ለምንድነው የመሙያ ምክንያት የፀሐይ ሴል የጅምላ-ምርት ጉድለቶችን በመጀመሪያ የሚገልጠው?
የይዘት ሰንጠረዥ
ለምንድነው የመሙያ ምክንያት የፀሐይ ሴል የጅምላ-ምርት ጉድለቶችን በመጀመሪያ የሚገልጠው?
መግቢያ፡ የመሙያ ምክንያት የተለየ መለኪያ አይደለም። የግንኙነት መቋቋምን፣ መፍሰስን፣ የፓስታ አሰራርን፣ የስክሪን ህትመትን፣ ማቃጠልን እና የLECO ሂደት መስኮቶችን ወደ አንድ ነጠላ I-V ከርቭ ይጨምቃል።
ውጤታማነት ውጤቱን ያሳያል፣ FF ደግሞ በምርት መስመር ላይ ምን እየተከሰተ እንዳለ ያሳያል
የፎቶቮልታይክ ኢንዱስትሪው በአለም አቀፍ የኢነርጂ ሽግግር ስር በፍጥነት ተስፋፍቷል። የአለም አቀፍ የ PV ሞዱል ምርት አቅም ከ 200 GW አልፏል፣ ዓመታዊ ምርት ከ 150 GW በላይ ሆኖ ቆይቷል። በተመሳሳይ ጊዜ፣ የ PERC ቴክኖሎጂ ወደ የህይወት ዑደቱ የኋለኛ ደረጃ ገብቷል። የጅምላ ምርት የመቀየር ብቃት ወደ 23.5% ከፍ ብሏል እና ወደ 24% የሚጠጋ የንድፈ ሃሳብ ጣሪያ ላይ በችግር እየተንቀሳቀሰ ነው። ተጨማሪ ትርፍ ማግኘት በጣም አስቸጋሪ እየሆነ መጥቷል።
ከማምረቻ ወጪ አንፃር፣ የ PERC ሴሎች ሲሊከን ያልሆነ ወጪ ወደ 0.2 ዩዋን በዋት ተጨምቋል፣ ለተጨማሪ ቅነሳ የተገደበ ቦታ ትቷል። ስለዚህ ኢንዱስትሪው እንደ TOPCon፣ ሄትሮጁንክሽን ቴክኖሎጂ ወይም HJT፣ እና የኋላ ግንኙነት ሴሎች ወዳሉ ከፍተኛ ብቃት ያላቸው የ N-አይነት ቴክኖሎጂዎች ተዘዋውሯል። ግቡ በከፍተኛ ብቃት እና በጠንካራ የፕሮጀክት ባንክነት አዲስ የትርፍ ቦታ መክፈት ነው።
የፀሐይ ሴል ቴክኖሎጂ ትውልድን በሚገመግሙበት ጊዜ የመቀየር ብቃት በግልጽ አስፈላጊ ነው። በእውነተኛ የጅምላ ምርት መስመር ላይ ግን፣ ክፍት ዑደት ቮልቴጅ (Voc) እና አጭር ዑደት ከረንት (Isc) ብዙውን ጊዜ በአንጻራዊ ሁኔታ ጠባብ ክልሎች ውስጥ ይረጋጋሉ። በዚያ ነጥብ ላይ፣ የመሙያ ምክንያት (fill factor) የመጨረሻውን የምርት ምርት የሚወስን አመላካች እና የትንሽ ሂደት መለዋወጥ ስሜታዊ ምልክት ይሆናል።
በጂኦሜትሪ ደረጃ፣ የመሙያ ምክንያት (fill factor) የፀሐይ ሴል የ I-V ባህሪ ከርቭ አራት ማዕዘንነትን ይለካል። እሱ በትክክለኛው ከፍተኛ ኃይል አራት ማዕዘን እና በ Voc እና Isc በተፈጠረው የንድፈ ሃሳባዊ አራት ማዕዘን መካከል ያለው ጥምርታ ነው። እሴቱ ሁልጊዜ ከ 1 በታች ነው። በሃሳባዊ ሁኔታዎች ውስጥ፣ የጋሊየም አርሴናይድ የፀሐይ ሴል ከፍተኛው FF ወደ 0.89 ሊጠጋ ይችላል። ለተለመደው የንግድ ክሪስታላይን ሲሊከን የፀሐይ ሴል የንድፈ ሃሳባዊ ገደብ በግምት ከ 0.83 እስከ 0.85 ነው።
የምርት መስመር ሃሳባዊ ሞዴል አይደለም። ደካማ የብረት ንክኪ (metallization contact)፣ ከኢቺንግ ጋር የተያያዘ ፍሳሽ (leakage)፣ ሚዛናዊ ያልሆነ የፓስት ቀመር፣ ወይም የተቀየረ የማቃጠያ መስኮት (firing window) ሁሉም ጥቃቅን የንክኪ በይነገጾችን ሊያውኩ ይችላሉ። እነዚህ ጉድለቶች ለሙቀት ክምችት በጣም ስሜታዊ ናቸው። በመጨረሻም በተዛማጅ ተከላካይነት (parasitic resistance) ላይ እንደ ሹል ልዩነቶች ይታያሉ እና ብዙውን ጊዜ በ FF መቀነስ በኩል መጀመሪያ ይጋለጣሉ።
