishaji wa nishati ya mwanga kuwa umeme wa seli.

Wet etching ndiyo mchakato mkuu wa texturing leo. Ioni za metali, safu za uharibifu na uchafuzi mwingine kwenye uso wa wafer hufanya kama vituo vya kuunganisha tena. Kwa kuwa elektroni na mashimo yaliyotenganishwa lazima yasafiri na kukusanywa kwenye uso wa wafer, vituo hivi vya kuunganisha tena hupunguza muda wa maisha ya wabebaji wachache, na kusababisha wabebaji kuunganisha tena kabla ya kutoa nje kama mkondo wa nje. Safu za oksidi za uso na uchafuzi wa kikaboni pia huathiri ubora wa uwekaji na passivation 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

Texturing inategemea sifa ya anisotropic etching ya silicon ya fuwele, ambapo alkali ya kiwango cha chini na viungio huweka etching kwenye mwelekeo tofauti wa fuwele kwa viwango tofauti. Kiwango cha etching kwenye nyuso (110) na (100) ni kikubwa zaidi kuliko kwenye (111). Baada ya muda fulani wa etching, miundo minne ya "piramidi" inayojumuisha nyuso (111) inabaki kwenye uso wa wafer ya monocrystalline.

Mpangilio wa atomiki hutofautiana kwenye nyuso za fuwele, na kusababisha viwango tofauti vya etching:

• (100) ndege: mpangilio wa atomiki usio na nguvu na vifungo vingi vya kemikali vilivyo wazi, ikitoa kasi ya haraka zaidi ya kuchonga.

• (110) ndege: msongamano wa atomiki kati ya (100) na (111), na kasi ya kuchonga haraka lakini kidogo chini kuliko (100).

• (111) ndege: mpangilio wa atomiki uliojaa zaidi, na vifungo vya kemikali vigumu kushambuliwa, ikitoa kasi ya polepole zaidi ya kuchonga.

Jukumu la Viungio vya Uundaji wa Maandishi

Viungio hupunguza mvutano wa uso wa silicon, kukuza kutolewa kwa 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 kuchonga ya suluhisho la NaOH, huongeza pointi za nucleation na wiani 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 maandishi.

Mlolongo wa Mchakato

Mlolongo wa uundaji wa maandishi kwa kawaida hujumuisha: kusafisha kabla na 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 maandishi wa alkali kwa kutumia takriban 0.6% NaOH na 0.4% kiungio kwa 82°C kwa sekunde 420 kuunda muundo wa piramidi; kusafisha baada ya kuondoa vitu vya kikaboni vilivyobaki; kusafisha kwa asidi kwa kutumia asidi nyepesi (3.15% HCl + 7.1% HF) ili kupunguza alkali iliyobaki na kuondoa safu ya oksidi; kuvuta polepole kabla ya kukausha ili kuondoa filamu ya maji kwa mvutano wa uso; na hatimaye kukausha kwa hewa ya joto ya 90°C.

2. Usambaaji wa Boroni (B Diff)

Kusudi

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

Kanuni ya Mchakato

Kloridi ya boroni (BCl3) hupitia kwenye bomba la quartz kwa joto la 800-900°C na kuitikia na oksijeni kuunda B2O3, ambayo hujilimbikiza kwenye uso wa wafer na gesi ya kubeba ya nitrojeni na kuitikia na Si kuzalisha atomi za boroni, na kuunda safu ya glasi ya borosilicate (BSG). Atomi za boroni kisha hujitawanya ndani ya wafer kuunda kiungo cha PN. BCl3 ni kioevu au gesi isiyo na rangi inayotoa moshi, yenye msongamano wa 1.35 kg/m3, kiwango cha kuyeyuka cha -107.3°C na kiwango cha kuchemka cha 12.5°C. Hakiwaka, inakera na ina harufu kali, ikioza katika maji kuunda asidi hidrokloriki na asidi ya boroni na kutolewa kwa joto kubwa. Bidhaa ya kati B2O3, yenye kiwango cha kuyeyuka cha 450°C na kiwango cha kuchemka cha 1860°C, inabaki kioevu wakati wote wa mchakato na ina athari kubwa ya kuharibu vifaa vya quartz.

