Mchakato wa Utengenezaji wa Seli za Sola za TOPCon: Hatua kwa Hatua

Jibu la haraka: Mchakato wa utengenezaji wa seli za sola za TOPCon hubadilisha wafer ya silikoni ya monocrystalline ya aina ya N kuwa seli ya ufanisi wa juu iliyokamilika kupitia mfululizo mrefu wa hatua zinazodhibitiwa. Huanza na uundaji wa maandishi ili kuunda uso wa kunasa mwanga, kisha uenezaji wa boroni ili kuunda emitter na laser SE ili kuongeza doping ya maeneo ya mawasiliano, ikifuatiwa na annealing na polishing ya alkali. Hatua zinazofafanua huja baadaye: usafishaji wa RCA, ukuaji wa oksidi nyembamba sana ya tunnel, na uwekaji wa safu ya polysilicon iliyodopingiwa kwa PE-poly au LPCVD. Mipako ya kuzuia mwanga, metallisation kwa uchapishaji wa skrini, na kuchoma hukamilisha seli. Dirisha za mchakato ni nyembamba — uenezaji wa boroni hufanyika karibu 900°C, uwekaji wa polysilicon wa LPCVD karibu 600°C, na kilele cha kuchoma hukaribia 920°C — na kila hatua hudhibiti sehemu ya ufanisi wa mwisho. Upimaji na upangaji hupanga seli kwa mkondo kabla ya kuondoka kwa kuunganisha.

Utengenezaji wa Moduli za PV · na Jerry, Ooitech

Utangulizi

Seli za jua za Monocrystalline N-type TOPCon zimekuwa mojawapo ya teknolojia zenye ufanisi wa juu zinazoahidi zaidi katika tasnia ya photovoltaic. Uzalishaji wake unahusisha mnyororo mrefu wa hatua zinazodhibitiwa kwa uangalifu, ikiwa ni pamoja na texturing, uenezaji wa boroni, laser SE, annealing, polishing ya alkali, PE-poly, annealing, usafishaji wa RCA, upakaji, metallization na upimaji wa mwisho na upangaji. Katika makala hii, tunapitia kila hatua kuu ya mchakato na kueleza kwa nini ni muhimu.

1. Texturing (TEX)

Lengo la Texturing

Lengo la texturing ni kuondoa safu ya uharibifu wa mitambo kwenye uso wa wafer na kuunda uso wa maumbo ya piramidi unaoongeza ufyonzaji wa mwanga. Kwa kupunguza uakisi wa uso, mkondo wa mzunguko mfupi (Isc) unaboreshwa, ambayo hatimaye huongeza ufanisi wa ubadilishaji wa photoelectric wa seli.

Wet etching ni mchakato mkuu wa texturing leo. Ioni za metali, safu za uharibifu na uchafuzi mwingine kwenye uso wa wafer hufanya kazi kama vituo vya recombination. Kwa kuwa elektroni na mashimo yaliyotenganishwa lazima yasafiri na kukusanywa kwenye uso wa wafer, vituo hivi vya recombination hupunguza maisha ya wabebaji wachache, na kusababisha wabebaji kuungana tena kabla ya kuweza kutoa 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, hivyo usafishaji kamili wa uso ni muhimu na huathiri moja kwa moja ufanisi wa seli.

Kanuni ya Mwitikio

Texturing inategemea sifa ya anisotropic etching ya silicon ya kioo, ambapo alkali ya mkusanyiko wa chini na viungio huchimba mielekeo tofauti ya kioo kwa viwango tofauti. Kiwango cha etching kwenye ndege za (110) na (100) ni kikubwa zaidi kuliko kwenye ndege ya (111). Baada ya muda fulani wa etching, miundo minne ya "piramidi" inayoundwa na ndege za (111) hubaki kwenye uso wa wafer ya monocrystalline.

Mpangilio wa atomi hutofautiana katika ndege za kioo, na kusababisha viwango tofauti vya etching:

• (100) plane: mpangilio wa atomi uliolegea kiasi na vifungo vya kemikali vilivyo wazi zaidi, hivyo kutoa kasi ya juu zaidi ya kuchakata.

