ብዙ ቁራጭ የሶላር ሴሎችን በተሻለ ሁኔታ እንዴት መቁረጥ ይቻላል?

ፈጣን መልስ፦ አንድን ሙሉ ሴል ወደ ግማሽ፣ ሶስተኛ ወይም ትናንሽ ቁርጥራጮች መቁረጥ እያንዳንዱ ስትሪፕ የሚሸከመውን ጅረት በመቀነስ የሞጁል ኃይልን ይጨምራል፣ ይህም በሪቦን ውስጥ ያለውን የመቋቋም ኪሳራ ይቀንሳል። ጥቅሙ ስትሪፕ ሲያንስ ይቀንሳል፣ የሜካኒካል ወጪው ደግሞ ይጨምራል። ሶስት አቀራረቦች ዋና ናቸው። በሌዘር መቅረጽ ከዚያም በሜካኒካል መስበር በጣም ፈጣኑ ነው እና አነስተኛውን የሙቀት ጫና ያስተዋውቃል፣ ነገር ግን የመስበር ጠርዝ ጥራት በቅረጽ ጥልቀት ላይ ይወሰናል። ሙሉ የሌዘር መቁረጥ ሴሉን በጨረር ብቻ ይለያል እና በዝቅተኛ ፍጥነት የተሻለ ጠርዝ ይሰጣል። የሙቀት ሌዘር መለያየት ሌዘርን ከማቀዝቀዝ ደረጃ ጋር ያጣምራል ስለዚህ ስንጥቁ በተቆጣጠረ መንገድ ይስፋፋል። ተገቢዎቹ ልኬቶች ከ532 nm የሌዘር የሞገድ ርዝመት እስከ 1 µm እና 20 µm አካባቢ ያሉ የባህሪ መጠኖች እስከ 100 µm ይደርሳሉ፣ እና የስትሪፕ ቮልቴጅ ዝቅተኛ ነው — በግምት 0.55 V — ስለዚህ ጥቅሞቹ ከቮልቴጅ ሳይሆን ከመቋቋም ይመጣሉ።

PV Module Manufacturing · by Jerry, Ooitech

መግቢያ

TOPCon፣ SHJ እና BC ሴሎች" title="ብዙ ክፍል የሶላር ሴሎችን በተሻለ ሁኔታ እንዴት መቁረጥ ይቻላል? በ n-type TOPCon፣ SHJ እና BC ሴሎች ውስጥ ስለ ጠርዝ ኪሳራ የሚያስደንቅ እውነት"/>

ከፍተኛ የሞዱል ኃይልን ለማሳደድ፣ መሐንዲሶች ብዙውን ጊዜ አንድ ትልቅ ሴል ወደ 1/2፣ 1/3 ወይም እንዲያውም ወደ ብዙ "ትናንሽ ሴሎች" ይቆርጣሉ፣ ከዚያም በሞዱል ውስጥ በተከታታይ እና በትይዩ እንደገና ያገናኛሉ። ነጥቡ ጅረትን መቀነስ እና የመቋቋም ኃይል ኪሳራን ማሳነስ ነው። ነገር ግን እያንዳንዱ ቁርጠት በሴል ጠርዝ ላይ ያልተሸፈነ "ቁስል" ይተዋል። እነዚያ ቁስሎች ወደ ተሸካሚ ወጥመዶች ይለወጣሉ፣ እና የክፍት-ወረዳ ቮልቴጅን (Voc) እና የመሙያ ሁኔታን (FF) ይበላሉ። ንዑስ-ሴሉ በጥቃቅንነቱ መጠን፣ ይህ የጠርዝ ዳግም ውህደት ኪሳራ የበለጠ ይጎዳል።

ዛሬ በኢንዱስትሪው ውስጥ በጣም የተለመደው ዘዴ፣ "ሌዘር መቅረጽ + ሜካኒካል መሰንጠቅ" (L&C)፣ በመቁረጫው ጠርዝ ላይ ከባድ የሙቀት ጉዳት ያስከትላል። እና ለዓመታት መስኩ በአንድ ነገር ላይ ተስማምቷል፡ በ p-n መገናኛ ጎን መቅረጽ ከፍተኛ ጉዳት ያደርሳል፣ ስለዚህ "የ p-n መገናኛ ጎን ለጠርዝ ኪሳራ ዋነኛው እንቅፋት ነው"። ይህ እምነት የ"p-n መገናኛን ለመጠበቅ ከ n-n+ ጎን መቅረጽ" የሚለውን መደበኛ ዘዴ ወለደ።

ግን ያ በሰፊው ተቀባይነት ያለው "የጋራ እውቀት" በእውነት የ p-n መገናኛን ውስጣዊ የኤሌክትሪክ ባህሪ ያንጸባርቃል? ወይስ የሌዘር ሙቀት ውጤት ብቻ ነው?