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

Mlolongo wa Mchakato

Utawanyiko unafanywa kwa njia mbili. Utawanyiko wa awali wa kuweka (hatua ya kuweka BSG) hutumia joto la chini na kuweka wafer katika anga ya uchafu uliojaa, kwa hivyo mkusanyiko wa uchafu wa uso unabaki thabiti; hii inajulikana kama utawanyiko wa chanzo cha uso wa mara kwa mara. Utawanyiko wa ugawaji upya husukuma boroni kutoka BSG ndani ya wafer kwa joto la juu katika anga 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 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 wakati kupunguza zaidi shinikizo; kugundua uvujaji chini ya shinikizo la chini; oksidi ya awali kuunda safu ya SiO2 ya 1nm kupunguza kasi ya hatua inayofuata ya utawanyiko na kufanya utawanyiko wa boroni kuwa sawa zaidi; utawanyiko/kuweka kwa kuanzisha chanzo cha boroni kwa kuweka awali kwa kazi na kuendesha kwa njia ya kupita; kupasha joto zaidi juu ya 900°C kuongeza kasi na kina cha utawanyiko; oksidi ya baadaye kuunda safu ya SiO2 zaidi ya 100nm kudhibiti kiwango 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 Uchimbaji wa Alkali

Uondoaji wa BSG

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

Wafa kwanza huingia kwenye kifaa cha inline cha kusafisha HF, ambapo takriban 60% HF huyeyusha BSG ya nyuma kwenye suluhisho wakati filamu ya maji inalinda BSG ya mbele, ikifuatiwa na kuosha kwa maji safi kwa takriban dakika 0.5. Mlolongo unajumuisha: kutumia filamu ya maji kwa kutumia upendeleo wa SiO2 kulinda BSG ya mbele; kuchonga kwa HF kwa BSG ya nyuma na kingo; hatua ya bunduki ya maji kufanya upya filamu ya maji inayoweza kuwa imechafuliwa; kuosha kwa maji kuondoa HF iliyobaki; kusafisha kwa asidi kuondoa ioni za uchafu zilizobaki; na kukausha filamu ya maji ya mbele.

Kuchonga kwa Alkali

Kusudi la kuchonga kwa alkali ni kuondoa makutano ya PN kwenye nyuma na kingo ili kuzuia uvujaji, na kuunda muundo wa nyuma wenye usawa na safi kwa ajili ya maandalizi ya ulinzi wa nyuma.

Kuna njia kuu mbili. Uchongaji wa pili ni sawa katika kanuni na uchongaji wa kwanza, lakini nyongeza lazima ipunguze kiwango cha mmenyuko kati ya BSG na alkali. Upolishaji wa alkali hutumia alkali ya mkusanyiko wa juu na nyongeza kuharakisha mmenyuko wa alkali-silicon, kudhoofisha tabia ya anisotropic etching na kuunda muundo wa polished wenye kuakisi sana. Nyongeza ya kuchonga kwa alkali inalinda BSG ya mbele, inapunguza kiwango chake cha mmenyuko na alkali kuzuia kuchonga kupita kiasi, inaweka BSG kama kifuniko kwa hatua za baadaye, inapunguza mvutano wa uso ili kutoa mabubbles ya hidrojeni, inaboresha unyevu na kuongeza wiani wa nucleation.

4. Uwekaji na Upakaji

Hatua hii huweka Tunnel Oxide (TOX), safu ya Poly-Si na Mask. Uwekaji hasa hufanyika katika awamu ya utupu na inaweza kugawanywa katika Physical Vapor Deposition (PVD), Chemical Vapor Deposition (CVD) na Atomic Layer Deposition (ALD). PVD huvukiza chanzo cha nyenzo kuwa atomi, molekuli au ioni na kuiweka kwenye substrate chini ya shinikizo la chini; CVD huzalisha amana kupitia mmenyuko wa kemikali kwenye substrate; na ALD huweka nyenzo safu kwa safu kama safu moja ya atomi.

