TOPCon የመዳብ ሽፋን ሌላ እርምጃ ወደፊት ይጠነሰሳል፡ LIF
የይዘት ሰንጠረዥ
ፈጣን መልስ፦ TOPCon የመዳብ ሽፋን ከጊዜ በፊት በጂያንግናን ዩኒቨርሲቲ የተሰራውን ስራ የሚጨምር አዲስ ውጤት በማግኘት ወደ ምርት ለመድረስ አንድ እርምጃ ተቃርቧል። ሽፋን ብርን በመዳብ ይተካል፣ እና እንቅፋቱ በፅንሰ-ሀሳቡ ላይ በጭራሽ አልነበረም — መዳብ ወደ ሲሊኮን እንዳይሰራጭ የሚያግደው ተጣባቂነት እና መከላከያ ንጣፍ ነው። በዚህ ጥናት ውስጥ ያለው የሂደት መስኮት ለግንኙነት ምስረታ ደረጃ በ750 °C እስከ 800 °C አካባቢ ይሰራል፣ በንድፍ ደረጃ 1064 nm ሌዘር ጥቅም ላይ ይውላል እና በ400 °C ይሞቃል። መዳብ ሊተካው ከሚችለው የብር ፔስት በግምት ሁለት አሃዝ ማግኒቲዩድ ይቀላል፣ እና ብር በTOPCon ሴል ውስጥ ካለው ሲሊኮን ያልሆነ ወጪ ትልቁ ነው። የቀሩት ጥያቄዎች የመስመር ተኳኋኝነት እና የረጅም ጊዜ አስተማማኝነት ናቸው፡ የመጀመሪያ ቅልጥፍናን የሚያሳልፍ ነገር ግን በእርጥበት ሙቀት ውስጥ የሚበላሽ የተለበጠ ግንኙነት ለምርት የሚሆን ሂደት አይደለም።
PV Module Manufacturing · by Jerry, Ooitech
መግቢያ
ከቀዳሚው ጥናት ወደ አዲስ ግኝት
ትናንት ከጃንግናን ዩኒቨርሲቲ የቀረበን ጽሑፍ ተወያይተናል። TOPCon የመዳብ ሽፋን፡ የሌዘር ጎትት ሲሊኮንን ይጎዳል፣ ክሪስታላይኒቲው በ30 በመቶ ነጥብ ይቀንሳል፣ እና ለመጠገን አኒሊንግ ያስፈልጋል። ያ ጽሑፍ እንደደመደመው " 750°C አኒሊንግ + HF ማጽዳት ውጤታማነትን ከ23.41% ወደ 24.85% መልሶ ማምጣት ይችላል።
ነገር ግን በምርት መስመር ላይ ያለ ማንኛውም ሰው 750°C አኒሊንግ ራሱ የ ሃይድሮጅን ምክንያት የሆነ የብሊስተር አደጋ እንዳለው ያውቃል — የሙቀት መስኮቱ በጣም ጠባብ ነው። ከ775°C በላይ የኋላ ፓሲቬሽን ሽፋን ይቦረቦራል፣ እና በ800°C ውጤቱ ምንም አኒሊንግ ከሌለ የባሰ ነው።
የተሻለ መንገድ አለ?
