Giriş

Önceki çalışmadan yeni bir atılıma

Dün Jiangnan Üniversitesi'nden TOPCon bakır kaplama üzerine bir makaleyi tartıştık: lazer oyma silikona zarar verir, kristalinite 30 puan düşer ve onarmak için tavlama gerekir. Bu makale, 750°C tavlama + HF temizleme verimliliği %23,41'den %24,85'e geri getirebilir.

Ancak üretim hattında olan herkes bilir ki 750°C tavlamanın kendisi bir hidrojen kaynaklı kabarma riski taşır — sıcaklık penceresi son derece dardır. 775°C'nin üzerinde arka pasivasyon tabakası kabarır ve 800°C'de sonuç hiç tavlama yapılmamış halden bile daha kötüdür.

Daha iyi bir yol var mı?

2026'da yayınlanan Jiangnan Üniversitesi + Jiangsu Xianghuan + DR Laser tarafından yapılan ikinci bir makale yeni bir cevap sunuyor: lazer hasarını onarırken geleneksel düşük sıcaklık sinterlemesinin yerine LIF (Lazer Kaynaklı Ateşleme) kullanmak.

Sonuçlar: verimlilik artışı mutlak %0,45, Voc kazancı 0,86mVve — temas direnci homojenliğinde büyük bir iyileşme.

1. