አንድ የሌዘር እርምጃ እንዴት መላውን የፊት-ጎን የብር ፓስታ ደሙን እንዲቀይር አስገደደ

መግቢያ

ከ2024 በፊት፣ TOPCon የፊት የብር ፓስታ በአብዛኛው አሉሚኒየም-የተቀላቀለ ነበር። አሉሚኒየም በዲኤሌክትሪክ ንብርብሮች ውስጥ ለማቃጠል፣ የእውቂያ መከላከያን ለመግፋት ረድቷል፣ እና ሁሉም ሰው በትክክል ይጠቀምበት ነበር። ከዚያም LECO ታየ እና አጠቃላይ ስዕሉ ተገለበጠ። አሉሚኒየም-ነጻ የብር ፓስታ በአንድ ሌሊት ማለት ይቻላል መሪነቱን ወሰደ፣ እና አሉሚኒየም-የተቀላቀለ ፓስታ ወደ ደጋፊ ሚና ወረደ። ከዚያ በኋላ፣ ሁሉም ሰው በአሉሚኒየም-ነጻ አቅጣጫ ላይ ጠለቀ፣ በፓስታ ቀመሮች፣ በሞለኪውላር ዲዛይን እና በሂደት ትብብር ላይ እየፈጩ።

ስለዚህ ለምን አንድ የሌዘር ሂደት የብር ፓስታ ቀመርን በጣም ሊያናውጠው ይችላል? በመስመር ላይ፣ ብዙ ሰዎች እንደተከሰተ ያውቃሉ፣ ግን ለምን እንደሆነ አያውቁም። ይህንን ተረዱ፣ እና በእውነቱ TOPCon የፊት ሲንተሪንግን ይረዱታል።

የTOPCon የፊት ብረት ማድረግ ከ"ቁሳቁስ ብቻ ግንኙነትን ይቆጣጠራል" ወደ "ቁሳቁስ፣ ሌዘር፣ ኢሚተር እና ጣቶች ስራውን ይካፈላሉ" እየተሸጋገረ ነው።

ከፊት መዋቅር ይጀምሩ

የተለመደ የTOPCon መዋቅር ይውሰዱ። የፊት ጎን ብዙውን ጊዜ ባለብዙ ሽፋን ዳይኤሌክትሪክ ፊልም ቁልል ነው፣ ለምሳሌ SiOx፣ SiNx፣ AlOx። አንዳንድ ሂደቶች እንደ SiOxNy ያሉ ተግባራዊ ሽፋኖችንም ያመጣሉ፣ እና ትክክለኛው ቁልል እንደ አምራቹ ይለያያል። ከዚያ ሁሉ በታች የቦሮን-የተበተነ ኢሚተር ይገኛል፣ የተለመደው የመገናኛ ጥልቀት ከ0.8 እስከ 1 ማይክሮን ብቻ ነው።

በብር ፓስታ ውስጥ ያለው የመስታወት ፍሪት በጥቂት ሰከንዶች ውስጥ በሚቃጠልበት ጊዜ እነዚህን ዳይኤሌክትሪክ ፊልሞች በአንድ ጊዜ አንድ ሽፋን በአንድ ጊዜ "መብላት" አለበት፣ ስለዚህ በኢሚተር ገጽ ላይ ሥር መስደድ ይችላል። ብዙ ፊልሞች፣ ብዙ በሮች። እያንዳንዱ ሽፋን የተለየ ቅንብር፣ ውፍረት እና ጥግግት አለው። ለመስታወት ፍሪት እነዚህ በርካታ የተለያዩ ሳህኖች ናቸው፣ እና እያንዳንዱ የራሱን ሙቀት ይፈልጋል። የTOPCon የፊት ሲንተሪንግ መስኮት በተፈጥሮ ጠባብ የሆነበት መዋቅራዊ ምክንያት ይህ ነው፡ አንድ ፊልም እያቃጠሉ አይደለም፣ ብዙ እያቃጠሉ ነው።