በ2026 አዲስ የታተመ ሁለተኛ ወረቀት ከጂያንግናን ዩኒቨርሲቲ + ጂያንግሱ ዢያንግሁአን + DR ሌዘር አዲስ መልስ ይሰጣል፡ LIF (ሌዘር-ኢንዱስትድ ፋየሪንግ) በመጠቀም ባህላዊ ዝቅተኛ የሙቀት ሲንተሪንግን ለመተካት፣ በተመሳሳይ ጊዜ የሌዘር ጉዳትን በመጠገን ላይ።
ውጤቶቹ፡ የውጤታማነት መሻሻል +0.45% abs.፣ የVoc ትርፍ 0.86mV፣ እና — የእውቂያ መቋቋም አንድነት ላይ ትልቅ መሻሻል።
1. ፈጣን ማጠቃለያ፡ የTOPCon የመዳብ ሽፋን ፍሰት እና የህመም ነጥቦቹ
መደበኛው ሂደት እና የሚጎዳው ቦታ
መደበኛው የTOPCon Ni/Cu ሽፋን ፍሰት፡
ሌዘር መቆረጥ → ጉዳትን ለመጠገን ከፍተኛ ሙቀት ማቃለል → HF ማጽዳት → Ni ሽፋን → ዝቅተኛ ሙቀት ማቃለል → Cu ሽፋን
ሁለት የህመም ነጥቦች፡
ሌዘር መቆረጥ ሲሊከንን ያበላሻል፡ ባለፈው ጽሑፍ ላይ እንደተብራራው፣ ክሪስታሊኒቲ ከ99.3% ወደ 69.8% ይወርዳል፣ ይህም ለመጠገን ከፍተኛ ሙቀት ማቃለል ያስፈልገዋል።
ባህላዊ ዝቅተኛ ሙቀት ማቃለል አንድ አይነት አይደለም፡ ምድጃው ሙሉውን ሴል ያሞቃል፣ ጠርዞቹ ሙቀትን በፍጥነት ያስወጣሉ መሃል ግን ይሞቃል፣ ይህም ያስከትላል የእውቂያ መቋቋም በጠርዞቹ ላይ ከፍተኛ እና በመሃል ዝቅተኛ እንዲሆን — አንድ አይነት ያልሆነ የአሁን አሰባሰብ FFን ይጎዳል።
የዚህ አዲስ ወረቀት ዋና ግኝት፡ LIF ን ወደ ፕላቲንግ ፍሰት ማስገባት አንድ ድንጋይ ሁለት ወፎችን ይገድላል — ያልተስተካከለ ዝቅተኛ የሙቀት መጠን ሲንተሪንግ ይተካል እና የሌዘር ጉዳትን ለመጠገን ይረዳል።
2. LIF ምንድን ነው፣ እና ከባህላዊ ሲንተሪንግ እንዴት ይለያል?
የእቶን ማሞቂያ እና ነጥብ-ወደ-ነጥብ ብየዳ
ባህላዊ ዝቅተኛ የሙቀት መጠን ሲንተሪንግመላውን ሴል በእቶን ውስጥ አስቀምጠው በ200–400°C ያጥቡት። ችግሩ ያልተስተካከለ ማሞቂያ ነው — ጠርዞቹ በፍጥነት ይቀዘቅዛሉ፣ መሃሉ ይሞቃል፣ እና የግንኙነት መቋቋም በሴሉ ላይ በከፍተኛ ሁኔታ ይለያያል።
LIF (ሌዘር-ኢንዱስትድ ፋይሪንግ)1064nm ኢንፍራሬድ ሌዘር የሴሉን ፊት በፍጥነት ይቃኛል በተመሳሳይ ጊዜ የተገላቢጦሽ ቮልቴጅ (2–18V) ይተገበራል። ሌዘሩ በፎቶ የተፈጠሩ ቻርጅ አጓጓዦችን ያስደስታል፣ የተገላቢጦሽ ቮልቴጅ ደግሞ በአቅጣጫ ያንቀሳቅሳቸዋል፣ በብረት-ሲሊከን በይነገጽ ላይ ትክክለኛ የተተረጎመ የጁል ማሞቂያ ያመርታል.