ቀመር፡ በልወጣ ብቃት እና FF መካከል ያለው ግንኙነት
η = Pmax / Pin = (Voc × Isc × FF) / Pin
ትርጉም፡ Voc እና Isc በአንጻራዊ ሁኔታ የተረጋጉ ሲሆኑ፣ ትንሽ የ FF መለዋወጥ በቀጥታ ወደ የመጨረሻው የልወጣ ብቃት ውስጥ ያልፋል።
ቀመር፡ የመሙያ ምክንያት ፍቺ
FF = Pmax / (Voc × Isc) = (Vmp × Imp) / (Voc × Isc)
ትርጉም፡ FF የ I-V ኩርባውን አራት ማዕዘንነት ይለካል። በተግባራዊ አነጋገር፣ አንድ ሴል የንድፈ ሃሳባዊ ኤሌክትሪክ ውጤቱን ወደ ትክክለኛ ከፍተኛ ኃይል እንዴት ውጤታማ በሆነ መንገድ እንደሚቀይር ያሳያል።
የFF አካላዊ እምብርት፡ በRs እና Rsh መካከል ያለው ጉተታ
FF ለማምረቻ ሁኔታዎች ለምን በጣም ስሜታዊ እንደሆነ ለመረዳት፣ ወደ የፀሐይ ሴል አቻ-ወረዳ ሞዴል መመለስ ያስፈልጋል። በፎቶ የሚመነጩ ቻርጅ አጓጓዦች ወደ ውጭ ወረዳ ከመሰብሰባቸው በፊት በሲሊኮን አካል ውስጥ ይንሸራተታሉ እና ይበተናሉ። በዚህ ሂደት ውስጥ የኃይል ኪሳራ የማይቀር ነው።
በማክሮስኮፒክ ኤሌክትሪክ ደረጃ፣ እነዚህ ኪሳራዎች በጥገኛ ተቃውሞ ይወከላሉ። ሁለቱ ዋና ዋና ክፍሎች ተከታታይ ተቃውሞ፣ Rs፣ እና ሹንት ተቃውሞ፣ Rsh ናቸው።
ተከታታይ ተቃውሞ ወደ ውጭ ጭነት በሚፈስበት ጊዜ የሚገጥሙትን ሁሉንም ወደፊት አካላዊ ተቃውሞዎች ይወክላል። እሱ የሲሊኮን ዋፈር ጅምላ ተቃውሞ፣ በፊት እና የኋላ ኤሌክትሮዶች እና ሲሊኮን መካከል ያለው የግንኙነት ተቃውሞ፣ የጎን አመንጪ ትራንስፖርት ተቃውሞ፣ የጣት እና የባስባር ተቃውሞ፣ እና በሞዱል ደረጃ፣ የግንኙነት ሪባን ተቃውሞ ጥምር ውጤት ነው።
ከእነዚህ አስተዋጽዖ አበርካቾች መካከል፣ የብረት-ሴሚኮንዳክተር የግንኙነት መቋቋም እና በኤሚተር ዶፒንግ ክምችት እና የመጋጠሚያ ጥልቀት ላይ ያሉ ልዩነቶች በጅምላ ምርት ውስጥ በጣም ያነሱ ተለዋዋጭ ተለዋዋጮች ናቸው። እንዲሁም ለከፍተኛ የ Rs መጨመር ዋነኛ መንስኤዎች ናቸው። ተከታታይ መቋቋም ከሴል ሙሌት ሁኔታ ጋር ጠንካራ አሉታዊ ትስስር አለው።
በ I-V ከርቭ ላይ፣ Rs ሲጨምር፣ በ Voc አቅራቢያ ያለው የፊት-አድልዎ ክልል ተዳፋት ይቀንሳል እና ከርቭው ጠፍጣፋ ይሆናል። በማክሮስኮፒክ ደረጃ፣ ከፍተኛ ተከታታይ መቋቋም ከፍተኛውን የውጤት ኃይል ይቀንሳል እና FF ን ዝቅ ያደርገዋል።
የሹንት መቋቋም የውስጥ ኤሌክትሪክ ፍሳሽ ደረጃን ያንጸባርቃል። በሐሳብ ደረጃ፣ Rsh ወደ ማለቂያ የሌለው መቅረብ አለበት፣ ለፎቶጄነሬትድ ተሸካሚዎች ምንም የማለፊያ መንገድ አይተውም። በትክክለኛው ማምረቻ ውስጥ፣ የጠርዝ ፍሳሽ፣ የክሪስታል መፈናቀል እና የብረት ሙጫ ወደ PN መጋጠሚያ ውስጥ ዘልቆ መግባት ያልተፈለጉ የአሁኑን መንገዶች ሊፈጥሩ ይችላሉ።
ዝቅተኛ Rsh ማለት ተጨማሪ የውስጥ ፍሳሽ ጅረት ማለት ነው። ይህ የሹንቲንግ ውጤት በተግባራዊው PN መጋጠሚያ ውስጥ የሚያልፈውን ጅረት ይቀንሳል እና የአሠራር ቮልቴጅን ዝቅ ያደርገዋል። ችግሩ በዝቅተኛ የጨረር ኃይል ስር የበለጠ ይታያል ምክንያቱም የፎቶጄነሬትድ ጅረት ቀድሞውኑ ደካማ ነው፣ ይህም ፍሳሽ ከጠቅላላው ጅረት ትልቅ ክፍል ያደርገዋል።
ቀመር፡ የፀሐይ ሴል እኩልታ ጥገኛ መቋቋምን ጨምሮ