የአሉሚኒየም-የተቀላቀለ ዘመን፡ አሉሚኒየም ሁለት-አፍ ሰይፍ ነው

የብር ፓስታ ከሲሊኮን ጋር በትክክል እንዴት ይገናኛል? በግምት እንደዚህ ነው። የመስታወት ፍሪት ይቀልጣል እና የዲኤሌክትሪክ ፊልሞችን በንብርብር ይቀይዳል። ከ650°C በላይ፣ ብር በቀለጠው መስታወት ውስጥ መሟሟት ይጀምራል። በ2016 NREL እና SLAC በቦታው ባለ ኤክስሬይ ቀረጹት፡ በ700°C፣ በ10 ሰከንድ ብቻ፣ 70% የሚሆነው ብር በመስታወት ደረጃ ውስጥ ሟሟቀ። የተሟሟቁ የብር አየኖች መስታወቱን ተከትለው ወደ ኢሚተር ገጽ ይሄዳሉ፣ ከሲሊኮን ጋር በኦክሳይድ-ቅነሳ ምላሽ ይገናኛሉ፣ እና እንደገና እንደ ብረታ ብረት ብር ይዘንባሉ፣ ወደ "የብር ሹል" ረድፎች ያድጋሉ። በሚቀዘቅዝበት ጊዜ፣ ጥቂት ናኖሜትሮች የሚሆኑ የብር ክሪስታላይቶች በመስታወት ውስጥ ይዘንባሉ፣ የመቆጣጠሪያ ቻናሎችን በመፍጠር ጅረቱን ወደ ውጭ ይወስዳሉ።

በቀላሉ ለመረዳት፡ የፊት ሲንተሪንግ ብር በመስታወት ውስጥ እንዲራመድ እና በኢሚተር ውስጥ ሥር እንዲሰድ ማድረግ ነው።

በዚህ ሂደት ውስጥ የአሉሚኒየም ስራ በጣም እውነተኛ ነው። በዲኤሌክትሪክ ንብርብሮች ውስጥ ለማቃጠል ይረዳል፣ እና የግንኙነት መከላከያን ይጭናል። ግን አሉሚኒየም የመሬት ፈንጂዎችንም ይተክላል። የቦሮን ኢሚተር መጋጠሚያ ጥልቀት 0.8 እስከ 1 ማይክሮን ብቻ ነው። የብር ሹልቶች ዝቅተኛ የመከላከያ ግንኙነት ለመፍጠር በቂ ጥልቀት መሄድ አለባቸው፣ ነገር ግን የ p-n መጋጠሚያን መበሳት የለባቸውም። አሉሚኒየም የመስታወት ደረጃ ምላሽን፣ የበይነገጽ መበስበስን እና የብረት ዝናብ ባህሪን ይለውጣል። በተወሰኑ የሂደት ስርዓቶች ውስጥ፣ ከመጠን በላይ የአሉሚኒየም ተሳትፎ የግንኙነት ከመጠን በላይ የመተኮስ እና የኢሚተር ጉዳት አደጋን ከፍ ሊያደርግ ይችላል። እና የአሉሚኒየም መጥፎ ዕዳ ይህ ብቸኛ የማይንቀሳቀስ ሂሳብ አይደለም። በከፍተኛ ሙቀት ሲንተሪንግ ውስጥ፣ የብረት ጣቶች ይደመሰሳሉ እና ይሰራጫሉ። ከተኩስ በኋላ ጣቶቹ ሰፋ ያሉ እና አጫጭር ይሆናሉ፣ የጥላ ቦታ ይጨምራል፣ እና የኦፕቲካል ኪሳራ ከእሱ ጋር ይጨምራል። በአሉሚኒየም የተቀላቀለበት ዘመን፣ እነዚህ ሁለት መጥፎ ደብተሮች ናቸው፡ በይነገጹ በአሉሚኒየም ይጎዳል፣ እና ጣቶቹ በእሳት ይቃጠላሉ።

አንድ መስመር፡ የአሉሚኒየም የተቀላቀለበት ዘመን የአሉሚኒየምን ጭካኔ ለግንኙነት ተለውጦ፣ እና ሂሳቡን በማይንቀሳቀስ እና በኦፕቲክስ ከፍሏል።

