ስለ TOPCon የፀሐይ ሴሎች መግቢያ

TOPCon (Tunnel Oxide Passivating Contact) በ2013 ለመጀመሪያ ጊዜ የታየ የN-አይነት ዋፈር ሴል ቴክኖሎጂ ነው። የTOPCon የፀሐይ ሴል በN-አይነት ንጣፍ ላይ የተገነባ የዋሻ ኦክሳይድ ፓሲቭድ ኮንታክት የፀሐይ ሴል ነው።

ከPERC ሴሎች ጋር ሲነጻጸር፣ TOPCon ሴሎች " የዋሻ ኦክሳይድ ንብርብር እጅግ በጣም ጥሩ የኃይል ማጓጓዝ ባህሪያት ያለው በሴሉ ጀርባ ላይ እንደ ኃይል ማጓጓዣ ንብርብር። ከዚህ በላይ፣ ወደ 20nm የሚጠጋ የዶፕ ፖሊሲሊከን ፊልም በማስቀመጥ በኋለኛው ጎን ላይ የሚያልፍ የግንኙነት መዋቅር ይፈጠራል። ይህ የገጽታ ውህደትን እና የብረት ግንኙነት ውህደትን ውጤታማ በሆነ መንገድ ይቀንሳል፣ ክፍት ዑደት ቮልቴጅን ያሳድጋል፣ እና የኃይል ልወጣ ውጤታማነትን ያሻሽላል።

TOPCon በተመረጡ ተሸካሚዎች መርህ ላይ የተመሰረተ የዋሻ ኦክሳይድ የሚያልፍ የግንኙነት የፀሐይ ሴል ቴክኖሎጂ ነው፣ ይህም የላቀ የማለፍ ውጤት ያስገኛል።

TOPCon ሴል የ N-አይነት ንጣፍ ይጠቀማል። በሴሉ ጀርባ ላይ ቀጭን የኦክሳይድ ንብርብር ይዘጋጃል፣ ከዚያም የዶፕ ቀጭን ፊልም ይቀመጣል። እነዚህ ሁለቱ አንድ ላይ ሆነው የገጽታ ውህደትን እና የብረት ግንኙነት ውህደትን ውጤታማ በሆነ መንገድ የሚቀንስ የሚያልፍ የግንኙነት መዋቅር ይፈጥራሉ፣ ይህም የ N-PERT ሴሎችን የልወጣ ውጤታማነት የበለጠ ለማሻሻል ሰፊ ቦታ ይሰጣል።

የTOPCon ቴክኖሎጂ ነባር የተለመዱ የP-አይነት ሴል መሳሪያዎችን እና ሂደቶችን በከፍተኛ ደረጃ ይጠብቃል እና እንደገና ይጠቀማል። የቦሮን ስርጭት እና ቀጭን ፊልም ማስቀመጫ መሳሪያዎችን መጨመር ብቻ ያስፈልገዋል፣ የኋላ ጎን መክፈቻ ወይም አሰላለፍ አያስፈልገውም። ይህ የሴል ማምረቻ ሂደቱን በእጅጉ ያቃልላል እና የጅምላ ምርትን አስቸጋሪነት ዝቅተኛ ያደርገዋል። የሂደቱ መስመር ከፍተኛ ተኳሃኝነት ያለው ሲሆን ለPERC እና N-PERT ባይፋሻል ሴሎች ከሚጠቀሙት ከፍተኛ ሙቀት ማምረቻ መስመሮች ጋር አብሮ መስራት ይችላል።

የTOPCon ሴሎች ጥቅሞች የሚከተሉት ናቸው፡ ዝቅተኛ መበላሸት፣ ከፍተኛ ባይፋሻሊቲ እና ዝቅተኛ የሙቀት መጠን ቅንጅት፣ በተርሚናል ኃይል ማመንጫ ደረጃ ላይ ግልጽ የሆነ የኃይል ማመንጨት ትርፍ ያስገኛል።

የTOPCon ሴሎች የእድገት ደረጃዎች

የTOPCon ሴሎች የእድገት ታሪክ በአራት ደረጃዎች ሊከፈል ይችላል፡ የቴክኖሎጂ ፕሮቶታይፕ ጊዜ፣ የምርት አቀማመጥ ጊዜ፣ የንግድ ማስተዋወቂያ ጊዜ እና የፍንዳታ እድገት ጊዜ.