Safu ya Oksidi ya Tunnel (TOX)

Safu ya oksidi ya handaki inategemea athari ya quantum tunneling, ikitumia oksidi nyembamba sana (kawaida 1-2nm) kama kizuizi. Kati ya substrate ya silicon ya aina ya n na safu ya poly-Si iliyowekwa dopu, inawezesha usafirishaji wa kuchagua carrier: elektroni (carrier wengi) hupenya kupitia oksidi hadi kwenye safu ya poly-Si, wakati mashimo (carrier wachache) wanakabiliwa na urefu wa juu wa kizuizi (kuhusu 4.5-4.8eV) na wanazuiwa. Pia inaunda kupinda kwa bendi na passivation ya athari ya shamba, ambapo tofauti ya kazi kati ya poly-Si iliyowekwa dopu na substrate hupinda bendi za nishati za interface na kuunda shamba la umeme linaloongeza carrier wengi na kuwafukuza carrier wachache, na hivyo kupunguza zaidi recombination ya interface.

Oksidi inaweza kutayarishwa kwa oxidation ya joto (inayooana na LPCVD) au kwa PECVD, PEALD na oxidation ya joto (inayooana na PECVD). Kwa upande wa wiani wa filamu, PEALD inatoa passivation bora lakini kwa gharama ya juu ya vifaa, wakati oxidation ya joto na PECVD zinatoa uchumi bora. ALD kawaida inatoa karibu 0.7nm, oxidation ya joto karibu 1.3nm, na utaratibu wa tunneling kwa ujumla unapatikana kwa unene chini ya 1.6nm. LPCVD ni ya kukomaa zaidi, ikiwa na faida kama udhibiti rahisi na ubora wa juu wa filamu, lakini inaelekea kuunda safu ya poly-Si iliyowekwa dopu inayozunguka kwenye makali ya mbele ambayo lazima isafishwe, na ina kasi ndogo ya filamu. PECVD poly-Si ni teknolojia mpya zaidi yenye deposition ya haraka, doping ya ndani na kupunguza kuzunguka, lakini ukomavu wake bado unahitaji kuboreshwa na inaweza kukabiliwa na vumbi, kiwango cha juu cha hidrojeni na malezi ya mapovu wakati wa annealing ya joto la juu.

Safu ya Poly-Si

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

Utayarishaji wa Poly-Si unahusisha uwekaji na uongezaji wa dopu. Uwekaji hasa hutumia LPCVD au PECVD kwa unene wa takriban 100-150nm; filamu isiyo na fuwele hubadilika wakati wa annealing, ikibadilika kutoka mchanganyiko wa fuwele ndogo na isiyo na fuwele hadi polycrystalline na kuamsha passivation. Kwa uongezaji wa dopu, LPCVD kwa kawaida huweka safu ya poly-Si ya ndani kwanza na kisha kukamilisha uongezaji wa fosforasi kupitia tanuru ya usambaaji au uwekaji wa ioni (ex-situ doping), kwa kuwa uongezaji wa dopu wakati wa uwekaji wa polepole wa LPCVD ungepunguza kasi zaidi. PECVD ina ufanisi wa juu wa filamu na inaweza kukamilisha uongezaji wa fosforasi wakati wa kupaka (in-situ doping). LPCVD, teknolojia kuu ya poly-Si, hufanya kazi kwa kuoza kwa joto silane (SiH4) kuwa atomi za silicon zinazowekwa kwenye filamu. Kumbuka kwamba poly-Si nene husababisha upotevu mkubwa wa FCA (parasitic) na upotevu mkubwa wa mkondo mfupi, na uongezaji wa juu wa fosforasi huongeza ufyonzwaji wa FCA na upotevu wa mkondo.