LECO ከገባ በኋላ፣ ሰማዩ ተለወጠ

LECO (ሌዘር የተሻሻለ የግንኙነት ማመቻቸት) ለመጀመሪያ ጊዜ በ2016 በሴል ኢንጂነሪንግ ቀርቧል። በ2023-2024 ወደ TOPCon የጅምላ ምርት ገብቷል፣ እና አሁን መደበኛ የኢንዱስትሪ ውቅር ነው። ትርጉሙ "አንድ ተጨማሪ የሌዘር እርምጃ" አይደለም። ትርጉሙ የፊት ግንኙነት አፈጣጠር ዘዴን እንደገና ያሰራጫል። ለመጀመሪያ ጊዜ፣ የግንኙነት አፈጣጠር ተነሳሽነት በከፊል ከፓስቱ እጅ ተወስዶ ለሌዘር ተሰጥቷል፣ ይህም በግንኙነት በይነገጽ ላይ ትክክለኛ የአካባቢ ሂደት በማድረግ ግንኙነቱን "ለማግበር" ይሰራል። አልሙኒየም ይሰራ የነበረውን ስራ፣ ሌዘርም ሊሰራው ይችላል፣ እና የበለጠ በትክክል ይሰራዋል፣ ፓሲቬሽንን ሳይጎዳ።

አልሙኒየሙን አውጣ፣ እና ትልቁ የፊት-ጎን አደጋ፣ የአልሙኒየም መበሳት የቦሮን ኢሚተር ፓሲቬሽንን የሚያጠፋው፣ በምንጩ ይጠፋል። ይህ ኢንዱስትሪው "ትልቅ ዝላይ" ብሎ የሚጠራው ነው፡ በቀጥታ ከአልሙኒየም-የተቀላቀለ የብር ፓስታ ወደ አልሙኒየም-ነጻ የብር ፓስታ፣ በመካከላቸው ምንም የሽግግር ሁኔታ ሳይኖር።

ሰዎች በቀላሉ የተሳሳተ ትርጉም የሚሰጡት ነጥብ መስመር ይህ ነው፡ አልሙኒየም-ነጻ የብር ፓስታ በቀላሉ "አልሙኒየሙን ሰርዝ" አይደለም። አልሙኒየሙን ሰርዝ፣ እና የዲኤሌክትሪክ ንብርብሮችን የማቃጠል ስራ ሙሉ በሙሉ በመስታወት ፍሪት ላይ ይወድቃል፣ የግንኙነት አፈጣጠር ደግሞ በLECO ላይ ይወድቃል። የመስታወት ቀመር፣ የብር ዱቄት ሞርፎሎጂ እና የአልሙኒየም-ነጻ ፓስታ የሲንተሪንግ የሙቀት መስኮት ሁሉም እንደገና መነደፍ አለባቸው። አልሙኒየምን ማስወገድ አንድ አሮጌ ችግርን ወደ ሁለት አዳዲስ ችግሮች ይከፍላል፣ ከዚያም አንድ በአንድ ይፈታቸዋል።

ከአሉሚኒየም-ነጻ በኋላ፣ ትግሉ በ"ውስጣዊ ችሎታ" ላይ ነው

አሉሚኒየም-ነጻ የብር ፓስታ የመጨረሻው መስመር አይደለም፣ የመነሻ መስመር ነው። ባለፉት ሁለት ዓመታት፣ ሁሉም ሰው በአሉሚኒየም-ነጻ አቅጣጫ እያጣራ ነበር፣ በፓስታው ራሱ "ውስጣዊ ችሎታ" ላይ እየፈጨ ነበር። በዚህ ነሐሴ፣ በኒንግቦ የቁሳቁስ ተቋም የዬ ጂቹን ቡድን፣ ከጃ ሶላር እና ከዚጂያንግ ጓንግዳ ኤሌክትሮኒክስ ጋር በመሆን፣ የ26.31% የፊት ብረታ ብረት ሥራን በ Matterላይ አሳትመዋል። ያ የዚህ የውስጣዊ ችሎታ ማዕበል የቅርብ ጊዜ ማሳያ ነው።

26.31%-ውጤታማነት TOPCon የፀሐይ ሴሎች በተቀናጀ ብረታ ብረት የተቀነሰ የኦፕቲካል ጥላ እና የግንኙነት መከላከያ ኪሳራዎች፣ https://doi.org/10.1016/j.matt.2026.102965