I = IL - I0 × { exp[q(V + I×Rs)/(n k T)] - 1 } - (V + I×Rs) / Rsh
ትርጉም፡ Rs የውጤት ኤሌክትሪክ ፍሰትን ያደናቅፋል፣ Rsh ደግሞ የፍሳሽ መንገድ ይፈጥራል። ሁለቱም FF ን ይቀንሳሉ።
ቀመር፡ ከፍተኛ የኃይል ነጥብ ሁኔታ
d(I×V) / dV = 0
ትርጉም፡ በ I-V ከርቭ ላይ ኃይሉ ከፍተኛ ደረጃ ላይ የሚደርስበት ነጥብ በምርት ሙከራ ውስጥ ጥቅም ላይ የሚውለው የ Pmax እሴት ምንጭ ነው።
ቀመር፡ መደበኛ የሆነ የሹንት ተቃውሞ
RCH = Voc / Isc; rsh = Rsh / RCH
ትርጉም፡ ከባህሪው ተቃውሞ RCH ጋር መደበኛ ማድረግ የተለያየ መጠን እና የኤሌክትሪክ ፍሰት ክፍል ያላቸው ሴሎች በተመሳሳይ ሚዛን እንዲነጻጸሩ ያስችላል።
ቀመር፡ የሹንት ተቃውሞ በ FF ላይ ያለው ግምታዊ ተጽእኖ
FFsh ≈ FF0 × (1 - 1 / rsh)
ትርጉም፡ Rsh ዝቅተኛ በሆነ መጠን ፍሳሹ እየከፋ ይሄዳል እና የሚመጣው የ FF ኪሳራ ይበልጣል።
የትኞቹ የምርት ችግሮች ከ Rs እና Rsh ጋር ይዛመዳሉ?
ከምህንድስና እይታ አንጻር፣ FF ዋጋ ያለው ውጤታማነት ወድቋል ብሎ ስለሚናገር ብቻ አይደለም። መሐንዲሶች ውጤታማነት ለምን እንደወደቀ ለማወቅ ይረዳል። ተከታታይ ተቃውሞ እና ሹንት ተቃውሞ የI-V ከርቭን የተለያዩ ክልሎች ላይ ተጽዕኖ ያሳድራሉ፣ ስለዚህ ወደ ተለያዩ የማምረቻ ጉድለቶች ሊጠቁሙ ይችላሉ።
ቀመር፡ በተከታታይ ተቃውሞ ምክንያት የሚከሰት የሙቀት ኪሳራ
Ploss ≈ I² × Rs
ትርጉም፡ ከፍተኛ የአሁን ወይም ከፍተኛ የጨረር ሁኔታዎች ውስጥ፣ በRs ምክንያት የሚከሰተው የኃይል ኪሳራ ከአሁኑ ካሬ ጋር ይጨምራል።
| የጥገኛ ተቃውሞ ሁኔታ | በI-V ከርቭ ላይ ለውጥ | ማክሮስኮፒክ ውጤት | ሊሆኑ የሚችሉ የምርት መስመር ምክንያቶች |
|---|---|---|---|
| ተከታታይ ተቃውሞ፣ Rs፣ ይጨምራል | በVoc አቅራቢያ ባለው የፊት-ባያስ ክልል ውስጥ ያለው ተዳፋት ይቀንሳል | FF ይወድቃል፣ የሙቀት ኪሳራ በከፍተኛ ጨረር ላይ ይበልጣል፣ እና Isc በትንሹ ሊቀንስ ይችላል | ደካማ የፊት ወይም የኋላ ኤሌክትሮድ ንክኪ፣ ከፍተኛ የፓስታ ብዛት ተቃውሞ፣ የተሰበሩ ጣቶች፣ ወይም በቂ ያልሆነ ማቃጠል |
| ሹንት ተቃውሞ፣ Rsh፣ ይቀንሳል | በአይኤስሲ አቅራቢያ እና በተገላቢጦሽ አድልዎ ክልል ውስጥ ያለው ተዳፋት ይጨምራል | ኤፍኤፍ ይወድቃል፣ መፍሰስ ቪኦሲን ይቀንሳል፣ እና ዝቅተኛ ብርሃን አፈጻጸም በከፍተኛ ሁኔታ እየተበላሸ ይሄዳል | ያልተሟላ የጠርዝ መነጠል፣ ከመጠን በላይ በማቃጠል ምክንያት የሚፈጠር የፒኤን መጋጠሚያ ዘልቆ መግባት፣ የክሪስታል ጉድለቶች፣ ወይም በማለፊያ ፊልም ውስጥ ያሉ ቀዳዳዎች |
ደካማ ግንኙነት፡ የብረት ማድረጊያ አቂልስ ተረከዝ
ከሲሊከን ዋፈር ወደ ተጠናቀቀ ሴል በሚደረገው የሂደት ፍሰት ውስጥ፣ ስክሪን ህትመት እና ብረት ማድረጊያ ማቃጠል የኤሌክትሪክ አፈጻጸምን የሚወስኑ ወሳኝ ደረጃዎች ናቸው። ስክሪን ህትመት የበሰለ እና ወጪ ቆጣቢ ነው፣ ነገር ግን አካላዊ የመገናኛ ዘዴው ሁለቱንም ተከታታይ-ተከላካይ እና ሹንት-ተከላካይ ችግሮችን ሊፈጥር ይችላል።