• (110) plane: msongamano wa atomi kati ya (100) na (111), na kasi ya kuchakata iliyo juu kidogo lakini chini kidogo kuliko (100).

• (111) plane: mpangilio wa atomi uliosongamana zaidi, na vifungo vya kemikali vigumu kushambuliwa, hivyo kutoa kasi ya chini zaidi ya kuchakata.

Jukumu la Viungio vya Kutengeneza Muundo

Viungio hupunguza mvutano wa uso wa silicon, huchochea kutolewa kwa viputo vya hidrojeni vinavyoundwa wakati wa mmenyuko, na hufanya piramidi kuwa sawa zaidi. Huboresha unyevu kati ya uso wa wafer na mmumunyo wa mmenyuko, hudhoofisha nguvu ya kuchakata ya mmumunyo wa NaOH, huongeza pointi za kiini na msongamano wa kiini, na huchochea uundaji wa idadi kubwa ya piramidi ndogo. Kwa ujumla, sifa za kiungio zina ushawishi wa moja kwa moja zaidi kwenye uso wa piramidi uliotengenezwa.

Mtiririko wa Mchakato

Mfululizo wa kutengeneza muundo kwa kawaida hujumuisha: kusafisha kabla kwa NaOH na H2O2 (kusaidiwa na kusafisha kwa ultrasonic kwa 60°C, kikifuatiwa na kuosha kwa maji safi) ili kuondoa viumbe hai, uchafu wa metali na uharibifu wa msumeno; kutengeneza 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 ili kuondoa viumbe hai vilivyobaki; kusafisha kwa asidi kwa kutumia asidi iliyochujwa (3.15% HCl + 7.1% HF) ili kubadilisha alkali iliyobaki na kuondoa safu ya oksidi; kuvuta polepole kabla ya kuondoa maji ili kuondoa filamu ya maji kwa mvutano wa uso; na hatimaye kukausha kwa hewa moto ya 90°C.

2. Usambazaji wa Boroni (B Diff)

Lengo

Chini ya joto la juu, atomi za boroni husambaa ndani ya uso wa wafer ya aina ya N ili kuunda muunganisho wa PN. Uwanja uliojengwa wa muunganisho wa PN hutenganisha vibeba chaji vilivyozalishwa na mwanga ili kutoa mkondo kwa nje. Wafer za aina ya P, zenye mkusanyiko mkubwa wa mashimo, hutumia uchanganyaji wa fosforasi kwa kuunda muunganisho; wafer za aina ya N, zenye mkusanyiko mkubwa wa elektroni, hutumia uchanganyaji wa 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 wafer kwa gesi ya nitrojeni carrier na humenyuka na Si kutoa atomi za boroni, na kuunda safu ya kioo cha borosilicate (BSG). Atomi za boroni kisha huenea 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 kuchemsha cha 12.5°C. Haiwezi kuwaka, inakera na ina harufu kali, na hutengana ndani ya maji kuunda kloridi ya hidrojeni na asidi ya boriki na kutoa joto kubwa. Bidhaa ya kati B2O3, yenye kiwango cha kuyeyuka cha 450°C na kiwango cha kuchemsha cha 1860°C, hubaki kioevu katika mchakato wote na ina uharibifu mkubwa kwa vipengele vya quartz.

Uenezi wa boroni ni mgumu zaidi kuliko uenezi wa fosforasi, kwa hivyo njia ya TOPCon ina mahitaji makubwa zaidi kwa vifaa, ikiwa ni pamoja na usawa wa juu zaidi, joto la juu la uenezi (kawaida zaidi ya 1000°C) na muda mrefu wa uenezi (uundaji wa filamu mara nyingi huchukua hadi dakika 240), ambayo huongeza gharama ya vifaa na uzalishaji katika hatua ya kuunda kiungo.