የTOPCon ሴሎች ጥቅሞች

የአፈጻጸም ጥቅሞች

• ከፍተኛ የመቀየር ብቃት። በTOPCom ሴሎች ልዩ በሆነው የፓሲቭቴድ ኮንታክት ዲዛይን ምክንያት፣ የንድፈ ሃሳባዊ የብቃት ገደብ እስከ 28.7% ይደርሳል። መሪ የTOPCom አምራቾች ከ25.5% በላይ የሆነ የጅምላ ምርት ብቃት አስመዝግበዋል፣ ይህም ከዋናው PERC ሴሎች (አሁን ያለው የጅምላ ምርት የመቀየር ብቃት ወደ 23.5%፣ የንድፈ ሃሳባዊ ገደብ 24.5%) ከፍተኛ መሻሻል ነው።

• ከፍተኛ የሁለት ገጽታ ባህሪ። የTOPCom ሁለት ገጽታ ሴሎች በአንድ ዋት ከሁለት ገጽታ PERC ሴሎች በ3% የበለጠ ሃይል ያመነጫሉ። በተመሳሳይ የመሬት ላይ የኃይል ማመንጫ ሁኔታ ውስጥ፣ ይህ ከፍተኛ የኃይል ማመንጨት ትርፍ ያስገኛል።

• ዝቅተኛ የሙቀት መጠን ቅንጅት። የN-አይነት TOPCom ሞጁሎች የሙቀት መጠን ቅንጅት እስከ -0.30%/°C ዝቅተኛ ነው፣ ይህም ከP-አይነት ሞጁሎች -0.35%/°C የተሻለ ነው፣ ይህም ከፍተኛ ሙቀት ባለባቸው አካባቢዎች የላቀ መረጋጋት ያሳያል።

• ዝቅተኛ መበላሸት። የፎስፈረስ ዶፕ የተደረገበት ኤን-አይነት ክሪስታላይን ሲሊከን እጅግ በጣም ዝቅተኛ የቦሮን ይዘት ስላለው በመሠረቱ የቦሮን-ኦክስጅን ዳግም ውህደት የለም፣ ይህም በመበስበስ መጠን ላይ ጥቅም ይሰጠዋል። አንዳንድ TOPCon ሞጁሎች በመጀመሪያው ዓመት 1% መበስበስ እና በመስመራዊ ዓመታዊ መበስበስ 0.4% ያሳያሉ፣ ከ PERC ሞጁሎች 2% የመጀመሪያ ዓመት እና 0.45% መስመራዊ ጋር ሲነጻጸር፣ ይህም በሞጁሉ የሕይወት ዑደት ውስጥ በአንድ ዋት የኃይል ማመንጨት ትርፍ ያስገኛል።

• ጠንካራ ዝቅተኛ ብርሃን አፈጻጸም። TOPCon ሴሎች ለሁለቱም አጫጭር እና ረጅም የሞገድ ርዝመቶች ጥሩ ምላሽ ይሰጣሉ፣ ይህም እንደ ማለዳ፣ ማታ እና ደመናማ የአየር ሁኔታ ባሉ ዝቅተኛ ብርሃን ሁኔታዎች ውስጥ እጅግ በጣም ጥሩ የኃይል ማመንጨት አቅምን ይጠብቃሉ።

ኢኮኖሚያዊ ጥቅሞች

• ከ PERC ማምረቻ ጋር ከፍተኛ ተኳሃኝነት፣ የቴክኖሎጂ ማሻሻያ ችግርን ይቀንሳል። TOPCon ከ PERC ሂደት ቴክኖሎጂ ሊራዘም ይችላል፣ አራት ተጨማሪ ደረጃዎችን ብቻ ይፈልጋል፦ የቦሮን አመንጪውን ማዘጋጀት፣ የዋሻ ኦክሳይድ ንብርብር ማብቀል፣ ፖሊሲሊከን ማስቀመጥ እና ዶፕ ማድረግ፣ እና ከስርጭት በኋላ ማጽዳት። ይህ የማሻሻያ ችግርን ይቀንሳል እና የTOPCon ቴክኖሎጂን ተቀባይነት ያፋጥናል።