የአንድ ዓረፍተ ነገር ልዩነትባህላዊ ሲንተሪንግ "መላ ሴል መጋገር" ነው፣ LIF ደግሞ "ነጥብ-ወደ-ነጥብ ብየዳ" ነው። LIF በግሪድላይኖች ስር ያለውን የግንኙነት ክልል ብቻ ያሞቃል፣ የተቀረውን ሁሉ በሙቀት ሳይነካ ይተዋል።
3. LIF በመዳብ የተሸፈኑ ሴሎች ላይ እንዴት ይሰራል?
በ14V ላይ ጥሩውን ቦታ መፈለግ
ወረቀቱ መጀመሪያ መሰረታዊ ሙከራ ያካሂዳል፡ የNi/Cu ሽፋን ባጠናቀቁ ሴሎች ላይ LIF በተለያዩ የተገላቢጦሽ ቮልቴጅ ይተግብሩ።
| LIF የተገላቢጦሽ ቮልቴጅ | ውጤታማነት | Voc | FF | Rs |
|---|---|---|---|---|
| LIF የለም (መሰረታዊ) | 24.29% | 696.27mV | 81.74% | 1.51mΩ |
| 8V | ማሻሻል | — | — | — |
| 14V | 24.69% | +0.32mV | +1.22% | 1.16mΩ |
| 16–18V | ይወርዳል | ይወርዳል | በከፍተኛ ሁኔታ ይወርዳል | በመሠረቱ አልተለወጠም |
ተመራጭ መለኪያዎች፡ 14V የተገላቢጦሽ ቮልቴጅ፣ የብቃት ትርፍ +0.401% abs.፣ FF ትርፍ 1.22%፣ Rs ቅነሳ 23%።
ለምን ከፍተኛ ቮልቴጅ ነገሮችን ያባብሳል?
ወረቀቱ የጨለማ ሙሌት የአሁኑን እፍጋቶች J01 እና J02 ለመለካት Suns-Voc ይጠቀማል፡
J01 (የpn-መጋጠሚያ ዳግም ውህደትን የሚወክል)፡ ከቮልቴጅ ጋር ትንሽ ለውጥ
J02 (የብረት-ሲሊከን በይነገጽ ዳግም ውህደትን የሚወክል)፡ በ14V ዝቅተኛ፣ በ16–18V ከፍ ይላል
ትርጉም፡ ከመጠን በላይ ቮልቴጅ ማለት ከፍተኛ የጁል ሙቀት ማለት ነው፣ እና በይነገጹ "እስከ ሞት ድረስ ይበስላል"። መስኮቱ በ14V አካባቢ ነው።
4. ለምን LIF የሌዘር ጉዳትን መጠገን ይችላል?
ራማን ስፔክትሮስኮፒ ሚስጥሩን ያሳያል
ጥናቱ ቁልፍ ሙከራ አካሂዷል፡ የተለጠፈውን ብረት አውልቆ ራማን ስፔክትሮስኮፒ በመጠቀም የ ክሪስታላይንነት የሲሊከን ከመስመሮቹ ስር ይለካል።
| ሁኔታ | ክሪስታላይንነት |
|---|---|
| LIF የለም (ከፍተኛ ሙቀት አኒሊንግ ጥገና ብቻ) | ~95% |
| LIF 8–14V | +0.76% ~ 1.84% |
| LIF 16–18V | ይቀንሳል |
ከከፍተኛ ሙቀት አኒሊንግ በተጨማሪ፣ LIF ክሪስታላይንነትን የበለጠ ከፍ ያደርገዋል።
ዘዴው፡ LIF ከፍተኛ ሙቀትን (ከተለመደው የማቃለል ሙቀት በላይ) በአካባቢው ያመነጫል፣ ይህም አሞርፎስ ሲሊከን ሙሉ በሙሉ እንደገና ክሪስታላይዝ እንዲሆን ያስችላል፣ እና በፍርግርግ መስመሮች ስር ያሉትን ክልሎች ብቻ ያሞቃል፣ የኋላ ፓሲቬሽን ሽፋን ሳይነካ ይቀራል.