ሲከፋፈል፣ በአሉሚኒየም ዘመን ማንም ሰው ሊያስብ የማይደፍርባቸውን ሁለት ነገሮች አድርጓል።

በመጀመሪያ፣ የብር ፓስታውን "ተስማሚ" አድርጎታል። ከፓስቱ ውስጥ ባለው የፖሊመር ቲክሶትሮፒክ ኔትወርክ ተገላቢጦሽ መሰባበር እና መልሶ መገንባት ዘዴ ጀምረው፣ የፖሊመር ኔትወርክን ሞለኪውላዊ አወቃቀር እና የኢንተርሞለኪውላር ሃይድሮጂን ቦንድ ኔትወርክን እንደገና ነድፈዋል፣ ስለዚህ ፓስቱ ከታተመ በኋላ "ቀጥ ብሎ ይቆማል"። የታተመው የጣት ገጽታ ጥምርታ 55% ደርሷል፣ ስለዚህ ጣቶቹ ረዥም እና ጠባብ ናቸው። ያንን ቁጥር አቅልለው አይመልከቱት። ከፍተኛ ሙቀት sintering የሚፈራው የጣት መውደቅ እና መስፋፋት ነው። የ55% ገጽታ ጥምርታ ማለት ጥላ በከፍተኛ ሁኔታ ይቀንሳል፣ እና ትልቅ የኦፕቲካል ኪሳራ ይድናል ማለት ነው። ይህ በፓስቱ ደረጃ ላይ ያለው "ብልህ ኃይል" ነው፣ የአሉሚኒየም ጥንካሬ ሳይሆን፣ የሬዮሎጂ ዲዛይን ነው።

ሁለተኛ፣ ግንኙነቱን "በቦታ የተወሰነ" አድርጎታል። የእነሱ ብጁ የተደረገ LECO ሂደት በሴሉ ላይ የተገላቢጦሽ ቮልቴጅ ይተገብራል፣ ነጠላ-ድግግሞሽ ሌዘር ደግሞ የፊት ጣቶችን ያለማቋረጥ ይቃኛል። የካሪየር መርፌ የአካባቢያዊ ጁል ሙቀትን ያስነሳል፣ በፒራሚዱ ትከሻ ላይ ንፍቆስፌሪካል Pb-Ag/Si ቅይጥ ግንኙነት ይፈጥራል። ሶስት ቁልፍ ቃላትን ልብ ይበሉ፡- ዝቅተኛ ዘልቆ መግባት፣ ዝቅተኛ መከላከያ፣ የተለያዩ ቦታዎች። የብረት-ሴሚኮንዳክተር ግንኙነት ምላሽ በጥቃቅን ነጥቦች ላይ ብቻ የተገደበ ነው፣ እንደ ባህላዊ sintering ሙሉውን ገጽ በማቃጠል ሳይሆን። በአሉሚኒየም ምክንያት የሚመጣው የላቲስ ጉዳት ጠፍቷል፣ እና በብረት ምክንያት የሚመጣው የመልሶ ማጣመር ኪሳራ በእጅጉ ይቀንሳል።

የኒንግቦ ኢንስቲትዩት ውጤት፡ 26.31% በሶስተኛ ወገን የተረጋገጠ ብቃት፣ የአጭር ዑደት እፍጋት 41.98 mA/cm²፣ ለትልቅ ቦታ TOPCon ሴሎች Jsc የተረጋገጠ ሪከርድ አስቀምጧል። ይህ የJsc ትርፍ በመሠረቱ ከጠንካራ ሲንተሪንግ ንክኪውን "ማቃጠል" አይደለም፣ ነገር ግን በሁለቱም ጫፎች ላይ ያለውን ኪሳራ በአንድ ጊዜ "ማዳን" ነው፣ የጣት ጥላ እና የመገናኛ መስተጋብር።

የፊት ጎን የፓስታ ጦር ሜዳ ብቻ አይደለም

ያንን Nature Energy 26.66% ሥራ እንደገና ይውሰዱ። ብዙ ሰዎች በጀርባው ላይ ያለውን ባለ ሁለት ሽፋን ፖሊ-ሲ ብቻ ይመለከታሉ፣ ነገር ግን የፊት ጎኑም በቢላ ሥር ነው፣ እና አመክንዮው ከ Matter ሥራ ጋር ተመሳሳይ ነው።