ዋና ግኝት፡ ስምምነቱን የሚሰብር ውስጣዊ የኤሌክትሪክ ባህሪ

በሱዙ ዩኒቨርሲቲ FUNSOM ተቋም የምርምር ቡድን "45° ሮቴሽናል ክሊቪንግ" ብለው የሚጠሩትን አዲስ አነስተኛ ጉዳት የመቁረጥ ዘዴ በመጠቀም በNano Energy ላይ ስራ አሳትመዋል። የሌዘር ሙቀት ጉዳትን በብልሃት ያስወግዳል እና የ p-n መገናኛ ጠርዝን እውነተኛ ውስጣዊ የኤሌክትሪክ ባህሪ ይመረምራል። መደምደሚያው ኢንዱስትሪውን አስገርሞታል፡

አነስተኛ ጉዳት በሚደርስበት መቁረጥ ስር፣ በ p-n መገናኛ ጎን ያለው የጠርዝ ተሸካሚ መሰብሰብ ብቃት ከ n-n+ ጎን የበለጠ ነው። በቀላል አነጋገር፡ ከ p-n መገናኛ ጎን መቅረጽ የተሻለ የኢንዱስትሪ ስትራቴጂ ነው። ይህ የሃያ ዓመታት ተቀባይነት ያለው ልምድን ይገለብጣል።

የሴል ጠርዝን ሳይጎዳው እንዴት መክፈት ይቻላል

የ "የ p-n መገናኛ ውስጣዊ የኤሌክትሪክ ባህሪ" ጥናት ለማድረግ በመጀመሪያ አስቸጋሪ ችግርን መፍታት አለብዎት። ባህላዊው ሌዘር መቁረጥ እንደገና የቀለጠ እና እንደገና የደረቀ ንብርብር፣ እንዲሁም ጥቃቅን ስንጥቆች እና በጠርዙ ላይ የተከማቸ የሙቀት ጉዳት ይተዋል፣ እና ይህ ሁሉ የ p-n መገናኛ እና የገጽታ ዳግም ውህደት ባህሪን ምልከታ ያደናቅፋል። ቡድኑ የተለየ መንገድ ተከትሎ፣ የሲሊኮን ክሪስታሎችን አኒሶትሮፒክ የመሰንጠቅ ተፈጥሮ በመጠቀም "የ45° ሽክርክሪት መሰንጠቅ" ዘዴን አቀረበ፡

ደረጃ አንድ፡ ዋፈሩን በአውሮፕላኑ ውስጥ በ45° ማሽከርከር።

ደረጃ ሁለት፡ በ(100) አውሮፕላን ላይ በአልማዝ ጸሐፊ ጥልቀት የሌለው መስመር ቀድመው መቧጨር።

ደረጃ ሦስት፡ በ{110} አውሮፕላን ቤተሰብ ላይ መሰንጠቅ በአቶሚክ ደረጃ ጠፍጣፋ እና በሙቀት ያልተጎዳ መስቀለኛ ክፍል ለማግኘት።

በዚህ መንገድ የተገኘው የጠርዝ መስቀለኛ ክፍል መዋቅራዊ እና የኤሌክትሪክ ትክክለኛነቱን ይጠብቃል። ከማይክሮሜትር ጥራት ያለው የፎቶቮልቴጅ ምስል ቴክኒክ ጋር በማጣመር፣ የኤሌክትሪክ ባህሪን በጠርዙ አጠገብ ነጥብ በነጥብ መቃኘት ይችላሉ፣ የp-n መጋጠሚያውን ሳይጎዱ።

ሙከራው የ532 nm ሌዘርን (የመግባት ጥልቀት ወደ 1.3 µm ገደማ) ተጠቅሟል፣ በ50× ኦብጀክቲቭ ስር ወደ 1 µm የሚጠጋ የቦታ ጥራት ላይ ደርሷል፣ ይህም በጠርዙ በአስር ማይክሮሜትሮች ውስጥ ያለውን የፎቶቮልቴጅ መበስበስ ባህሪ ለመያዝ በቂ ነው።

የሙከራ ግኝቶች

ምስል 1. የመቁረጥ በp-n መጋጠሚያ ትክክለኛነት ላይ ያለው ተጽእኖ (a፣ b)፣ የ45° የማሽከርከር የመሰንጠቅ ዘዴ ንድፍ (c፣ d)፣ እና የሶስቱ ከፍተኛ ብቃት ያላቸው የሴል መዋቅሮች ንድፎች (e-g)።