ይህ ከቀዳሚው ጽሑፍ የቀረውን ስጋት ይፈታል — ለከፍተኛ ሙቀት ማቃለል የሙቀት መስኮቱ ጠባብ ነው፣ እና ከ775°ሴ በላይ የኋላ ፓሲቬሽን ፊኛ ይወጣል። LIF የአካባቢ ማሞቂያ ነው፤ የኋላው ክፍል አይነካም፣ ስለዚህ ሙቀቱ ከፍ ሊል ይችላል እና የጥገና ውጤቱ የተሻለ ነው።
5. LIF መቼ መተግበር አለበት? ጊዜ አስፈላጊ ነው
ሦስት እጩዎች እና ግልጽ አሸናፊ
የመያዣ ሂደቱ ሦስት ደረጃዎች አሉት፡ ኒኬል መያዝ → ዝቅተኛ ሙቀት ማቃለል → መዳብ መያዝ። LIF የት መጨመር አለበት?
ጽሑፉ ሦስት ጊዜዎችን ያወዳድራል፡
| ቡድን | የLIF ጊዜ | ተስማሚ ቮልቴጅ | ምርጥ ቅልጥፍና | ክሪስታላይንነት |
|---|---|---|---|---|
| A | ከኒኬል በኋላ፣ ከማቃለል በፊት | 8V | 24.689% | ~95.6% |
| B | ከማቃለል በኋላ፣ ከመዳብ በፊት | 8V | 24.663% | ~96.45% |
| ሐ | ከCu በኋላ | 14V | 24.69% | ከፍተኛ |
ማጠቃለያ፡ LIF በመጨረሻው ጫፍ ላይ ሲቀመጥ በተሻለ ሁኔታ ይሰራል — የCu ንጣፍ ከተጠናቀቀ በኋላ.
ለምን?
ከCu ንጣፍ በኋላ የኤሌክትሮድ መከላከያ በከፍተኛ ሁኔታ ይቀንሳል። LIF ቮልቴጅ ሲተገበር የአሁኑ ስርጭት የበለጠ ወጥ ነው፣ የጁል ማሞቂያ የበለጠ ወጥ ነው፣ እና የበይነገጽ ግንኙነት የበለጠ በደንብ የተመቻቸ ነው።
LIF በNi ንብርብር ላይ ብቻ (ከCu ንጣፍ በፊት) ከተተገበረ መከላከያው ከፍተኛ ነው፤ ተመሳሳይ ቮልቴጅ ከፍተኛ የጁል ማሞቂያ ያስከትላል፣ ይህም በቀላሉ "የበይነገጽ ብየዳ ሞት" ሊያስከትል ይችላል።
6. ትልቅ ግኝት፡ LIF ዝቅተኛ የሙቀት መጠን ሲንተሪንግን ሙሉ በሙሉ መተካት ይችላል
እቶኑን ሙሉ በሙሉ መዝለል
LIF የNi–Si ግንኙነትን ማመቻቸት ከቻለ፣ የባህላዊውን ዝቅተኛ የሙቀት መጠን ሲንተሪንግ ደረጃ ሙሉ በሙሉ መዝለል እንችላለን??
ወረቀቱ አንድ ሙከራ (ቡድን D) ነድፏል፡ Ni ንጣፍ → LIF (8V) → ቀጥታ Cu ንጣፍ፣ ዝቅተኛ የሙቀት መጠን ሲንተሪንግ ደረጃን በመዝለል።
ውጤቶች:
| ቡድን | ሂደት | ውጤታማነት | የግንኙነት መቋቋም አንድነት (የጠርዝ–መሃል ልዩነት) |
|---|---|---|---|
| ኦ | ባህላዊ ሲንተሪንግ፣ ያለ LIF | መነሻ | 3.53Ω |
| A | Ni+LIF+ሲንተሪንግ+Cu | 24.689% | 2.05Ω |
| B | Ni+ሲንተሪንግ+LIF+Cu | 24.663% | 1.46Ω |
| ሐ | Ni+ሲንተሪንግ+Cu+LIF | 24.69% | 1.54Ω |
| D | Ni+LIF+Cu (ሲንተሪንግ የለም) | 24.74% | 0.45Ω |
የቡድን D የግንኙነት መቋቋም አንድነት ባህላዊ ሲንተሪንግን ያካተቱ ሁሉንም ቡድኖች ያሸንፋል።
ለምን?