Mtiririko wa Mchakato

Uenezi hufanywa kwa njia mbili. Uenezi wa kabla ya uwekaji (hatua ya uwekaji wa BSG) hutumia joto la chini na huweka wafer katika angahewa iliyojaa uchafu, kwa hivyo mkusanyiko wa uchafu wa uso hubaki thabiti; hii inajulikana kama uenezi wa chanzo cha uso kisichobadilika. Uenezi wa ugawaji upya husukuma boroni kutoka BSG ndani ya wafer kwa joto la juu katika angahewa yenye oksijeni nyingi bila uchafu wa nje; hapa mkusanyiko wa uso hubadilika kwa muda, ambayo huitwa uenezi wa chanzo cha uso kilichopunguzwa, na usambazaji wa uchafu wa Gaussian.

Hatua za kawaida za mchakato ni: kusukuma utupu kufikia shinikizo la chini; kupasha joto hadi joto la uenezi (800-900°C); kushikilia joto wakati wa kupunguza zaidi shinikizo; kugundua uvujaji chini ya shinikizo la chini; kabla ya oksidi kuunda safu ya SiO2 ya 1nm ili kupunguza kasi ya hatua inayofuata ya uenezi na kufanya uenezi wa boroni kuwa sawa zaidi; uenezi/uwekaji kwa kuanzisha chanzo cha boroni kwa uwekaji wa kabla wenye nguvu na kuingiza kwa utulivu; kupasha joto zaidi ya 900°C ili kuongeza kasi na kina cha uenezi; baada ya oksidi kuunda safu ya SiO2 zaidi ya 100nm ili kudhibiti maudhui ya boroni, kuimarisha kiungo, kuunda safu ya kinga na kuchuja uchafu wa substrate; kupoza hadi joto salama la kufungua bomba; na kuvunja utupu kwa N2 ili kurejesha shinikizo la anga.

3. Kuondoa BSG na Uchongaji wa Alkali

Kuondoa BSG

Baada ya uenezaji wa boroni, sehemu ya nyuma na kingo za wafer hubeba safu nene ya BSG (oksidi ya 40-100nm). Safu hii ya kioo cha borosilicate huathiri vibaya michakato inayofuata na inaweza kusababisha uvujaji wa kiungo cha PN, hivyo uchongaji wa kemikali na usafishaji unahitajika baada ya kuongeza dopa. Kabla ya uchongaji wa alkali, mchakato wa HF wa upande mmoja wa ndani huondoa BSG ya nyuma na kingo, wakati BSG ya mbele huhifadhiwa kama kifuniko wakati wa uchongaji wa alkali ili kulinda muundo wa mbele.

Wafer kwanza huingia kwenye kifaa cha kusafisha cha HF cha ndani, ambapo takriban 60% ya HF huyeyusha BSG ya nyuma kwenye mmumunyo wakati filamu ya maji inalinda BSG ya mbele, ikifuatiwa na takriban dakika 0.5 za kuosha kwa maji safi. Mfululizo unajumuisha: kuweka filamu ya maji kwa kutumia unyevu wa SiO2 kulinda BSG ya mbele; uchongaji wa HF wa BSG ya nyuma na kingo; hatua ya bunduki ya maji kuburudisha filamu ya maji inayoweza kuwa na uchafu; kuosha kwa maji kuondoa HF iliyobaki; kusafisha kwa asidi kuondoa ioni za uchafu zilizobaki; na kukausha filamu ya maji ya mbele.

Uchongaji wa Alkali

Lengo la uchongaji wa alkali ni kuondoa kiungo cha PN kwenye nyuma na kingo ili kuzuia uvujaji, na kuunda muundo wa nyuma ulio sawa na safi katika maandalizi ya upitishaji wa nyuma.

Kuna mbinu mbili kuu. Uwekaji wa maandishi ya pili ni sawa kwa kanuni na uwekaji wa maandishi wa kwanza, lakini kiongezi lazima kipunguze kasi ya mmenyuko kati ya BSG na alkali. Usafishaji wa alkali hutumia alkali ya mkusanyiko wa juu na viongezi kuharakisha mmenyuko wa alkali-silicon, kudhoofisha tabia ya uchongaji isiyo sawa na kuunda muundo wa usafishaji unaoakisi sana. Kiongezi cha uchongaji wa alkali hulinda BSG ya mbele, hupunguza kasi yake ya mmenyuko na alkali ili kuzuia uchongaji kupita kiasi, huweka BSG kama kifuniko kwa hatua za baadaye, hupunguza mvutano wa uso ili kutoa viputo vya hidrojeni, huboresha unyevu na huongeza msongamano wa viini.