ምስል 1a ባህላዊውን የL&C ሂደት በp-n መጋጠሚያ ጎን ላይ ሲቀርጽ ያሳያል፡ በመጀመሪያ ሌዘር በሴሉ ላይ ጉድጓድ ይቀጥፋል (የሌዘር ምልክት)፣ ከዚያም ሜካኒካል ኃይል ሴሉን ይሰነጥቃል። ምስል 1b ከL&C መቁረጥ በኋላ የጠርዙ SEM መስቀለኛ ክፍል ነው። ክፍሉ ወደ ሁለት ዞኖች ሲከፈል በግልጽ ማየት ይችላሉ። የላይኛው ክፍል “የሌዘር መቃጠል ክልል” ነው፣ ግልጽ የሆነ የዳግም መቅለጥ እና የዳግም መጠገን መልክ ያሳያል። የታችኛው ክፍል “በጭንቀት የተለየ ክልል” ነው፣ በሜካኒካል ኃይል የተቀደደ፣ ብዙ መደበኛ ያልሆኑ ጥቃቅን ስንጥቆች እና የቀለጡ ገንዳዎችን ትቶ ይሄዳል። ይህ የሙቀት ጉዳት በትክክል የመፍሰስ ጅረት መጨመርን እና የሴል አፈጻጸም መቀነስን የሚያስከትል ነው።

ልብ ሊባል የሚገባው፡- ሌዘር በ p-n መጋጠሚያው ጎን ሲቀርጽ፣ p-n መጋጠሚያው ራሱ በሙቀቱ ሙሉ በሙሉ ይጠፋል። ስለዚህ ኢንዱስትሪው ሁልጊዜ ያየው "ክስተት"፣ "p-n መጋጠሚያው ጎን የጠርዝ ኪሳራ እንቅፋት ነው" የሚለው፣ በእውነቱ የሙቀት ጉዳት ውጤት ነው።

ምስል 1c እዚህ የቀረበውን የ45° የማሽከርከር የመሰነጣጠቅ ዘዴን ያሳያል፡- ዌፈሩን በአውሮፕላኑ ውስጥ ባለው ዘንግ ዙሪያ 45° ያሽከርክሩ፣ (100) አውሮፕላኑን በአልማዝ ቀራሽ ይቧጭሩ፣ ከዚያም በ{110} የመሰነጣጠቅ አውሮፕላን በኩል ይቅደዱ። ምስል 1d የተሰነጠቀው ጠርዝ SEM ምስል ነው፣ ልኬት አሞሌ 20 µm። መስቀለኛ ክፍሉ እጅግ ጠፍጣፋ እና ንጹህ ነው፣ ምንም የመቅለጥ ምልክት የለም፣ የ p-n መጋጠሚያውን መዋቅር እና የኤሌክትሪክ ትክክለኛነት ሙሉ በሙሉ ይጠብቃል። ይህ "ውስጣዊ ባህሪን" ለማጥናት ቁልፍ ነው።

ይህ ስራ ሶስት ዋና ዋና የ n-አይነት ከፍተኛ ብቃት ያላቸውን የሴል ቴክኖሎጂዎችን ይመለከታል፡- TOPCon፣ SHJ እና TBC። እነዚህ የጋራ ባህሪ አላቸው። በ n-አይነት c-Si ንጣፍ ላይ ሁለቱንም p-n መጋጠሚያ (ሆሞ- ወይም ሄትሮጁንሽን) እና n-n+ ከፍተኛ-ዝቅተኛ መጋጠሚያ ይይዛሉ። ስለዚህ የጠርዝ ባህሪያቸውን ማጥናት ለእውነተኛ የኢንዱስትሪ ምርት ቀጥተኛ መመሪያ ይሰጣል።

ምስል 2. የ TOPCon፣ SHJ እና TBC ሴሎች የፊት-ጎን ጠርዝ የፎቶቮልቴጅ ትንተና።

ምስል 2a የ532 nm ሌዘር ቅኝት ከሴሉ የፊት ገጽ ጠርዝ ወደ ውስጥ ያሳያል፣ ከXY ትክክለኛነት መድረክ እና ኤሌክትሪካል ማጉያ ጋር በመስራት የፎቶቮልቴጅ ምልክትን በቅጽበት ለመመዝገብ፣ በመጨረሻም ባለ2D የፎቶቮልቴጅ ካርታ ይገነባል። ምስል 2b የTOPCon፣ SHJ እና TBC (ከግራ ወደ ቀኝ) የፊት-ጎን የፎቶቮልቴጅ ምስል ነው። ደማቅ ቀለም ማለት ከፍተኛ የፎቶቮልቴጅ ማለት ነው። ሦስቱም ሴሎች በጠርዙ ~100 µm ውስጥ ግልጽ የሆነ "ቀስቃሽ ባንድ" ያሳያሉ፣ ወደ ጠርዝ ሲቃረቡ ዝቅተኛ የፎቶቮልቴጅ ይኖራል። ይህ የጠርዝ መልሶ-ማጣመር ኪሳራ ቀጥተኛ ማስረጃ ነው።