ባህላዊ ሲንተሪንግ ምድጃዎች ያልተስተካከለ ሙቀት ያስገኛሉ — ጠርዞች ሙቀትን በፍጥነት ያስወጣሉ፣ መሃል ደግሞ የበለጠ ይሞቃል — ይህም የግንኙነት መቋቋም በጠርዞች ከፍ ያለ እና በመሃል ዝቅተኛ እንዲሆን ያደርጋል። LIF የነጥብ ቅኝት ነው፤ እያንዳንዱ ነጥብ ተመሳሳይ ኃይል ይቀበላል፣ በተፈጥሮው አንድ አይነት.
የ LIF ቮልቴጅን ወደ 6Vበማሻሻል፣ ቡድን D ውጤታማነት ላይ ደርሷል 24.74%፣ Voc ደርሷል 696.72mV — +0.45% abs. ከፍ ያለ ውጤታማነት እና +0.86mV ከፍ ያለ በVoc ከባህላዊ ሲንተሪንግ + ያለ LIF መነሻ መስመር።
7. የምርት መስመር አንድምታዎች፡ የመዳብ ሽፋን የጅምላ ምርት ደረጃ ዝቅ ብሏል?
ሦስት ተጨባጭ እድገቶች
ይህ ወረቀት በርካታ ተጨባጭ እድገቶችን ያቀርባል፡
1. የVoc ጉዳት መጠገን ይቻላል፣ እና በተሻለ ሁኔታ መጠገን ይቻላል። ከቀዳሚው ጽሑፍ የ750°C አኒሊንግ ጠባብ የሙቀት መስኮት እና የኋላ ጎን የመቦርቦር አደጋ ነበረው። LIF በአካባቢው ያሞቃል፣ የኋላ ጎን ደህንነቱ የተጠበቀ ነው፣ እና ጥገናው የበለጠ ውጤታማ ነው።
2. አንድ የሂደት ደረጃ ይቆጠባል፣ ነገር ግን የመሳሪያ ኢንቨስትመንት መመዘን አለበት። ባህላዊ ፍሰት፡ የኒኬል ሽፋን → ዝቅተኛ ሙቀት ሲንተሪንግ → የመዳብ ሽፋን። የLIF አቀራረብ፡ የኒኬል ሽፋን → LIF → የመዳብ ሽፋን። የሲንተሪንግ እቶን እና የሂደት ጊዜን ይቆጥባል፣ ነገር ግን የLIF መሳሪያ ራሱ በጣም ውድ ነው፣ እና ከሽፋን መስመር ጋር መቀላቀል የበለጠ ውስብስብ ነው። ትክክለኛው ROI በመሳሪያ ጥቅሶች ላይ የተመሰረተ ነው።
3. የግንኙነት መቋቋም ወጥነት የተደበቀ ጉርሻ ነው። ባህላዊ ሲንተሪንግ ከጠርዝ ወደ መሃል የሚደረግ የመገናኛ መቋቋም ክፍተት 3.53Ω ያሳያል፤ የLIF አቀራረብ ወደ 0.45Ω ይቀንሰዋል። የተሻለ ወጥነት ማለት የበለጠ ወጥ የሆነ የአሁን አሰባሰብ፣ ከፍተኛ FF እና በሞዱል ደረጃ ዝቅተኛ የሆት-ስፖት አደጋ ማለት ነው።
ነገር ግን የጅምላ ምርት እንቅፋቶች አሁንም አሉ:
የLIF መሳሪያ ኢንቨስትመንት፦ የሲንተሪንግ እቶን በሚተኩበት ጊዜ ሌዘር + የኃይል አቅርቦት + የቁጥጥር ስርዓት ይጨምራሉ። የመሳሪያ አቅራቢ ዋጋ ኢኮኖሚውን ይወስናል።
የመስመር ውህደት ውስብስብነት፦ LIF ከፕላቲንግ መስመር ጋር ያለምንም እንከን መገናኘት አለበት፣ እና የዑደት ጊዜ ማዛመድ (ወረቀቱ የ20 ሜ/ሰ የፍተሻ ፍጥነት ይጠቀማል) ማረጋገጫ ያስፈልገዋል።