4. Uwekaji na Upakaji

Hatua hii huweka Oksidi ya Tunnel (TOX), safu ya Poly-Si na Kifuniko. Uwekaji hufanyika hasa katika awamu ya mvuke ya utupu na unaweza kugawanywa katika Uwekaji wa Mvuke wa Kimwili (PVD), Uwekaji wa Mvuke wa Kemikali (CVD) na Uwekaji wa Safu ya Atomiki (ALD). PVD huyeyusha chanzo cha nyenzo kuwa atomi, molekuli au ioni na kuiweka kwenye substrate chini ya shinikizo la chini; CVD huzalisha mali kwa njia ya 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 handaki ya kwantamu, ikitumia oksidi nyembamba sana (kwa kawaida 1-2nm) kama kizuizi. Kati ya substrate ya silikoni ya aina ya n na safu ya poly-Si iliyodopingiwa, inawezesha usafirishaji wa kubeba kwa kuchagua: elektroni (wabebaji wengi) hupenya kupitia oksidi kuingia kwenye safu ya poly-Si, wakati mashimo (wabebaji wachache) hukabiliana na kizuizi cha juu zaidi (takriban 4.5-4.8eV) na huzuiwa. Pia huunda kupinda kwa bendi na passivation ya athari ya uwanja, ambapo tofauti ya kazi kati ya poly-Si iliyodopingiwa na substrate hupinda bendi za nishati za kiolesura na kuunda uwanja wa kielektroniki unaoongeza wabebaji wengi na kuzuia wabebaji wachache, hivyo kupunguza zaidi muunganiko wa kiolesura.

Oksidi inaweza kutayarishwa kwa oksidi ya joto (inayolingana na LPCVD) au kwa PECVD, PEALD na oksidi ya joto (inayolingana na PECVD). Kwa msongamano wa filamu, PEALD hutoa passivation bora lakini kwa gharama kubwa zaidi ya vifaa, wakati oksidi ya joto na PECVD hutoa uchumi bora. ALD kwa 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 ni ya kukomaa zaidi, ikiwa na faida kama udhibiti rahisi na ubora wa juu wa filamu, lakini huwa na tabia ya kuunda safu ya poly-Si iliyodopingiwa 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, doping ya ndani na mzunguko mdogo, lakini ukomavu wake bado unahitaji kuboreshwa na inaweza kukumbwa na vumbi, maudhui ya juu ya hidrojeni na uundaji wa mapovu wakati wa kuchoma kwa joto la juu.

Safu ya Poly-Si

Silikoni ya polikristali (Poly) imeundwa na nafaka nyingi ndogo za silikoni, zenye ukubwa wa nafaka kwa kawaida kutoka makumi hadi mamia ya nanomita na mipaka ya nafaka kati yao. Safu ya poly-Si kwa kawaida hudopingiwa kwa fosforasi ili kuunda poly-Si ya aina ya n yenye doping kubwa, kuboresha upitishaji, kuwezesha usafirishaji wa kubeba kwa kuchagua na kuunda mguso mzuri wa ohmiki na substrate.

Maandalizi ya Poly-Si yanahusisha uwekaji na udopingi. Uwekaji hutumia LPCVD au PECVD kwa unene wa takriban 100-150nm; filamu isiyo na fuwele hubadilika ufuwele wakati wa kuanili, ikibadilika kutoka awamu mchanganyiko ya mikrofuwele na isiyo na fuwele hadi polyfuwele na kuamsha passivation. Kwa udopingi, LPCVD kwa kawaida huweka tabaka la poly-Si asilia kwanza kisha kukamilisha udopingi wa fosforasi kupitia tanuru ya uenezaji au upandikizaji wa ioni (udopingi wa nje), kwa kuwa udopingi wakati wa uwekaji wa polepole wa LPCVD utaupunguza zaidi. PECVD ina ufanisi wa juu wa filamu na inaweza kukamilisha udopingi wa fosforasi wakati wa upakaji (udopingi wa ndani). LPCVD, teknolojia kuu ya poly-Si, hufanya kazi kwa kutenganisha silane (SiH4) kwa joto kuwa atomi za silikoni zinazoweka filamu. Kumbuka kuwa poly-Si nene husababisha hasara kubwa zaidi ya FCA (parasitic) na hasara kubwa ya mkondo mfupi, na udopingi wa juu wa fosforasi huongeza ufyonzaji wa FCA na hasara ya mkondo.