ሦስቱን ሲያወዳድሩ፡ TOPCon ከፍተኛው የፎቶቮልቴጅ (0.40–0.55 V) አለው እና በፍጥነት ይሞላል። TBC ዝቅተኛው (0.36–0.49 V) አለው እና በዝግታ ይቀንሳል፣ ማለትም የጠርዝ መልሶ-ማጣመር በጣም መጥፎ ነው። ይህ ውጤት "p-n መገናኛው እንቅፋት ነው" ከሚለው የተለመደ አስተሳሰብ ጋር ይቃረናል፣ ምክንያቱም የፊት ጎን (ብርሃን የሚያጋጥመው ጎን) ብዙውን ጊዜ p-n መገናኛው የሚገኝበት ቦታ ነው።

ምስል 2c በምስል 2b ውስጥ ባለው ጥቁር ነጠብጣብ መስመር የተወሰደውን የፎቶቮልቴጅ መገለጫ ያስተካክላል። ሦስቱም ኩርባዎች "በጠርዝ ዝቅተኛ፣ በጠፍጣፋው ከፍተኛ" ያሳያሉ፣ ነገር ግን የሙላት ፍጥነት (የጠርዝ መልሶ-ማጣመር ርዝመትን የሚያንፀባርቅ) በግልጽ ይለያያል፡

• TOPCon፡ አጭሩ የመቀነስ ክልል፣ በ~100 µm ውስጥ ወደ ሙላት ይቃረባል፣ ትንሹ የጠርዝ ኪሳራ።

• SHJ፡ መካከለኛ የመቀነስ ክልል፣ በ~200 µm ወደ ሙላት ይቃረባል።

• TBC: በጣም ቀርፋፋ ማገገም፣ እስከ ~500 µm ድረስ እየዘረጋ ሙሉ ሙሌት ከመድረሱ በፊት፣ እጅግ የከፋ የጠርዝ ኪሳራ።

ምስል 2d ከልዩነቶቹ በስተጀርባ ያለውን ፊዚክስ ያብራራል። በብርሃን የተፈጠረ ቀዳዳ ከሁለት ነገሮች አንዱን ያደርጋል፡ በኤሌክትሮድ መሰብሰብ፣ ወይም ወደ ጠርዝ ተንሸራቶ እንደገና መጣመር።

TOPCon: ኤሚተር ከፊት፣ እጅግ አጭር የቀዳዳ መሰብሰቢያ መንገድ

የፊት ገጽታ p+ ኤሚተር ነው። ቀዳዳዎች በፊት ኤሌክትሮድ ለመሰብሰብ በጣም ቀጭኑን ኤሚተር መሻገር ብቻ ያስፈልጋቸዋል፣ ስለዚህ አብዛኛዎቹ ቀዳዳዎች "ወደ ጠርዝ የመድረስ እድል አያገኙም"። በተመሳሳይ ጊዜ፣ በ p+ ኤሚተር / SiOx / n-poly-Si የተፈጠረው ጠንካራ መስክ በጠርዝ ላይም ውጤታማ ሆኖ ይቆያል፣ ተሸካሚዎችን በፍጥነት ይለያል። ይህ ነው TOPCon አነስተኛው የጠርዝ ኪሳራ ያለው መሠረታዊ ምክንያት።

SHJ: ፊት ኤሌክትሮኖችን ይሰበስባል፣ ቀዳዳዎች ረጅሙን መንገድ ይወስዳሉ

የSHJ የፊት ገጽታ n-a-Si:H ነው፣ ኤሌክትሮኖችን የሚሰበስብ። ቀዳዳዎች ከመሰብሰባቸው በፊት እስከ ጀርባ p-a-Si:H ድረስ መሰራጨት አለባቸው፣ ይህ በጣም ረጅም መንገድ ነው። በጣም ተቆጣጣሪ የሆነውን TCO ሽፋን እንደ "ሀይዌይ" ሆኖ የሚሰራውን ይጨምሩ፣ ብዙ ቀዳዳዎችን ወደ ጠርዝ በአግድም የሚያጓጉዝ፣ እና የጠርዝ ዳግም ውህደት በሚታይ ሁኔታ ይጨምራል።

TBC: ሁሉም ኤሌክትሮዶች በጀርባ፣ ሙሉ መጥፋት

በTBC ውስጥ እያንዳንዱ ኤሌክትሮድ በጀርባ ላይ ይቀመጣል። በፊት ገጽ ላይ የሚፈጠሩ ተሸካሚዎች ለመሰብሰብ በጠቅላላው ዌፈር ላይ በጎን በኩል መጓዝ አለባቸው። የከፋው፣ የፊት Al2O3 የማለፊያ ሽፋን ብዙ ቋሚ አሉታዊ ክፍያ ይይዛል፣ በሲሊከን ገጽ ላይ የቀዳዳ ክምችት ሽፋን ያስከትላል እና "የቀዳዳ መምራት ቻናል" ይፈጥራል ይህም ቀዳዳዎችን ወደ ጠርዝ የበለጠ ጠንከር ያደርጋቸዋል።