ዘመናዊ ከፍተኛ ብቃት ያላቸው ሴሎች የኋላ ተሸካሚዎችን የገጽታ ዳግም ውህደት መጠን ለመቀነስ በተለምዶ የኋላ ዳይኤሌክትሪክ ማለፊያ እና የአካባቢ ብረት-ግንኙነት መዋቅሮችን ይጠቀማሉ። በብረት እና በሲሊከን አካል መካከል የሚከላከል ዳይኤሌክትሪክ ሽፋን ስላለ፣ የአካባቢ ግንኙነት በሌዘር መክፈቻ ወይም በፓስታ የታገዘ ኢቺንግ መፈጠር አለበት። የመክፈቻው ጥራት ደካማ ከሆነ ወይም ቅይጥ በቂ ካልሆነ፣ ብረቱ እና ሴሚኮንዳክተሩ አስተማማኝ የኦህሚክ ግንኙነት መፍጠር አይችሉም።
የስክሪን-በታተሙ የኋላ-ኤሌክትሮድ እውቂያ ሴሎች ጥናት እንደሚያሳየው ደካማ እውቂያ ተከታታይ ተቃውሞ ወደ 21.34 mΩ ከፍ እንዲል አድርጓል። የመቀየሪያ ብቃት 8.95% ብቻ ደርሷል፣ ይህም ከተለመደው የአሉሚኒየም የኋላ-ገጽ-መስክ ሴል 17.44% ደረጃ በጣም ያነሰ ነው።
ተመራማሪዎቹ የኋላ አሉሚኒየም ፓስታውን የዶፒንግ ደረጃ በማስተካከል FF ን ለማስመለስ ሞክረዋል። የአሉሚኒየም ይዘት እየጨመረ ሲሄድ የቅይጥ ጥልቀት ተሻሽሏል እና ተከታታይ ተቃውሞ ቀንሷል። የአሉሚኒየም ይዘት ወሳኝ ደረጃ 60% ሲደርስ Rs ከዶፒንግ ካልተደረገበት ሁኔታ ጋር ሲነጻጸር በ11 mΩ ቀንሷል። ይህ የመቀየሪያ ብቃትን በፍፁም 2.59 በመቶ ነጥብ ከፍ አድርጓል።
ነገር ግን የአሉሚኒየም ይዘት በጣም ከፍ ካለ በኋላ ከፍተኛ አሉሚኒየም በእውቂያ ክልል ውስጥ ያለውን የመተላለፊያ አውታር አበላሽቷል። ከዚያ ተከታታይ ተቃውሞ እንደገና መጨመር ጀመረ።
QFLS: የቁሳቁስ ጉድለቶችን ከማምረቻ ጉድለቶች መለየት
የምርት መስመር ሰፊ የሆነ የFF ቅነሳ ሲያሳይ በጣም ከባድ ከሆኑት ጥያቄዎች አንዱ ኪሳራው በቁሳቁስ ውስጥ ካለው ከፍተኛ የጨረር-አልባ ዳግም ውህደት ወይም በስክሪን ማተም እና ማቃጠል ወቅት ከተጀመረው ጥገኛ ተቃውሞ የመጣ ነው የሚለው ነው።
የኳሲ-ፌርሚ ደረጃ መሰንጠቅ፣ ወይም QFLS፣ በዚህ ሁኔታ ውስጥ ጠቃሚ የምርመራ መሳሪያ ነው። በአካላዊ አነጋገር፣ QFLS የፎቶቮልታይክ መሳሪያን የንድፈ ሃሳብ የቮልቴጅ ገደብ የሚወስነው ምንም ውጫዊ የኃይል መሙላት በማይኖርበት ጊዜ ነው። በQFLS እና በራዲያቲቭ ገደብ መካከል ያለው ልዩነት በቁሳቁስ ጉድለቶች ወይም ቆሻሻዎች ምክንያት የሚከሰቱ ራዲያቲቭ ያልሆኑ የመገናኘት ኪሳራዎችን በቀጥታ ያሳያል።
QFLSን በኦፕቲካል በመለካት እና ከንክኪ አልባ የውሸት J-V ትንተና ጋር በማጣመር ተመራማሪዎች የተከታታይ ተቃውሞን ተጽእኖ ከውጫዊ የኤሌክትሪክ መለኪያ ማስወገድ ይችላሉ።
የሚለካው FF ከQFLS ከተገኘው የውሸት ሙሌት ምክንያት በጣም ያነሰ ከሆነ፣ ኪሳራው ብዙውን ጊዜ ደካማ የብረት መገናኛ ወይም የተሰበሩ ጣቶች ጋር ሊገናኝ ይችላል። የውሸት ሙሌት ምክንያቱ ቀድሞውኑ ዝቅተኛ ከሆነ፣ ራዲያቲቭ ያልሆነ የመገናኘት ሂደት ከቁጥጥር ውጭ ሊሆን ይችላል፣ ይህም በዋፈር ጥራት ወይም በይነገጽ ፓሲቬሽን ላይ ያለውን ውስጣዊ ችግር ያመለክታል።
HJT ዝቅተኛ የሙቀት መጠን የብር ፓስታ፡ ከ200°ሴ በታች የሚመራ አውታረ መረብ መገንባት
የN-አይነት ቴክኖሎጂዎች እየተስፋፉ ሲሄዱ፣ HJT እና BC ሴሎች በብረት መሙላት ጥራት ላይ ጥብቅ መስፈርቶችን ያስቀምጣሉ። ስለዚህ FF አዳዲስ የሚመሩ ፓስታዎችን ለመገምገም ጠቃሚ አመላካች ሆኗል።