Tabaka la Mask

Tabaka la mask kwa kawaida ni filamu ya SiO2 yenye unene wa takriban 10nm inayokuzwa baada ya uwekaji wa poly-Si ili kulinda muundo wa nyuma, hasa kuzuia michakato ya mvua inayofuata kuweza kuchimba tabaka la poly-Si. Ili kuhakikisha muundo wa nyuma hauharibiki katika vifaa vya mvua vya aina ya tanki, baada ya mchakato wa poly mask ya SiOx (takriban 10nm) hukuzwa kwenye uso wa nyuma kwa kutumia silane na nitrous oxide (kumbuka: silane na oksijeni zina hatari ya mlipuko katika mazingira yasiyo na utupu).

Hatua za mchakato ni: kupasha moto kwa utupu ili kuleta wafer kwenye joto linalohitajika; uwekaji wa awali wa chanzo cha silikoni asilia (gesi tu, hakuna RF, ili kujaza bomba kwa usawa na kuimarisha shinikizo); uwekaji wa chanzo cha silikoni asilia (RF imewashwa, kuweka filamu isiyo na doping inayozuia na kupunguza fosforasi kutoka poly iliyodopingiwa); uwekaji wa awali wa chanzo cha silikoni kilichodopingiwa (gesi tu); uwekaji wa chanzo cha silikoni kilichodopingiwa (RF imewashwa, kuweka filamu ya poly iliyodopingiwa na fosforasi); uundaji wa mask ya oksidi kwa PECVD SiOx; na kusafisha kwa N2/Ar ili kusukuma SiH4 na N2O nje ya bomba ili kuzuia mwako wakati wa kufungua mlango wa tanuru.

5. Kuanili

Lengo la kuanili ni kubadilisha silikoni isiyo na fuwele iliyokuzwa na PECVD kuwa silikoni ya polyfuwele, kuamsha atomi za fosforasi na kuendeleza kina cha makutano, na kuunda pinholes. Mchakato huu huleta BN2 (boron nitride) na hupasha moto polepole hadi 890-920°C, ambapo BN2 inaingizwa kwa joto la juu ili kuamsha atomi za fosforasi katika filamu ya poly na kuunda udopingi wenye ufanisi.

Kuna uhusiano kati ya annealing na TOX: wakati oksidi ya handaki haijabadilika, kuongeza joto la annealing huzalisha mashimo zaidi na uenezaji ndani, hupunguza upinzani wa mguso na kuboresha FF wakati bado inakidhi mahitaji ya passivation; kwa joto sawa la annealing, oksidi nene ya handaki huzalisha mashimo zaidi na uenezaji ndani na mkondo wa juu wa kueneza.

6. Kuondoa PSG na Usafishaji wa RCA

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

Lengo la RCA ni kuondoa uwekaji wa kuzunguka na kufanya etching ya kingo ili kuzuia uvujaji wa kingo, na kusafisha wafer kwa kuondoa BSG ya mbele na ya nyuma na mask na kuiondoa maji katika maandalizi ya filamu za passivation za mbele na nyuma. Kwa kuwa poly ni silicon ya fuwele nyingi, uondoaji wa kuzunguka hutumia polishing ya alkali kwa alkali ya mkusanyiko wa 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 kuunganisha kwa OH- na silicon na kuharakisha uwekaji wa kuzunguka na etching ya kingo, na kupunguza kiwango cha etching ya alkali ya dioksidi ya silicon ili kulinda BSG ya mbele na mask ya nyuma kutokana na etching kupita kiasi.