ፈጣን ማስታወሻ፡ የፊት-ጎን የፎቶቮልታይክ ባህሪ በዋናነት በሁለት ነገሮች ይወሰናል፣ "የተሸካሚ መሰብሰቢያ ርቀት" እና "የጎን መጓጓዣ ቻናል መኖሩ አለመኖሩ"፣ እና ከ p-n መጋጠሚያው አቅጣጫ ጋር ምንም ግንኙነት የለውም።

ስእል 3. የTOPCon፣ SHJ እና TBC ሴሎች የጀርባ-ጎን ጠርዝ የፎቶቮልታይክ ትንተና።

ምስል 3a ከኋላ ጠርዝ የሌዘር ቅኝትን ይገልጻል። ምስል 3b ተጓዳኝ የ2D ፎቶቮልቴጅ ካርታ ነው። ከምስል 2b ጋር ሲነጻጸር፣ ሦስቱም ሴሎች ከፊት ጎን ያነሰ የኋላ ጎን ፎቶቮልቴጅ ያሳያሉ (ምክንያቱም የፊት ገጽ ብዙውን ጊዜ የተሻለ የፀረ-ነጸብራቅ ንድፍ እና ከፍተኛ የብርሃን አጠቃቀም ስላለው)። ምስል 3c አስደሳች ነገር ያሳያል፡ የኋላ ጠርዝ "አሸናፊ" TBC ይሆናል። ምንም እንኳን SHJ በጀርባ ላይ p-n መጋጠሚያ ቢኖረውም፣ የጠርዝ ፎቶቮልቴጅ ከTOPCon ያነሰ ነው፣ ይህም "p-n መጋጠሚያ ቦታ" የጠርዝ ኪሳራን የሚወስን ብቸኛው ነገር እንዳልሆነ ያሳያል። ምስል 3d የኋላ ጎን አናሳ ተሸካሚ የመጓጓዣ ዘዴን ይገልጻል። ጀርባው ልዩ ነው፡ የኋላ n-poly-Si ከፍተኛ የኤሌክትሮን ክምችት ይይዛል፣ ይህም ቀዳዳዎችን የሚጨቁን ነገር ግን የኤሌክትሮን መሰብሰብን የሚያበረታታ ጠንካራ መስክ አካባቢ ይፈጥራል።

TOPCon የኋላ ጎን፡ የቀዳዳ "ፈጣን መስመር" ታግዷል

በኋላ n-poly-Si ውስጥ ያለው ከፍተኛ የኤሌክትሮን ክምችት የቀዳዳ መጓጓዣን ይጨቁናል። ቀዳዳዎች ከመሰብሰባቸው በፊት ወደ ፊት p+ አመንጪው ለመድረስ መላውን n-ዓይነት c-Si ንጣፍ መሻገር አለባቸው። ይህ "የረዥም ርቀት መጓጓዣ" የኋላ ጎን ፎቶቮልቴጅን በአጠቃላይ ዝቅ ያደርገዋል፣ ነገር ግን ወደ ጠርዝ የሚደርሱትን የቀዳዳዎች ብዛት ይቀንሳል።

SHJ የኋላ ጎን፡ ሄትሮጁንሽን ጠንካራ ነው፣ ግን TCO ሁለት አፍ ያለው ሰይፍ ነው

የSHJ n-type c-Si / p-a-Si:H heterojunction በእርግጥ ከTOPCon የበለጠ ጠንካራ የኃላፊ መለያየት ይሰጣል፣ ነገር ግን የTCO ዝቅተኛ የጎን መቋቋም አለው እና አሁንም ብዙ ቀዳዳዎችን ወደ ጠርዝ ያሳጥራል። ውጤቱ፡ ጠንካራ የመለያየት ችሎታ ከትንሽ የጠርዝ ኪሳራ ጋር እኩል አይደለም።

የTBC የኋላ ጎን፡ የቀዳዳ HSC በጀርባ ላይ ነው፣ የቤት ጥቅም

የTBC የኋላ-ጎን HSC በቀጥታ የፎቶጄነሬትድ ቀዳዳዎችን ይጋፈጣል። ተሸካሚዎች በጀርባ ላይ ይሰበሰባሉ፣ ስለዚህ ወደ ጠርዝ የሚፈሱት በጣም ጥቂት ናቸው፣ እና የኋላ-ጎን የፎቶቮልቴጅ በፍጥነት ይሞላል።