በፊት በኩል፣ የቦሮን ኢሚተር ሉህ መቋቋም ከተለመደው 215 Ω/sq ወደ 430 Ω/sq ከፍ ብሏል። ከፍ ያለ የሉህ መከላከያ (sheet resistance) ማለት የተሻለ ጥበቃ (passivation) ማለት ነው (የአናሳ ተሸካሚ የህይወት ዘመን ከ0.70 ms ወደ 1.12 ms ይጨምራል፣ የጨለማ ሙሌት ጅረት ጥግግት ከ9 ወደ 5 fA/cm² ይቀንሳል)፣ ነገር ግን ንክኪው ለማድረግ አስቸጋሪ ይሆናል። መፍትሄው በሁለት እግሮች ይራመዳል። ጣቶቹ (fingers) ከ20 μm ወደ 10 μm ይጠበባሉ፣ እና ክፍተቱ (pitch) ከ1120 μm ወደ 825 μm ይጠበባል፣ ጥቅጥቅ ያሉ እና ጥሩ ጣቶችን በመጠቀም የከፍተኛ የሉህ መከላከያ የጎን ማጓጓዝ ኪሳራን ለማካካስ፣ እና በዚህ መንገድ በአንድ ክፍል ስፋት የሚጠቀመውን የብር መጠን በሦስተኛ ያህል ይቀንሳል። ሌላኛው እግር ደግሞ የንክኪ ማግበር ሂደትን (contact activation process) በመጠቀም ደጋፊ ያደርጋል፣ ይህም የከፍተኛ የሉህ መከላከያ ንክኪ ችግርን በብረታ ብረት ማስቀመጫ ደረጃ ይፈታል።

ይበልጥ አስደሳች የሆነው ሁለቱን ስራዎች ጎን ለጎን ማስቀመጥ ነው። ተመሳሳይ ቡድን። Nature Energy "ብርን የሚዘጋ" በጀርባ፣ Matter "አሉሚኒየምን የሚያስወግድ" በፊት። አንዱ ፊት፣ አንዱ ጀርባ፣ ሁለቱም "በብረታ ብረት ማስቀመጫ ውስጥ መቀነስ" ናቸው። የአሉሚኒየም ዘመን ስልት "ጉልበትን ለንክኪ መለዋወጥ፣ በጥበቃ መክፈል" በስርዓት እየተቋረጠ ነው፣ በምትኩ፡ ብልህ ፓስት (paste)፣ በቦታ የተመረጠ ሌዘር፣ ጥሩ ጣቶች፣ ወፍራም ጥበቃ።

ቀጣዩ ውጊያ፡ ያነሰ ብር መጠቀም

ከአሉሚኒየም ነፃ የሆነው የ"ፓሲቬሽን ጉዳት" ችግርን ፈትቷል፣ ነገር ግን ወጪን ለመቀነስ እና ቅልጥፍናን ለማሳደግ ቀጣዩ እርምጃ "የብር ይዘትን መቀነስ" ነው።

ከአሉሚኒየም ነፃ የብር ፓስታ "ፓሲቬሽንን ሳይጎዳ እንዴት ግንኙነት መፍጠር እንደሚቻል" የሚፈታ ከሆነ፣ በብር የተሸፈነ መዳብ፣ አነስተኛ ብር ያለው ፓስታ፣ እና ንጹህ የመዳብ ሜታላይዜሽን እንኳን ቀጣዩን ችግር እየፈቱ ነው፡ አነስተኛ ብር እንዴት መጠቀም እንደሚቻል።

DK ኤሌክትሮኒክስ በመዳብ ላይ የተመሰረተ አነስተኛ ብር ያለው ሜታላይዜሽን መፍትሄ አዘጋጅቷል፣ እና ከመሪ ደንበኞች ጋር በመስራት በTOPCon ሴሎች ላይ የጅምላ ምርት ለማሳካት የመጀመሪያው ሆኗል። ጂንኮ ሶላር ንጹህ የመዳብ ፓስታ እና የኒኬል ፓስታ እና ሌሎች የመሠረት ብረት ኮንዳክቲቭ ፓስታዎችን እየተመለከተ ነው። LONGi የACM ሜታላይዜሽን መፍትሄ ቀድሞውኑ በቦርዱ ላይ ተቀምጧል።