የHJT ሴሎች አሞርፎስ-ሲሊከን እና ክሪስታላይን-ሲሊከን ሄትሮጁንክሽን መዋቅር ይጠቀማሉ። ይህ ጠንካራ ፓሲቬሽን ይሰጣል፣ ነገር ግን መዋቅሩ ለሙቀት በጣም ስሜታዊ ነው። የአሞርፎስ-ሲሊከን ፊልሞች ክሪስታላይዜሽን እና መበላሸትን ለመከላከል፣ የHJT ሴሎች ከ800°C በላይ የሆነ የተለመደ የማቃጠል ሙቀት መቋቋም አይችሉም። ከ200°C በታች በጥብቅ የሚቆጣጠረውን የማከም ሙቀት ያለው ዝቅተኛ የሙቀት መጠን የብር ፓስታ ያስፈልጋቸዋል።
ዝቅተኛ የሙቀት መጠን የብር ፓስታ ከተለመደው ከፍተኛ የሙቀት መጠን ፓስታ በተለየ መንገድ ይሰራል። ከፍተኛ የሙቀት መጠን የብር ፓስታ በከፍተኛ ሙቀት ውስጥ በሚቀልጠው የብርጭቆ ፍሪት ላይ የተመሰረተ ነው። የብርጭቆው ፍሪት የፀረ-ነጸብራቅ ፊልሙን በማሳጣት እና የብር ክሪስታላይቶችን ወደ ሲሊከን ውስጥ እንዲያድጉ በማድረግ ዝቅተኛ ተቃውሞ ያለው ኦሚክ ንክኪ ይፈጥራል።
ዝቅተኛ የሙቀት መጠን የብር ፓስታ በዋናነት በፖሊመር ሙጫ ሲስተም ውስጥ በተንጠለጠሉ የብር ቅንጣቶች ላይ የተመሰረተ ነው። ሟሟው በዝቅተኛ ሙቀት ከተነከረ በኋላ፣ ቅንጣቶቹ አካላዊ የኤሌክትሪክ ንክኪዎችን ለመፍጠር አንድ ላይ ይጫናሉ።
ይህ ዘዴ በአጠቃላይ ዝቅተኛ የሙቀት መጠን ያለው ፓስታ ከከፍተኛ የሙቀት መጠን ፓስታ የበለጠ ከፍተኛ የጅምላ መከላከያ እንዲኖረው ያደርጋል። ይህ የሴሉን አጠቃላይ ተከታታይ መከላከያ ይጨምራል እና ኤፍኤፍን ይቀንሳል። የፓስታ አቅራቢዎች በናኖስኬል ዱቄት ምህንድስና ችግሩን እየፈቱት ነው። የተለመዱ እርምጃዎች የብር ይዘትን መቀነስ እና የፓስታውን ጥራት እና ሪዮሎጂ ማሻሻል ሲሆን ይህም ዝቅተኛ የብር ፍጆታ ያለው ጥቅጥቅ ያለ የመተላለፊያ አውታር እንዲፈጠር ያስችላል።
| የፓስታ አይነት | የብር ይዘት | የማከሚያ ሁኔታዎች | የጅምላ መከላከያ | የሂደት ባህሪያት |
|---|---|---|---|---|
| የተለመደ ዝቅተኛ የሙቀት መጠን የብር ፓስታ | 35%-55%፣ ወይም እስከ 20%-35% ዝቅተኛ | የተለመዱ ቅንብሮች | በግምት 4-8 μΩ·ሴሜ | ጥራት ወደ 6-8 μm እና ስ visነት ወደ 155-165 ፓስካል·ሰከንድ |
| AP-01 ተከታታይ፣ ሟሟ ያለው | 33%-41% | ቢያንስ 120°ሴ ለ6-20 ደቂቃዎች | 4.57-7.62 μΩ·ሴሜ | ከፍተኛ ምጥጥነ-ገጽታ ህትመት እና በጣም ጥቃቅን የመስመር ስፋቶችን ይደግፋል |
| AP-02 ተከታታይ፣ ሟሟ የሌለው | 33%-41% | ቢያንስ 110°C ለ5-15 ደቂቃዎች | 4.31-8.53 μΩ·cm | ከ15 μm በላይ ለሆኑ የስክሪን ክፍት ቦታዎች እና ከ400 ሚሜ/ሰ በላይ ለሆነ የህትመት ፍጥነት ተስማሚ |
BC ሴሎች፡ FF ለኋላ-ጎን ማግለል ውድቀት ማንቂያ ሆኖ
ለHJT ፈተናው ዝቅተኛ-ሙቀት መቆጣጠሪያ ከሆነ፣ ለኋላ-ግንኙነት ሴሎች ፈተናው በኤሌክትሮድ አቀማመጥ ጥቃቅን ገደቦች ላይ ነው።
BC ሴሎች የፊት-ጎን የብረት ፍርግርግ ጥላን ያስወግዳሉ እና ስለዚህ Isc ከፍ ማድረግ ይችላሉ። ንግድነቱ ሁሉም አዎንታዊ እና አሉታዊ ኤሌክትሮዶች በኋላ ገጽ ላይ በጣም በትንሽ ክፍተት በተለዋጭ መደረግ አለባቸው።