ፈጣን ማስታወሻ፡ የኋላ-ጎን የፎቶቮልቴጅ ባህሪ ከፊት ጋር ሲነጻጸር "የተገላቢጦሽ" አዝማሚያ ያሳያል። TBC በፊት ላይ በጣም መጥፎ ነው ነገር ግን በጀርባ ላይ በጣም ጥሩ ነው፣ ይህም "የትኛው ጎን ብርሃንን እንደሚጋፈጥ" ከ"የትኛው ጎን p-n መገናኛ እንደሆነ" የበለጠ አስፈላጊ መሆኑን ያሳያል።

ምስል 4. የTOPCon እና SHJ ሴሎች የመስቀለኛ ክፍል የፎቶቮልቴጅ ስርጭት ሞዴል።

ምስል 2 እና 3 ጠርዙን "ከጎን" ከተመለከቱ፣ ምስል 4 በተቃራኒው "በተሻጋሪ" ይቆርጠዋል። ሌዘር በቀጥታ በመስቀለኛ ክፍል ላይ ይቃኛል፣ ስለዚህ ከ p-n መጋጠሚያ እስከ n-n+ ያለውን አጠቃላይ የኤሌክትሪክ ባህሪ በአንድ ጊዜ ያያሉ። ይህ የጥናቱ በጣም ዋና ክፍል ነው። ምስል 4a የTOPCon የመስቀለኛ ክፍል የፎቶቮልቴጅ ካርታ ነው፣ ከግራ ወደ ቀኝ የፊት ጎን (p+ emitter / p-n መጋጠሚያ) እና የኋላ ጎን (n-poly-Si / n-n+ መጋጠሚያ)። የግራ ጎን (p-n መጋጠሚያ) በአጠቃላይ ደማቅ ሆኖ ማየት ይችላሉ፣ የቀኝ ጎን (n-n+) ደግሞ ጠቆር ያለ ነው። በምስል 4b ላይ የተወሰደው ኩርባ በጣም ግልጽ ነው፡ ከ p-n መጋጠሚያ ጎን ወደ n-n+ ጎን፣ የፎቶቮልቴጅ መጠን በተከታታይ ይቀንሳል፣ አጠቃላይ የመቀነሱ ክልል በ100 µm አካባቢ ነው። ይህ ውጤት "p-n መጋጠሚያው የጠርዝ ኪሳራ እንቅፋት ነው" የሚለውን ባህላዊ አመለካከት ሙሉ በሙሉ ይቃወማል፣ ምክንያቱም በዝቅተኛ ጉዳት ሁኔታዎች ውስጥ የ p-n መጋጠሚያ ጎን በተቃራኒው ከፍተኛ የፎቶቮልቴጅ ዞን ነው። ምስል 4c አካላዊ ምክንያቱን ይሰጣል፡ በ p-n መጋጠሚያ ጎን (p+ emitter) ላይ አናሳ ተሸካሚዎች (ቀዳዳዎች) ለመሰብሰብ አጭር ርቀት ብቻ ይጓዛሉ፣ በ n-n+ ጎን (n-poly-Si ክልል) ላይ ግን ቀዳዳዎች ወደ p+ emitter ለመድረስ መላውን n-type c-Si መሻገር አለባቸው፣ ይህ ረጅም መንገድ ከፍተኛ የመገናኘት እድል ያለው ነው፣ ስለዚህ ኪሳራው የበለጠ ነው። ምስሎች 4d–f በSHJ ሴሎች ላይ ተመሳሳይ አዝማሚያ ያሳያሉ፡ ከኋላ p-n መጋጠሚያ (p-a-Si:H / n-c-Si) ወደ ፊት n-n+ መጋጠሚያ (i/n-a-Si:H / n-c-Si)፣ የፎቶቮልቴጅ መጠን እንደገና በተከታታይ ይቀንሳል። ይህ መደበኛነት በተለያዩ የሴል አወቃቀሮች ላይ መያዙ የጥናቱ ዋና ክርክሮች አንዱ ነው።

ይህንን በቁጥር ለመግለጽ፣ ቡድኑ አንድ-ልኬት አናሳ ተሸካሚ ስርጭት ሞዴልን አወጣ። ስእል 4g የሞዴሉ ስኬል ነው፣ ከፒ-ኤን መጋጠሚያ ጎን (ቀዳዳ መምረጫ እውቂያ፣ HSC) ወደ ESC ጎን (ኤሌክትሮን መምረጫ እውቂያ፣ ESC) በተከታታይ የሚቀንስ ኩርባ (ብርቱካናማ) ያሳያል። ስእል 4h በHSC እና ESC ጎኖች ላይ ያለውን የተሸካሚ ባህሪ የበለጠ ያወዳድራል፦