• ለስላሳ የመስመር ልወጣ ከዝቅተኛ የመሳሪያ ኢንቨስትመንት ወጪ ጋር። አዲስ የTOPCon መስመር መገንባት ከ200-250 ሚሊዮን የሚጠጋ የመሳሪያ ኢንቨስትመንት ይጠይቃል፣ አዲስ የHJT መስመር ደግሞ 350-400 ሚሊዮን ያስፈልገዋል። TOPCon ከነባር PERC መስመሮች ጋር ጥሩ የመሳሪያ ተኳሃኝነት ስላለው፣ የቦሮን ስርጭት እና የፖሊሲሊከን/አሞርፎስ ሲሊከን ማስቀመጫ መሳሪያዎች (LPCVD / PECVD / PVD) ብቻ መጨመር ያስፈልጋል፣ የመሳሪያ ኢንቨስትመንት ከ50-70 ሚሊዮን ያህል ነው። ይህ ከፍተኛ መጠን ያለው አዲስ መሳሪያ ኢንቨስትመንት እና ዋና የመስመር ማሻሻያዎችን ያስወግዳል፣ ይህም ከፍተኛ ኢኮኖሚያዊ ጠቀሜታ ያለው ያደርገዋል።

• ከፍተኛ የዋጋ ቅናሽ አቅም። ከPERC ሞጁሎች ጋር ሲነጻጸር፣ TOPCon ሞጁሎች በእያንዳንዱ ዋት ከፍተኛ የኃይል ማመንጨት፣ ከፍተኛ የማመንጨት ትርፍ እና ዝቅተኛ የስርዓት ወጪዎች ያስገኛሉ፣ ይህም ለዋጋ ቅናሽ ከፍተኛ ቦታ ይፈጥራል።

የTOPCon ሴል ማምረቻ ሂደት

ከሞኖክሪስታሊን PERC ሂደቶች ጋር ሲነጻጸር፣ የTOPCon ሴል ማምረቻ ሂደት ከ2 እስከ 3 ተጨማሪ ደረጃዎችን ይጨምራል፦ የዋሻ ኦክሳይድ ንብርብር (እጅግ ቀጭን SiO2፣ 1-2nm) ማስቀመጥ፣ የኢንትሪንሲክ ፖሊሲሊከን ፓሲቬሽን ንብርብር (60-100nm) ማስቀመጥ እና ፎስፎረስ መትከል.

ዋና ዋና የሂደት ደረጃዎች እና ተግባራቶቻቸው

1. ማጽዳት እና ሸካራማነት

ዓላማ፡ የዋፈር ቆራጭ ከተከናወነ በኋላ ጠርዞቹ ይጎዳሉ፣ የክሪስታል ጥልፍልፍ መዋቅር ይሰበራል፣ እና የገጽታ ዳግም ውህደት ከባድ ነው። ማጽዳት እና ሸካራማነት በዋናነት የገጽታ ጉዳትን ለማስወገድ እና በገጽታ ላይ የፒራሚድ ብርሃን ወጥመድ መዋቅር ለመፍጠር ያለመ ነው። ብርሃን በዋፈር ገጽታ ላይ ብዙ ጊዜ ይንጸባረቃል፣ ይህም የነጸብራቅ መጠንን ይቀንሳል።

2. ቦሮን ስርጭት

ዓላማ፡ ዋናው ተግባር የPN መጋጠሚያ መፍጠር ነው። ቦሮን በሲሊኮን ውስጥ ዝቅተኛ የመሟሟት አቅም ስላለው፣ ለስርጭት ከፍተኛ ሙቀት እና ረዘም ያለ ጊዜ ያስፈልጋል። የስርጭት ምንጭ ምርጫም በምርት ላይ ተጽዕኖ ያሳድራል፡ ክሎራይዶች ዝገት ናቸው፣ ብሮሚዶች ደግሞ ዝልግልግ ናቸው፣ ይህም ማጽዳትን አስቸጋሪ ያደርገዋል እና የጥገና ወጪን ይጨምራል።