በዚህ ከፍተኛ-ጥግግት የሽቦ አካባቢ ውስጥ፣ ትንሽ የስክሪን ህትመት ማካካሻ፣ የፓስታ መስፋፋት ወይም ትንሽ የማግለል ንብርብር ጉድለት በአዎንታዊ እና አሉታዊ ኤሌክትሮዶች መካከል አካላዊ ግንኙነት ሊፈጥር ይችላል። ይህ ሲሆን፣ Rsh ወደ ዜሮ ሊወርድ ይችላል።
ጥቃቅን አጭር ዑደት የስራ ቮልቴጅን የሚቀንስ ትልቅ የሹንት ጅረት ይፈጥራል። Voc ይወድቃል እና FF ወደ ዜሮ ሊወርድ ይችላል። በፊት ገጽ አቅራቢያ የተፈጠሩ የፎቶጄነሬትድ ተሸካሚዎች ወደ ኋላ የብረት መሰብሰቢያ ኤሌክትሮዶች ከመድረሳቸው በፊት ረዘም ያለ የጎን ርቀት መጓዝ አለባቸው። ይህ የተከማቸ የጅምላ እና የጎን ተከታታይ ተቃውሞ አደጋን ይጨምራል።
በዚህ ምክንያት፣ የFF መለዋወጥ ክትትል በBC ሴል ማምረቻ መስመር ላይ ካሉት በጣም አስፈላጊ የምርት መከላከያ እርምጃዎች አንዱ ነው። የFF ደረጃን ያላሟላ እያንዳንዱ ሴል በብረት መከላከያ ወይም በተሸካሚ ትራንስፖርት ዲዛይን ላይ ያለ ውድቀትን ሊያመለክት ይችላል።
የማቃጠያ መስኮቱ፡ ሁለቱም ዝቅተኛ ማቃጠል እና ከፍተኛ ማቃጠል በFF ይቀጣሉ
ለTOPCon እና PERC ሴሎች፣ ከፍተኛ ሙቀት ማቃጠል ከመጨረሻዎቹ ወሳኝ ሂደቶች አንዱ ነው። የታተሙ የብረት ኤሌክትሮዶች ያላቸው የሲሊኮን ዋፈሮች ከፍተኛ ሙቀት ወደ 800°ሴ የሆነ የቀበቶ እቶን ውስጥ ያልፋሉ። በብረት ፓስታ ውስጥ ያለው የብርጭቆ ፍሪት በገጽታ መከላከያ ሽፋን ውስጥ ቀልጦ ከስር ካለው ሲሊኮን ወይም ከኋላ ገጽ መስክ ጋር የተቀላቀለ ወይም ቀጥተኛ ግንኙነት ይፈጥራል። ይህ የኦህሚክ ግንኙነት ይፈጥራል እና ተከላካይ ተከታታይነትን ይቀንሳል።
ሂደቱ ጥብቅ ሚዛናዊ ተግባር ነው። በጣም ዝቅተኛ የሆነ ሙቀት፣ ወይም በጣም ከፍተኛ የሆነ የቀበቶ ፍጥነት፣ ዝቅተኛ ማቃጠልን ያስከትላል። የብርጭቆ ፍሪት በበቂ ሁኔታ መቅለጥ አይችልም እና የሲሊኮን ናይትራይድ ወይም ዋሻ ኦክሳይድ ሽፋንን ማሳከክ አይችልም። በጣም ጥቂት የብር ክሪስታላይቶች ዝናብ ይዘንባሉ እና ወደ ሲሊኮን ውስጥ ዘልቀው ይገባሉ። በብረት እና በሴሚኮንዳክተር መካከል የሚከላከል ሽፋን ይቀራል፣ ይህም የግንኙነት ተከላካይነት በከፍተኛ ሁኔታ እንዲጨምር ያደርጋል። የI-V ከርቭ ወደፊት አቅጣጫ ያለው ጎን ይጠፋል፣ እና FF ያልተለመደ ዝቅተኛ ይሆናል።
ከፍተኛ ሙቀት ከመጠን በላይ ማቃጠልን ያስከትላል። የብረት ፓስታ በጣም ኃይለኛ ይሆናል፣ እና የብር ክሪስታላይቶች እንደ ሹል ነገሮች ጥልቀት የሌለውን PN መጋጠሚያ ውስጥ ዘልቀው ሊገቡ ይችላሉ። ይህ አጭር ዑደቶችን እና የመገጣጠም ማዕከሎችን ያስተዋውቃል። ፓሲቬሽን ይጎዳል፣ Rsh ይቀንሳል፣ እና ፍሳሽ ከባድ ችግር ይሆናል።
በኤል ኢንስፔክሽን ውስጥ፣ ከመጠን በላይ በማቃጠል ምክንያት የሚከሰቱ የላቲስ ጉዳት እና የፓሲቬሽን ውድቀት ብዙውን ጊዜ እንደ ደመናማ ቅጦች፣ የውሃ ምልክቶች ወይም የእቶን ቀበቶ ምልክቶች ይታያሉ።
የሂደቱን መስኮት ለማስፋት፣ የመሳሪያ አቅራቢዎች የማቃጠል እና የብርሃን መርፌ ስርዓቶችን አዘጋጅተዋል። እነዚህ ስርዓቶች የማቃጠል እቶን ከብርሃን መርፌ ክፍል ጋር ያጣምራሉ። ከከፍተኛ ሙቀት አኒሊንግ እና አሎይንግ በኋላ፣ ዋፈሩ በቀጥታ በግምት 150-350°ሴ በሆነ የሙቀት መጠን ለከፍተኛ ጥንካሬ ብርሃን ይጋለጣል።