የGW-ልኬት ወጥነት፦ ወረቀቱ በላብ/ፓይሎት ደረጃ ላይ ነው፤ በትልቅ ልኬት የጅምላ ምርት ላይ የምርት መረጋጋት አሁንም ደጋፊ መረጃ ያስፈልገዋል።
8. ከAiko ABC ጋር ማነጻጸር
ሁለት መንገዶች፣ ሁለት ታሪኮች
| ንጥል | Aiko ABC | TOPCon + LIF የመዳብ ፕላቲንግ |
|---|---|---|
| የሴል መዋቅር | ሙሉ የኋላ ግንኙነት | ፊት + ኋላ |
| የሌዘር ግሩቪንግ ያስፈልጋል | አይ | አዎ |
| የሌዘር ጉዳት ችግር | ምንም | አዎ፣ ነገር ግን LIF ጉዳቱን መጠገን እና ንክኪውን በአንድ ጊዜ ማሻሻል ይችላል |
| የብረት ማድረጊያ ሂደት | Cu/Ni/Sn መሸፈኛ | Ni/Cu መሸፈኛ + LIF |
| የጅምላ ምርት ሁኔታ | በጅምላ ምርት ላይ ነው | ላብ / ፓይለት |
የAiko ቢሲ አርክቴክቸር በተፈጥሮ የሌዘር ጉድጓድ ወጥመድን ያስወግዳል። TOPCon ሊያስወግደው አይችልም፣ ነገር ግን LIF "ጉድጓዱን ሙላ + አሻሽል" የሚል ጥምር መፍትሄ ይሰጣል — ጉዳቱን ከመጠገን ባለፈ አንድ የሂደት ደረጃን ያስቀራል እና ወጥነትን ያሻሽላል።
9. ማጠቃለያ
ነገሮች የቆሙበት ቦታ
ይህ ከጂያንግናን ዩኒቨርሲቲ የወጣው አዲስ ወረቀት አንድ ነገር ያረጋግጣል፡ በTOPCon የመዳብ ሽፋን ላይ የሚደርሰው የሌዘር ጉዳት መጠገን ብቻ ሳይሆን፣ LIF ከባህላዊ አኒሊንግ በተሻለ ይጠግነዋል — እና በዚህ ሂደት ውስጥ የዝቅተኛ ሙቀት ሲንተሪንግ ወጥነት ችግርንም ይፈታል።
የብቃት ጭማሪ +0.45% abs.፣ የVoc ጭማሪ 0.86mV፣ እና በእውቂያ መቋቋም ወጥነት ላይ ከፍተኛ መሻሻል — እነዚህ ሶስት ቁጥሮች በማንኛውም የምርት መስመር ላይ ከባድ ግምገማ ሊደረግባቸው ይገባል።
የጅምላ ምርት ደረጃ አሁንም አለ፣ ነገር ግን የቴክኒክ የመንገድ ካርታው ይበልጥ ግልጽ እየሆነ ነው።
የውይይት ርዕስ: LIF ዝቅተኛ የሙቀት መጋገርን በመተካት ለTOPCon የመዳብ ሽፋን የጅምላ ምርት “የመጨረሻው ምት” ነው ወይንስ “የላብራቶሪ ጌጥ” ብቻ ነው?
ማጣቀሻ መረጃ:
ርዕስ፡ የሌዘር ኢንዳክሽን ማቃጠል ከNi/Cu ሽፋን ጋር ለTOPCon የፀሐይ ሴል ብረት ማድረግ
ደራሲዎች፡ Jingyun Zhang፣ Xi Xi፣ Jianbo Shao እና ሌሎችም (Jiangnan University + Jiangsu Xianghuan Technology + DR Laser)
ጆርናል፡ Solar Energy Materials and Solar Cells
ዓመት፡ 2026
DOI፡ 10.1016/j.solmat.2026.114198