የቦሮን ስርጭት ብዙውን ጊዜ ከ1000℃ በላይ በሆነ ከፍተኛ ሙቀት ይከናወናል፣ እና ለፎስፈረስ ስርጭት ከሚያስፈልገው 102 ደቂቃ ዑደት ጋር ሲነጻጸር፣ የቦሮን ስርጭት ዑደት 150 ደቂቃ ይወስዳል።

መርህ፡

በእቶኑ ቱቦ ውስጥ በሚፈጠሩ ምላሾች የሚመነጩት ጋዝ HCl እና H2O በN2 ተሸክመው በመላው ቱቦ ውስጥ በእኩል ይሰራጫሉ። H2O ከBBr3 እና O2 ጋር ተመላልሶ B2O3 ይፈጥራል፣ ይህም ተመላልሶ ጋዝ HBO2 ይፈጥራል፤ በከፍተኛ ሙቀት ውስጥ HBO2 ወደ B2O3 ተመልሶ ይበሰብሳል፣ ይህም B2O3 በፀሐይ ሴል ወለል ላይ በእኩል እንዲሰራጭ ያስችላል። በተጨማሪም፣ H2O በእቶኑ ቱቦ ውስጥ ከተቀመጠው B2O3 ጋር ተመላልሶ በስርጭት ቱቦ ግድግዳዎች ላይ የB2O3 ክምችት እንዳይፈጠር ይከላከላል፣ የኳርትዝ ክፍሎችን ዕድሜ ያራዝማል፣ እና ውጤታማ የቦሮን ምንጭ ይጨምራል። HCl በሴል ወለል እና በቱቦ ውስጥ ካሉ የብረት ቆሻሻዎች ጋር ተመላልሶ ጋዝ የብረት ክሎራይዶችን ይፈጥራል፣ እነዚህም ከጭስ ማውጫ ጋዝ ጋር ይወጣሉ፣ ይህም በከፍተኛ ሙቀት ሂደት ወቅት የብረት ቆሻሻዎች ወደ ፀሐይ ሴል ውስጥ እንዳይሰራጩ ይከላከላል።

3. SE ሌዘር ዶፒንግ

ዓላማ፡ መራጭ ኢሚተር ለመፍጠር። በብረት ግሪድላይን እና በዋፈር መካከል ባሉ የግንኙነት ቦታዎች እና አካባቢያቸው ከፍተኛ ትኩረት ያለው ዶፒንግ ይተገበራል፣ ይህም በፊት ብረት ኤሌክትሮድ እና በዋፈር መካከል ያለውን የግንኙነት መቋቋም ይቀንሳል፣ ከኤሌክትሮድ ቦታዎች ውጭ ዝቅተኛ ትኩረት ያለው ዶፒንግ ደግሞ በስርጭት ንብርብር ውስጥ የሚከሰተውን ዳግም ውህደት ይቀንሳል። ኢሚተሩን ማሻሻል የፀሐይ ሴልን የውጤት ጅረት እና ቮልቴጅ ይጨምራል፣ በዚህም የፎቶኤሌክትሪክ ልወጣ ቅልጥፍናን ያሻሽላል።

በTOPCon ፍሰት ውስጥ ሌዘር የሚቀመጥበት ቦታ፡ PERC SE ፎስፈረስ ዶፒንግ ሲጠቀም፣ TOPCon SE ደግሞ ቦሮን ዶፒንግ ይጠቀማል። ቦሮን እና ፎስፈረስ የተለያዩ የመለያየት ቅንጅቶች ስላሏቸው፣ ፎስፈረስ ከሲሊከን ዳይኦክሳይድ ወደ ሲሊከን በቀላሉ ይተላለፋል፣ ቦሮን ግን ወደ ውስጥ ለመግፋት አስቸጋሪ ሲሆን ተጨማሪ ኃይል ይፈልጋል። ነገር ግን ከፍተኛ የሌዘር ኃይል ዋፈሩን በቀላሉ ያበላሻል፣ ይህም የቦሮን ዶፒንግ የበለጠ ፈታኝ ያደርገዋል። ከባህላዊ የቦሮን ስርጭት ጋር ሲነጻጸር፣ በTOPCon ሴሎች ላይ SE ቴክኖሎጂን መጨመር በንድፈ ሀሳብ ደረጃ ቅልጥፍናን በ0.5% ማሻሻል ይችላል፣ እና በትክክለኛው የጅምላ ምርት ውስጥ ከ0.2-0.4% የቅልጥፍና ጭማሪ ማሳካት ይችላል።