ከፍተኛ ጥንካሬ ያላቸው ፎቶኖች ተሸካሚዎችን ያስደስታሉ እና በዋፈሩ ውስጥ እና በአካባቢው ወለሎች ላይ የሃይድሮጂን አቶሞችን የኃይል ሁኔታ ይለውጣሉ። ይህ በማቃጠል ጊዜ የተፈጠሩ ጥቃቅን የሙቀት ጉድለቶችን እና የተንጠለጠሉ ቦንዶችን ማስተካከል ይችላል። የሙከራ ውጤቶች እንደሚያሳዩት ይህ ህክምና የኤል የውሃ ምልክቶችን እና የእቶን ቀበቶ ምልክቶችን በመቀነስ ሁለቱንም Voc እና FF ያሻሽላል።
LECO፡ በTOPCon ብረት ግጭት በኩል ሚዛናዊ ያልሆነ መንገድ
በTOPCon የመጀመሪያ መስፋፋት ወቅት፣ የፊት-ጎን ብረት ማድረግ ዋና የምርት ማነቆ ሆነ። የገጽታ ውህደትን ለመቀነስ፣ የTOPCon ሴል የፊት ጎን ዝቅተኛ የዶፒንግ ክምችት ያለው ጥልቀት የሌለው ኤሚተር ይጠቀማል።
ጥልቀት የሌለው መጋጠሚያ እና ዝቅተኛ ዶፒንግ የመስታወት ፍሪት የያዘውን የተለመደው ከፍተኛ ሙቀት የብር ፓስታ ጋር ግጭት ይፈጥራል። ፓስታው በበቂ ሁኔታ ካልተቃጠለ፣ የግንኙነት መቋቋም እጅግ ከፍተኛ ሆኖ ይቀራል። በጣም ኃይለኛ በሆነ መንገድ ከተቃጠለ፣ ጥልቀት የሌለው መጋጠሚያ ሊወጋ ይችላል፣ ይህም ፍሳሽ ይፈጥራል እና FF ወደ ዜሮ ያደርሳል።
ሌዘር የተሻሻለ የግንኙነት ማመቻቸት፣ ወይም LECO፣ ይህንን ግጭት ለመፍታት ተዘጋጅቷል። LECO ሙቀት-ተኮር ያልሆነ የፎቶኤሌክትሪክ ዘዴ ይጠቀማል። አጥፊ አለምአቀፍ ከፍተኛ ሙቀት ማሞቂያን ከመተግበር ይልቅ፣ ከፍተኛ ኃይል ያለው ሌዘር በመጠቀም የኃይል ቻርጅ አጓጓዦችን ያነሳሳል፣ በተመሳሳይ ጊዜ ወደ 10 ቪ ወይም ከዚያ በላይ የሆነ የተገላቢጦሽ ቮልቴጅ ይተገበራል።
በጠንካራ ቮልቴጅ እና በፎቶጄነሬትድ ቻርጅ አጓጓዦች ጥምር ውጤት ስር፣ በቂ ባልሆነ ማቃጠል ያልተገናኙ ደካማ የማገጃ ነጥቦች የአካባቢ አቫላንቼ ብልሽት ያጋጥማቸዋል። ነፃ ቻርጅ አጓጓዦች በኤሌክትሪክ መስክ አማካኝነት በብረት-ሴሚኮንዳክተር ግንኙነት ውስጥ ይነዳሉ፣ ይህም የበርካታ አምፔሮች የአካባቢ ሞገዶችን ይፈጥራል።
እነዚህ ጠንካራ ሞገዶች በአጉሊ መነጽር የሚታዩ የግንኙነት ነጥቦች ላይ የተተረጎመ የጁል ሙቀት ያመነጫሉ። ይህ በናኖሰከንድ እስከ ማይክሮሰከንድ ጊዜ ውስጥ ጥቃቅን ተኩስ ያስከትላል።
LECO የTOPCon የተኩስ ስትራቴጂን ከኃይለኛ አለምአቀፍ ማሞቂያ ወደ ዒላማ የተደረገ የአካባቢ ጥገና ይቀይረዋል። የፓስታ አቅራቢዎች ከLECO ጋር ተኳሃኝ የሆኑ ልዩ የብርጭቆ ፍሪት ሲስተሞችን መንደፍ ይችላሉ። የተለመደው የቀበቶ ተኩስ ሂደት ጥልቀት የሌለውን ኤሚተር ለመጠበቅ በትንሹ ከተቃጠለ ሊቆይ ይችላል፣ LECO ደግሞ በኋለኛው ጫፍ ላይ የአካባቢ ኤሌክትሪክ መበላሸት ይፈጥራል እና የግንኙነት መቋቋምን ይቀንሳል።
የማረጋገጫ ውጤቶች እንደሚያሳዩት LECO የሌላቸው ሴሎች ከመጠን በላይ በሆነ የግንኙነት መቋቋም ምክንያት ወደ ውድቀት ሊቃረቡ ይችላሉ። ከLECO ህክምና በኋላ የግንኙነት መቋቋም ይቀንሳል የፓሲቬሽን ደግሞ ይቆያል። FF ይጨምራል፣ ይህም ከ0.2 በመቶ ነጥብ በላይ የሆነ ፍፁም የልወጣ ቅልጥፍና ትርፍ ያስከትላል።
LECO አሁንም የሂደት ወሰን አለው። የብርሃን ጥንካሬ በጣም ዝቅተኛ ከሆነ የግንኙነት ጥገና ያልተሟላ ነው። በጣም ከፍተኛ ከሆነ ደግሞ የላቲስ መቆረጥ እና መዋቅራዊ ጉዳት ሊከሰት ይችላል።