Hatua za mchakato ni: HF ya ndani ya mstari ili kuondoa PSG iliyoundwa kwenye sehemu ya mbele na kingo baada ya annealing ya N2 wakati ikihifadhi PSG ya nyuma ili kulinda poly ya nyuma; polishing ya alkali kwa NaOH na kiungio ili kuondoa poly ya ziada ya mbele na kingo; kuosha kwa alkali ili kuondoa viungio vilivyobaki na uchafu; kusafisha kwa asidi ili kupunguza alkali iliyobaki na kuondoa ioni za chuma; 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 wafer na vibeba.

7. ALD (Uwekaji wa Safu ya Atomiki)

Uwekaji wa tabaka za atomiki hufunika nyenzo kama tabaka moja za atomiki kwenye substrate na hujulikana kwa asili yake ya kujizuia, ambayo ni msingi wa ALD. Kupitia vipindi vya muda au nafasi, substrate huwekwa wazi kwa precursors tofauti kwa kubadilishana. Wakati substrate iko katika anga ya precursor A, A hufyonzwa kwa kemikali kwenye uso hadi kufikia kiwango cha juu, kisha husimama; inapowekwa wazi kwa precursor B, B huitikia na A iliyofyonzwa tayari, ikitoa bidhaa za pembeni hadi precursor ya kwanza itakapotumika kabisa na mmenyuko husimama kiotomatiki, na kutengeneza tabaka la atomiki linalohitajika. ALD hurudia mmenyuko huu ili kujenga filamu inayotakiwa.

Kwenye sehemu ya nyuma ya wafer, passivation ya AlOx hupunguza kiwango cha muunganiko wa uso wa nyuma. Alumini oksidi hubeba chaji hasi zisizobadilika zilizo mahali pake hasa kwenye kiungo kati ya alumini oksidi na silicon oksidi kwenye uso wa wafer; chaji hii hasi ya msongamano mkubwa huhakikisha passivation ya uwanja yenye ufanisi. Alumini oksidi pia hutoa passivation bora ya kemikali, ikijaza vifungo vilivyolegea kwenye uso wa silicon ya fuwele na kupunguza msongamano wa hali ya kiungo.

Hatua za mchakato ni: kabla ya uwekaji (gesi tu, hakuna RF, kujaza bomba kwa usawa na kuimarisha shinikizo, huhifadhiwa kwa muda mfupi ili kuepuka upotevu wa gesi na hatari za usalama); uwekaji (RF imewashwa, TMA ikitengeneza plasma inayoitikia na uso kutengeneza AlOx, kisha kusafisha kwa gesi isiyoathiri, hurudiwa kwa mizunguko 40); na kusafisha kwa Ar ili kusukuma TMA na O2 nje ya bomba ili kuzuia mwako wa TMA wakati wa kufungua mlango wa tanuru.

8. Silicon Nitride (SiNx) ya Mbele na Nyuma

Mipako ya SiNx hutumikia madhumuni kadhaa. Hulinda uso wa seli, kwa kuwa silicon nitride ina nguvu kubwa sana inayostahimili hadi 1200°C, upinzani bora wa kutu ya kemikali dhidi ya karibu asidi zote za isokaboni na NaOH chini ya 30%, na ni kizio bora cha umeme. Hutoa kinga dhidi ya mwanga, na fahirisi bora ya refractive ya tabaka moja ni 1.96 hewani; kuongeza maudhui ya silicon huimarisha passivation ya uso, na maandishi yanaripoti kasi ya muunganiko wa uso ikishuka chini ya 20cm/s kwa fahirisi ya refractive ya 2.3, na passivation bora ya wingi kati ya 2.1 na 2.3. Pia huzuia oksidi kupitia muundo wake mnene. Passivation ya emitter ya mbele ya TOPCon hasa hutumia alumini oksidi pamoja na filamu ya SiNx:H, wakati passivation ya nyuma hasa hutumia poly-Si.