4. ኢቺንግ

ዓላማ፡ የኢቺንግ ዋና ተግባር BSG እና የኋላ መጋጠሚያውን ማስወገድ ነው። የስርጭት ሂደቱ በሁለቱም የዋፈሩ ገጽ እና ጠርዞቹ ላይ የስርጭት ንብርብሮችን ይፈጥራል፤ የጠርዝ ስርጭት ንብርብር በቀላሉ አጭር ዑደት ያስከትላል፣ እና የገጽ ስርጭት ንብርብር ደግሞ በሚቀጥለው ፓሲቬሽን ላይ ተጽዕኖ ያሳድራል፣ ስለዚህ ሁለቱም መወገድ አለባቸው። ኢቺንግ በአሁኑ ጊዜ በዋናነት እርጥብ ዘዴዎችን በመጠቀም ይከናወናል፣ የኋላ እና የጠርዝ ስርጭት ንብርብሮችን በሰንሰለት አይነት መሳሪያዎች ውስጥ በማስወገድ ከፊት ጎን ሂደት በፊት።

5. የዋሻ ኦክሳይድ ንብርብር እና የፖሊሲሊከን ንብርብር ማዘጋጀት

ዓላማ፡ በጀርባ ላይ የ1-2nm ዋሻ ኦክሳይድ ንብርብር ማስቀመጥ፣ ከዚያም የ60-100nm ፖሊሲሊከን ንብርብር በማስቀመጥ የማለፊያ መዋቅር መፍጠር። TOPCon ማለፊያ ንብርብርን ለማዘጋጀት በርካታ ዘዴዎች አሉ፣ በዋናነት LPCVD፣ PECVD እና PVD መንገዶች። LPCVD በአሁኑ ጊዜ ዋናው ነው፣ ነገር ግን የዙሪያ ማስቀመጥ ከባድ ነው፣ PECVD ደግሞ በአጠቃላይ አፈጻጸም ላይ ጠንካራ አቅም ይሰጣል።

6. የኋላ ፀረ-ነጸብራቅ ፊልም ማዘጋጀት

ዓላማ፡ የብርሃን መሳብን ለመጨመር በሴሉ ጀርባ ላይ ፀረ-ነጸብራቅ ማለፊያ ፊልም ማዘጋጀት። በተመሳሳይ ጊዜ፣ በSiNx ፊልም አፈጣጠር ሂደት ውስጥ የሚፈጠሩት የሃይድሮጅን አቶሞች ዋፈሩን ያሳልፋሉ።

7. የፊት ጎን አሉሚኒየም ኦክሳይድ ማስቀመጥ

ዓላማ፡ በዋፈሩ ፊት ላይ የአሉሚኒየም ኦክሳይድ ፊልም ንብርብር ማስቀመጥ፣ ይህም ከሌሎች ፊልሞች ጋር በመሆን የፊት ማለፊያ ውጤት ይፈጥራል።

8. የፊት ፀረ-ነጸብራቅ ፊልም ማዘጋጀት

ዓላማ፡ የፊት ፀረ-ነጸብራቅ ፊልም በመሠረቱ ከኋላው ጋር ተመሳሳይ በሆነ መንገድ ይሠራል። በተጨማሪም፣ በፊት ላይ የተቀመጠው የአሉሚኒየም ኦክሳይድ ፊልም በጣም ቀጭን ነው እና በሚቀጥሉት የሴል እና ሞጁል ማምረቻዎች ውስጥ በቀላሉ ይጎዳል፣ ስለዚህ የፊት SiNx ደግሞ አሉሚኒየም ኦክሳይድን ይከላከላል።