• HSC ጎን፡ አናሳ ተሸካሚዎች (ቀዳዳዎች) በአጭር ርቀት ይሰበሰባሉ፣ ዝቅተኛ የመገናኘት እድል።

• ESC ጎን፡ አናሳ ተሸካሚዎች ወደ HSC ለመድረስ ረጅም ርቀት መስፋፋት አለባቸው፣ በመንገድ ላይ በከፍተኛ ሁኔታ ይገናኛሉ።

• የፒ-ኤን መጋጠሚያ ተሸካሚ መለያየት ዘዴ በከፍተኛ የተሞላ እውቂያ እና የተሸፈነ እውቂያ ሁለት ጥቅም አለው፣ ከተራ ከፍተኛ-ዝቅተኛ መጋጠሚያ (n-n+) የበለጠ ቀልጣፋ ነው።

ፈጣን ማስታወሻ፡ የመስቀለኛ ክፍል ፎቶቮልቴጅ ሞዴል በቁጥር ያረጋግጣል "የፒ-ኤን መጋጠሚያ ጎን የኤሌክትሪክ አፈጻጸም ከ n-n+ ጎን ይበልጣል"፣ እና "አናሳ ተሸካሚ ስርጭት ርዝመት L" የጠርዝ ኪሳራን ለመገምገም እንደ አዲስ መለኪያ ይጠቁማል።

ስእል 5. በኢንዱስትሪ ቴርማል ሌዘር መለያየት (TLS) ዘዴ የተሰራ የTOPCon ሴል መስቀለኛ ክፍል ፎቶቮልቴጅ ትንተና።

የ45° መሰንጠቅ ዘዴ መደምደሚያ ለኢንዱስትሪ መቁረጥ የሚሰራ መሆኑን ለማረጋገጥ፣ ቡድኑ "የሙቀት ሌዘር መለያየት" (TLS) ዘዴን ተጠቅሟል (ስእል 5a) — መጀመሪያ ሌዘር የ p-n መገናኛውን ጎን ያዘጋጃል (በስእሉ ላይ ያለው Pre-grooving)፣ ከዚያም የማቀዝቀዣ ውሃ መለያየቱን ይረዳል። TLS ዛሬ እውቅና ካገኙ ዝቅተኛ-ጉዳት መቁረጫ ቴክኒኮች አንዱ ነው። ስእል 5b ከTLS መቁረጥ በኋላ የTOPCon ተሻጋሪ-ክፍል የፎቶቮልቴጅ ምስል ነው፡ የግራ ጎን (p-n መገናኛ) ከቀኝ ጎን (n-n+) በግልጽ ደብዛዛ ነው። በስእል 5c ላይ ያለው የቁጥር ኩርባ እንደሚያሳየው ከ p-n መገናኛ ወደ ጀርባው ጎን፣ የፎቶቮልቴጅ መጠን አሁንም በተከታታይ እየቀነሰ ይሄዳል፣ ይህም ከ45° መሰንጠቅ ውጤት ጋር ሙሉ በሙሉ ይስማማል።

ቁልፍ ማረጋገጫ፡ በኢንዱስትሪው TLS ዘዴ እንኳን (በቀጥታ ከ p-n መገናኛ ጎን በመቁረጥ)፣ የፎቶቮልቴጅ መጠን አሁንም "ከፍተኛ p-n መገናኛ፣ ዝቅተኛ n-n+" አዝማሚያን ያሳያል። ይህ የሚያሳየው በዝቅተኛ-ጉዳት መቁረጥ ጊዜ፣ "p-n መገናኛ" ጫና የሚፈጥር ነገር አይደለም፣ ይልቁንም ጥቅሙ የሚገኝበት ቦታ ነው። ቀደም ሲል በኢንዱስትሪው ውስጥ የነበረው "p-n መገናኛ ጎን የተሻለ ይሰራል" የሚለው ልምድ በTLS መቁረጥ ውስጥ በሙከራም በንድፈ ሃሳብም ተረጋግጧል።

ስእል 6. የTBC እና THBC ሴሎች ተሻጋሪ-ክፍል የፎቶቮልቴጅ ትንተና፣ እንዲሁም ዝቅተኛ-ጉዳት p-n መገናኛ መቁረጥ ስልት ስዕላዊ መግለጫ።