Safu ya Kifuniko

Safu ya kifuniko kwa 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 kuharibu safu ya poly-Si. Ili kuhakikisha muundo wa nyuma hauharibiki katika vifaa vya mvua vya aina ya tank, baada ya mchakato wa poly, kifuniko cha SiOx (takriban 10nm) kinakuzwa kwenye uso wa nyuma kwa kutumia silane na nitrous oxide (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 cha ndani (gesi tu, bila RF, kujaza bomba sawasawa na kuimarisha shinikizo); uwekaji wa chanzo cha silicon cha ndani (RF imewashwa, kuweka filamu isiyo na dopu inayozuia na kupunguza 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. Annealing

Madhumuni ya annealing 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 huanzisha 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 tunnel oxide haijabadilika, kuongeza joto la annealing huzalisha pinholes zaidi na in-diffusion, kupunguza contact resistivity na kuboresha FF huku bado ikikidhi mahitaji ya passivation; kwa joto sawa la annealing, tunnel oxide nene huzalisha pinholes zaidi na in-diffusion na saturation current ya juu.

6. Uondoaji wa PSG na Usafishaji wa RCA

Wakati wa deposition ya PEALD ya filamu ya n+-poly-Si, safu ya ndani ya n+-poly huundwa mbele ya wafer, ikifunikwa na filamu nyembamba ya Mask (SiOx). HF ya upande mmoja huondoa SiOx, kisha umwagaji wa alkali huondoa n+-poly-Si ya mbele. Wafer hupitia kwa mfuatano tanki la etching, tanki la alkali na tanki la kusafisha kwa athari za kemikali kabla ya kukausha.

Madhumuni ya RCA ni kuondoa plating ya kuzunguka na kufanya edge etching kuzuia edge leakage, na kusafisha wafer kwa kuondoa BSG ya mbele na nyuma na mask na kuikausha kwa ajili ya filamu za passivation za mbele na nyuma. Kwa kuwa poly ni silicon ya polycrystalline, uondoaji wa wrap-around hutumia alkaline polishing na alkali ya kiwango cha juu na viungio.

Viungio vya RCA husafisha vitu vya isokaboni na bidhaa zilizobaki ili kuboresha unyevu wa uso, hufanya kama vichocheo vya athari kuharakisha kuungana kwa OH- na silicon na kuharakisha wrap-around na edge etching, na kupunguza kiwango cha etching ya alkali ya silicon dioxide kulinda BSG ya mbele na mask ya nyuma kutokana na etching kupita kiasi.

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

7. ALD (Atomic Layer Deposition)

Uwekaji wa tabaka za atomi (ALD) hufunika nyenzo kama tabaka moja za atomi kwenye substrate na hujulikana kwa asili yake ya kujizuia, ambayo ni msingi wa ALD. Kupitia vipindi vya muda au nafasi, substrate huwekwa kwa njia mbadala kwenye precursors tofauti. Wakati substrate iko katika angahewa ya precursor A, A huchukuliwa kwa kemikali kwenye uso hadi kushiba, kisha husimama; inapowekwa kwenye precursor B, B hujibu na A iliyokuwa imechukuliwa tayari, ikitoa bidhaa za upande hadi precursor ya kwanza itakapotumika kabisa na mmenyuko ukasimama kiotomatiki, na kutengeneza tabaka la atomi linalohitajika. ALD hurudia mmenyuko huu kujenga filamu inayotakiwa.

Kwenye upande wa nyuma wa wafer, 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 wafer; msongamano huu wa juu wa chaji hasi huhakikisha upitishaji bora wa shamba. Oksidi ya alumini pia hutoa upitishaji bora wa kemikali, ikishibisha vifungo vya kuning'inia kwenye uso wa silikoni ya fuwele na kupunguza msongamano wa hali ya kiolesura.