9. ስክሪን ማተም - ሌዘር ንድፍ ማስተላለፍ

በአሁኑ ጊዜ አብዛኛው የሴል ህትመት አሁንም ስክሪን ህትመትን ይጠቀማል። ለወደፊቱ ለN-አይነት ሴሎች የብር ፓስታ ፍጆታን ለመቀነስ ፓተርን ማስተላለፊያ ህትመት ጥቅም ሊኖረው ይችላል። ሌዘር ማስተላለፍ አዲስ አይነት ንክኪ የሌለው የህትመት ቴክኖሎጂ ነው፡ የሚፈለገው ፓስታ በተወሰነ ተጣጣፊ ግልጽ ቁሳቁስ ላይ ይለበጣል፣ እና ከፍተኛ ኃይል ያለው የሌዘር ጨረር በከፍተኛ ፍጥነት የተቀረጸ ቅኝት በማድረግ ፓስታውን ከተጣጣፊው ግልጽ ቁሳቁስ ወደ ሴሉ ወለል ያስተላልፋል፣ ይህም የፍርግርግ መስመሮችን በመፍጠር የፊት እና የኋላ ኤሌክትሮዶችን ያዘጋጃል።

10. ሲንተሪንግ

ጥሩ ኦህሚክ ንክኪ የሚፈጠረው በከፍተኛ ሙቀት ሲንተሪንግ አማካኝነት ነው።

11. አውቶማቲክ መደርደር

ሴሎች እንደ የተለያዩ የመቀየሪያ ብቃታቸው መሰረት ወደ ማጠራቀሚያዎች ይደረደራሉ።

የTOPCon ሴሎች የወደፊት የእድገት አዝማሚያዎች

እ.ኤ.አ. በ2023 የN-አይነት TOPCon ሴሎች አማካይ የመቀየሪያ ብቃት 25.0% ደርሷል፣ እና የሄትሮጁንሽን ሴሎች አማካይ የመቀየሪያ ብቃት 25.2% ደርሷል፣ ሁለቱም ከ2022 ጋር ሲነፃፀሩ ከፍተኛ መሻሻል አሳይተዋል።

እ.ኤ.አ. በ2023፣ አዲስ የተጀመሩ የጅምላ ምርት መስመሮች በዋናነት የN-አይነት ሴል መስመሮች ነበሩ። የN-አይነት ሴል አቅም ቀስ በቀስ ሲለቀቅ፣ የPERC ሴል የገበያ ድርሻ ወደ 73.0% ተጨምቋል። የN-አይነት ሴሎች በጠቅላላው ወደ 26.5% ያህል ድርሻ ነበራቸው፣ ከነዚህም ውስጥ የN-አይነት TOPCon ሴሎች ወደ 23.0%፣ ሄትሮጁንክሽን ሴሎች ወደ 2.6%፣ እና XBC ሴሎች ወደ 0.9% ያህል ነበሩ—ሁሉም ከ2022 ጋር ሲነጻጸሩ ከፍተኛ ጭማሪ አሳይተዋል።

ከ2024 ጀምሮ፣ በTOPCon የሚወከለው የN-አይነት ሴሎች ድርሻ የP-አይነት PERCን ሙሉ በሙሉ ይበልጣል፣ ኢንዱስትሪው ድርሻው ወደ 70% እና ከዚያ በላይ እንደሚደርስ ይጠብቃል።

የOoitech አመለካከት

Ooitech እንደሚያምነው፡ TOPCon፣ አሁን ባለው PERC መስመሮች ላይ የተመሰረተ የN-አይነት ቱነል ኦክሳይድ ፓሲቬትድ ኮንታክት ሴል ቴክኖሎጂ፣ ከፍተኛ ብቃት፣ ዝቅተኛ መበላሸት እና ጠንካራ የኃይል ማመንጨት ትርፍ ያስገኛል፣ እና አሁን የፀሐይ ኢንዱስትሪው ዋና አቅጣጫ እየሆነ ነው።