በ2026፣ ከብር ነፃ መሆን ከ"የምርምር አቅጣጫ" ወደ "የኢንዱስትሪላይዜሽን ውድድር" ተቀይሯል።

ከአሉሚኒየም ነፃ የብር ፓስታ "ፓሲቬሽንን እንዴት እንዳይጎዳ" የሚለውን ፈትቷል፣ ከፍተኛ መዳብ / ንጹህ መዳብ ፓስታ "አነስተኛ ብር እንዴት መጠቀም እንደሚቻል" መፍታት አለበት። ቀጣዩ ውጊያ ቀድሞውኑ ተጀምሯል።

ወደ መስመሩ የሚወሰዱ ሶስት መስመሮች

በመጀመሪያ፣ ከአሉሚኒየም ነፃ መሆን ጥረትን ስለመቆጠብ አይደለም፣ ጨዋታውን ስለመቀየር ነው። ከ"አሉሚኒየም ለእርስዎ ይቃጠላል" እስከ "ቀመር ሲደመር ሌዘር ሲነርጂ።" ይህንን ይረዱ፣ እና የሂደቱ መስኮት ለምን አሁንም ጠባብ እንደሆነ ያውቃሉ፣ ምክንያቱም አሁን መቃጠል እና መነካካት ሁለት ገለልተኛ ስልቶች በመሆናቸው፣ የበለጠ ጥብቅ ቅንጅት ያስፈልጋቸዋል።

ሁለተኛ፣ የፊት ሲንተር መስኮትን ከማስተካከልዎ በፊት፣ በፊትዎ ስንት ፊልሞች እንዳሉ እና እያንዳንዳቸው ምን እንደሆኑ ይወቁ። የተለያዩ ክምር ንብርብሮች የ"መብላት" ጊዜዎች ይደመራሉ። የእቶኑን ኩርባ ጫፍ ብቻ አይመልከቱ፣ ከእያንዳንዱ ፊልም ጋር የተጣጣመውን የሙቀት ባንድ እና የምላሽ ጊዜ ይመልከቱ።

ሦስተኛ፣ የፊት ቅልጥፍና ሦስቱ መዝገቦች አሁን በተናጠል ይቆጠራሉ። ጣቶች ጥላን ይይዛሉ (ሬሾ ቁልፍ ነው)፣ ፓስታ ሲደመር LECO መነካካትን ይይዛሉ፣ የሉህ መከላከያ ሲደመር የማለፊያ ፊልሞች ዳግም ውህደትን ይይዛሉ። የትኛውም መዝገብ የማይመጣጠን ከሆነ፣ ቅልጥፍናው የሚቆምበት ቦታ ነው። ለወደፊቱ፣ አራተኛ ንጥል ወደዚህ መዝገብ ይታከላል፡ የብር ይዘት።

የOoitech እይታ

ይህን ለውጥ ስንመለከት የሚያስደንቀን ነገር የፊት-ጎን ጨዋታ ከአሁን በኋላ ሙሉውን ግንኙነት የሚሸከም አንድ ጀግና ቁሳቁስ ብቻ አለመሆኑ ነው። LECO፣ ጥሩ ጣቶች፣ ከፍተኛ የሉህ መቋቋም እና ወፍራም ፓሲቬሽን አሁን ስራውን ይከፋፍላሉ፣ እና ይህ የሞዱል መስመር ስለ ላይ ወደ ላይ የሴል ግብዓቶች እና ወደ ታች የስትሪንግ አሰራር እንዴት ማሰብ እንዳለበት ይለውጣል። በእኛ በኩል ተረኪ-ዝግጁ የሞዱል ምርት መስመሮችን ስንገነባ፣ እንደ 10 μm እና 55% ቁጥሮች ያሉ የገጽታ ምጥጥነት እና የጣት ስፋት በቀጥታ ታበር-ስትሪንገር እና የግንኙነት አደረጃጀት እንዴት እንደሚዘጋጁ ይነካል፣ ስለዚህ የሴል ሜታላይዜሽን አዝማሚያዎች የሴል አምራች ብቻ ጉዳይ አይደሉም። እነዚህን መስኮቶች ሲገፉ በመጀመሪያ ምን እንደሚሰበር ከመስመር መሐንዲሶች መስማት ጓጉተናል። ተጨማሪ ተግባራዊ የፀሐይ ፋብሪካ ይዘት ከፈለጉ፣ የእኛ የዩቲዩብ ቻናል www.youtube.com/ooitech መከተል ተገቢ ነው።