ምስል 6a እና 6b የTBC እና THBC ሴሎች የመስቀለኛ ክፍል የፎቶቮልቴጅ ምስሎች ናቸው። TBC ከፍተኛው የፎቶቮልቴጅ መጠን 0.39 V አለው፣ THBC ደግሞ በመጠኑ ዝቅተኛ (0.21 V) ነው፣ ነገር ግን ሁለቱም ግልጽ የሆነ "ብሩህ p-n መጋጠሚያ፣ ጨለማ n-n+" የቦታ ስርጭት ያሳያሉ። በምስል 6c እና 6d ላይ የተወሰዱት ኩርባዎች ከምስል 4 ጋር ተመሳሳይ ንድፍ ይከተላሉ፡ ከ p-n መጋጠሚያ ወደ n-n+ ቀስ በቀስ መቀነስ። ልዩ መጠቀስ ያለበት በምስል 6c ላይ ያለው ትንሽ ውስጣዊ ምስል ነው፡ የእያንዳንዱ ሴል መዋቅር የፎቶቮልቴጅ "አቅጣጫዊ ስርጭት" "በላይኛ-ግራ ጥቅጥቅ ያለ፣ በታችኛ-ቀኝ ቀጭን" ንድፍ ያሳያል፣ ይህም ማለት የ p-n መጋጠሚያ ጎን ያለው የኤሌክትሪክ ጥቅም በሁሉም መዋቅሮች እና ሂደቶች ላይ የተለመደ ነው። ምስል 6e የኋላ-ግንኙነት ሴሎችን ልዩ የሚያደርገውን ያብራራል፡ HSC ቀዳዳዎችን ከኋላ "በአቅራቢያ" ይሰበስባል፣ ESC ደግሞ ኤሌክትሮኖችን ከኋላ "በአቅራቢያ" ይሰበስባል። በ p-n መጋጠሚያ ክልል ውስጥ የሚፈጠሩት አናሳ ተሸካሚዎች (ቀዳዳዎች) ወደ HSC ለመድረስ አጭር ርቀት ብቻ ያስፈልጋቸዋል፣ ስለዚህ ኪሳራው አነስተኛ ነው፤ በ n-n+ ክልል ውስጥ ያሉት አናሳ ተሸካሚዎች ግን ረጅም ጉዞ ማድረግ አለባቸው፣ ስለዚህ ኪሳራው የበለጠ ነው። ይህ ንድፍ ከTOPCon እና SHJ ጋር በትክክል ይዛመዳል። በዚህ ሁሉ ማስረጃ ላይ በመመስረት፣ ቡድኑ በምስል 6f ላይ አዲስ የመቁረጫ ስትራቴጂ አቅርቧል፡

የኢንዱስትሪ ምክር

በዝቅተኛ ጉዳት ቆራጭ (እንደ TLS) ውስጥ፣ ከ p-n መጋጠሚያ ጎን መቁረጥ አለብዎት። ምክንያቱ፡ የ p-n መጋጠሚያ ጎን ከፍተኛ የቻርጅ መለያየት ቅልጥፍና እና አጭር የአናሳ ቻርጅ ተሸካሚ የመጓጓዣ መንገድ አለው። በአንዳንድ የሂደት መዛባት እንኳን፣ ጥሩ የኤሌክትሪክ አፈጻጸም ይጠብቃል። ይህ ምክር የሃያ ዓመታትን "የ p-n መጋጠሚያን ከመንካት መቆጠብ" የኢንዱስትሪ ልምድን ይቀይራል።

የOoitech እይታ

በእውነት ይህ ከርዕስ ደረጃ ዝርዝር ይልቅ የመስመር ደረጃ ልማድን በጸጥታ የሚቀይር ግኝት ነው። የ n-type መስመር ለሚያስኬድ ማንኛውም ሰው ዋናው ትምህርት፡ የሌዘር ቆራጭ አሰራርዎን ከሴሉ የቻርጅ ተሸካሚ ፊዚክስ ጋር ያጣምሩ፣ እና የቆየው ህግ ስለነበረ ብቻ በ n-n+ ጎን ላይ በዓይነ ስውርነት አያስቀምጡ። ዝቅተኛ ጉዳት መለያየት (TLS ዓይነት) እዚህ ላይ እውነተኛው አነቃቂ ነው፣ እና ያንን ሂደት በፀሐይ ሴል ሌዘር መቁረጫ ማሽን ላይ ማስተካከል ሞጁል አምራቾች እውነተኛ Voc እና FF የሚያገኙበት ወይም የሚያጡበት ቦታ ነው። የመቁረጫ እና የመሰብሰቢያ ጣቢያዎቻችንን በTOPCon፣ SHJ እና BC ቅርጾች ላይ የጠርዝ ጉዳትን ዝቅተኛ ለማድረግ እንገነባለን፣ ስለዚህ ይህ ዓይነቱ ምርምር በቀጥታ ወደ ምርት ይቀረጻል። እነዚህ እርምጃዎች በሚሰራ መስመር ላይ እንዴት እንደሚታዩ ለማየት ከፈለጉ፣ የ Ooitech YouTube ቻናል በ www.youtube.com/ooitech መከተል ተገቢ ነው።