የሌዘር ጥንካሬ ወደ 375 MW/cm² አጥፊ እሴት ሲደርስ FF ከ0.84 ወደ 0.65 ሊወድቅ ይችላል፣ ይህም ወደ 24% የሚጠጋ ቅናሽ ነው። Voc ከ0.745 V ወደ 0.695 V ሊቀንስ ይችላል፣ Jsc ደግሞ ከ41.8 mA/cm² ወደ 40.8 mA/cm² ይወርዳል።
በLECO የተፈጠረው ማይክሮስኮፒክ የግንኙነት አውታር ደግሞ የተወሰነ የማይመጣጠን የሙቀት መሰባበር አለው። የEL ትንተና እንደሚያሳየው በLECO የታከመ ሴል ሁለተኛ ከፍተኛ ሙቀት የማቃጠል ዑደት ሲደረግለት፣ የሁለተኛውን የማቃጠል ሙቀት ከ280°C ወደ 680°C ማሳደግ የተመሰረቱትን ማይክሮ-ኮንዳክቲቭ መንገዶች ሊያውካቸው ይችላል።
የግንኙነት መቋቋም እንደገና ይባባሳል፣ FF በከፍተኛ ሁኔታ ይቀንሳል፣ እና የመጀመሪያው የሴል ቅልጥፍና 26.35% መቀነስ ይጀምራል።
FF መቶኛ ብቻ አይደለም። የምርት ምርታማነት ምት ነው
የፀሐይ ሴል ማምረቻ ጥቁር ሳጥን ውስጥ መመልከት አንድ ነጥብ ግልጽ ያደርጋል፡ የመሙያ ምክንያት (fill factor) በላብራቶሪ ሞካሪ ላይ የሚታየው ረቂቅ መቶኛ ብቻ አይደለም።
በማይክሮስኮፒክ ደረጃ፣ FF በተሸካሚ-ትራንስፖርት መንገድ ላይ በተከታታይ መቋቋም እና በትይዩ መቋቋም መካከል ያለው የመጎተት የመጨረሻ መግለጫ ነው። በምርት መስመር ላይ፣ የሜታላይዜሽን ፓስታውን የኮንዳክቲቪቲ ገደቦች፣ የስክሪን ህትመት ሜካኒካል ትክክለኛነት እና በቀበቶ-ማቃጠል እቶን የሙቀት መገለጫ ላይ ያሉ ትናንሽ ለውጦችን ይመዘግባል።
ሲሊኮን ያልሆኑ ወጪዎች ቀድሞውኑ ወደ ታች ደረጃ በተጠጉበት እና የካፒታል መስፋፋት የበለጠ ፈላጊ እየሆነ ባለበት አዲስ የፒቪ ዑደት ውስጥ፣ እያንዳንዱ ዋና ከፍተኛ ቅልጥፍና ቴክኖሎጂ ተመሳሳይ መሰረታዊ ችግር ይገጥመዋል።
HJT በዝቅተኛ የሙቀት መጠን የማከም ገደብ ውስጥ አስተማማኝ የሆነ የመተላለፊያ አውታር መጠበቅ አለበት። BC ሴሎች በአጉሊ መነጽር ርቀት ብቻ በተለዩ አወንታዊ እና አሉታዊ ኤሌክትሮዶች መካከል ያለውን ፍሳሽ መቆጣጠር አለባቸው። TOPCon መከላከያን በሚጠብቅበት ጊዜ ግንኙነትን ለመጠገን በማቃጠል፣ በብርሃን መርፌ እና በLECO ላይ የተመሰረተ ነው።
ዒላማው ሁልጊዜ አንድ ነው፡ የPN መጋጠሚያ ውስጥ ሳይገባ እና ፍሳሽ ሳይፈጥር የበይነገጽ ግንኙነት መቋቋምን መቀነስ።
ለአምራቾች፣ ፍጹም የውጤታማነት እሴትን ብቻ መከታተል ከእንግዲህ በቂ አይደለም። የበለጠ ብልህ የምርት ስርዓት ትናንሽ የFF ልዩነቶችን በእውነተኛ ጊዜ መከታተል እና እንደ QFLS እና ሐሰተኛ J-V ትንተና ካሉ አጥፊ ያልሆኑ የምርመራ ዘዴዎች ጋር ማጣመር አለበት። ይህ ወደ የበለጠ የተረጋጋ የሚቀጥለው ትውልድ ከፍተኛ ብቃት ያለው የፀሐይ ሴል ማምረቻ ተግባራዊ መንገድ ነው።
የOoitech እይታ
የFF እውነተኛ ዋጋ እንደ የምርት ማንቂያ ፍጥነቱ ነው። የተረጋጋ መስመር FFን ከRs፣ Rsh፣ EL ቅጦች፣ ሐሰተኛ-FF፣ የማቃጠል ሙቀት እና የብረት ማውጫ መረጃ ጋር አብሮ መከታተል አለበት፣ እያንዳንዱን ውጤት በተናጠል ከማከም ይልቅ። ለTOPCon፣ HJT እና BC ቴክኖሎጂዎች፣ ይህ የተጣመረ የውሂብ ስብስብ የመጨረሻው የውጤታማነት ስርጭት ከባድ የምርት መጥፋት ከማሳየቱ በፊት የሚለዋወጥ የሂደት መስኮትን ሊገልጥ ይችላል።