Hatua za mchakato ni: kabla ya uwekaji (gesi tu, bila RF, kujaza bomba sawasawa na kusawazisha shinikizo, kufanywa kwa muda mfupi ili kuepuka upotevu wa gesi na hatari za usalama); uwekaji (RF imewashwa, na TMA kutengeneza plasma inayojibu na uso kutengeneza AlOx, kisha kusafisha kwa gesi isiyo na tendaji, 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 hutumikia madhumuni kadhaa. Inalinda uso wa seli, kwani nitridi ya silikoni ina nguvu kubwa sana inayostahimili hadi 1200°C, upinzani bora wa kemikali dhidi ya karibu asidi zote za isokaboni na NaOH chini ya 30%, na ni kizuizi bora cha umeme. Inatoa kinga ya kuakisi, ikiwa na faharasa bora ya kuakisi ya safu moja ya 1.96 hewani; kuongeza maudhui ya silikoni huimarisha upitishaji wa uso, na fasihi inaripoti kiwango cha muunganisho wa uso kikishuka chini ya 20cm/s kwa faharasa ya kuakisi ya 2.3, na upitishaji bora wa wingi kati ya 2.1 na 2.3. Pia huzuia uoksidishaji kupitia muundo wake mnene. Upitishaji wa emitter ya mbele ya 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, kwa kukuza safu ya uso ambayo huwapa atomi muda na nishati ya kutosha kujaza vifungo vinavyoning'inia, au kwa kuweka filamu ya dielectri yenye hidrojeni nyingi na kutoa hidrojeni wakati wa sintering ili iungane na vifungo vinavyoning'inia. Upitishaji wa athari ya shamba hupunguza idadi ya wabebaji wachache wanaofika kwenye uso kwa kuzalisha uwanja wa umeme karibu na uso ambao huwafukuza wabebaji wa polarity sawa, unaopatikana 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, bila RF, kujaza bomba na kuimarisha shinikizo); utuaji 1-2-3 (RF imewashwa, kuanzisha SiH4 na NH3 kuunda tabaka tatu za SiNx na uwiano wa Si-N unaopungua hatua kwa hatua, kwani 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 texturing, diffusion na mipako kukamilisha kiungo cha PN na upitishaji, seli inaweza kuzalisha mkondo chini ya mwanga. Ili kutoa na kukusanya mkondo huu, elektroni za mbele na za 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 mesh ya skrini, kipenyo cha waya na upana wa mstari uliobuniwa huamua kwa kiasi kikubwa umbo lililochapishwa. Katika operesheni, pasta hupitia mashimo ya muundo wa mesh, na squeegee hutumia shinikizo wakati inasonga kwenye skrini, ikikandamiza pasta kutoka kwenye mashimo ya muundo hadi kwenye wafer. Mnato wa pasta huiweka imefungwa ndani ya eneo, na squeegee hudumisha mawasiliano ya mstari na skrini na substrate, mstari wa mawasiliano ukisonga na squeegee kukamilisha pigo la 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 wa bulk iwezekanavyo ili kupunguza upotevu wa sasa. Hatua za mchakato ni: kukausha ili kuyeyusha vitu vya kikaboni kwenye pasta; pre-sintering ili kuyeyusha glass frit, kuyeyusha chembe za fedha na kufungua safu ya passivation; sintering ili kuyeyusha chuma zaidi kwenye glasi na kuifunga pamoja; na kupoeza ili chuma kilichoyeyushwa kwenye glasi kipande juu ya uso, na kuunda mawasiliano ya ohmic kati ya chuma na semiconductor.

Hitimisho

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

Maoni ya ooitech: ooitech inaamini kwamba ufanisi wa juu wa TOPCon unatokana na ushirikiano wa tunnel oxide na teknolojia ya mawasiliano ya passivated, ambapo kila hatua ya usafi, deposition na annealing hufanya kazi pamoja kusukuma mipaka ya uteuzi wa carrier na passivation ya uso.

Usomaji unaohusiana: Mchakato wa Utengenezaji na Teknolojia ya Moduli za Photovoltaic · Jinsi Mstari wa Uzalishaji wa Paneli za Jua Unavyofanya Kazi