Utaratibu wa upitishaji wa SiNx hufanya kazi kwa njia mbili. Upitishaji wa kemikali hupunguza msongamano wa kasoro kwenye kiolesura kwa kupunguza vifungo vilivyolegea, ama kwa kukuza tabaka la uso linalotoa atomi muda na nishati ya kutosha kujaza vifungo vilivyolegea, au kwa kuweka filamu ya dielectri yenye hidrojeni nyingi na kutoa hidrojeni wakati wa kuchoma ili iungane na vifungo vilivyolegea. Upitishaji wa athari ya uwanja hupunguza idadi ya vibeba wachache wanaofikia uso kwa kuzalisha uwanja wa umeme karibu na uso unaofukuza vibeba wa polarity sawa, unaopatikana kwa kupunguza msongamano wa juu wa doping ya uso au kwa kuongeza tabaka la dielectri lenye chaji isiyobadilika ya juu.

Hatua za mchakato wa SiNx ni: kuweka kabla (gesi pekee, hakuna RF, kujaza bomba na kuimarisha shinikizo); uwekaji 1-2-3 (RF imewashwa, kuanzisha SiH4 na NH3 kuunda tabaka tatu za SiNx zenye uwiano wa Si-N unaopungua hatua kwa hatua, kwa kuwa uwiano wa juu wa Si-N hutoa kielekezi cha juu cha mwonekano); uwekaji 4 (RF imewashwa, SiH4, O2 na NH3 kuunda tabaka la SiONx); uwekaji 5 (RF imewashwa, SiH4 na O2 kuunda tabaka la SiO2); na kusafisha kwa N2 kwa njia na bomba ili kuondoa gesi tendaji na kuzuia mlipuko wa SiH4 wakati wa kufungua mlango wa tanuru.

9. Uchapishaji wa Skrini (Uwekaji wa Chuma)

Baada ya kutengeneza maandishi, usambazaji na uwekaji kukamilisha kiungo cha PN na upitishaji, seli inaweza kuzalisha mkondo chini ya mwanga. Ili kutoa na kukusanya mkondo huu, elektrodi za mbele na nyuma huchapishwa kwenye uso wa seli, kwa kawaida kupitia uchapishaji wa skrini, kukausha na kuchoma.

Mfumo wa uchapishaji wa skrini unajumuisha vipengele vitano: kifuta, wino (ubweta), skrini, sehemu ya chini (wafer) na jukwaa la uchapishaji. Utendaji unaofaa wa uchapishaji wa ubweta (umnato, uwezo wa kupunguza mkasi) ni sharti la uchapishaji wa wingi kwa kiwango kikubwa, na idadi ya matundu ya skrini, kipenyo cha waya na upana wa mstari uliobuniwa huamua kwa kiasi kikubwa muundo uliochapishwa. Wakati wa utendaji, ubweta hupita kupitia matundu ya skrini yenye muundo, na kifuta hutoa shinikizo wakati kinasonga kwenye skrini, kikibonyeza ubweta kutoka matundu ya muundo hadi kwenye wafer. Umnato wa ubweta huifanya ibaki ndani ya upeo, na kifuta hudumisha mguso wa mstari na skrini na sehemu ya chini, mstari wa mguso ukisonga na kifuta ili kukamilisha mchoro wa uchapishaji.

Pasta hiyo lazima itoe uchapishaji bora kwa uzalishaji wa wingi, mguso mzuri wa ohmic na emitter kwa upinzani mdogo wa mguso na FF ya juu, uharibifu mdogo kwa emitter ili kupunguza upotevu wa Voc unaosababishwa na metallization, na upinzani mdogo iwezekanavyo wa bulk ili kupunguza upotevu wa sasa. Hatua za mchakato ni: kukausha ili kuyeyusha organiki kwenye pasta; kusaga kabla ili kuyeyusha glass frit, kufuta chembe za fedha na kufungua safu ya passivation; kusaga ili kufuta chuma zaidi kwenye glasi na kuiunganisha pamoja; na kupoza ili chuma kilichoyeyushwa kwenye glasi kitoke kwenye uso, na kuunda mguso wa ohmic kati ya chuma na semiconductor.

Hitimisho

Mchakato wa utengenezaji wa TOPCon ni mfululizo sahihi wa hatua za texturing, doping, passivation, deposition, annealing na metallization, kila moja imeundwa ili 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 teknolojia ya tunnel oxide na passivated contact, ambapo kila hatua safi, deposition na annealing hufanya kazi pamoja ili 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 Sola Unavyofanya Kazi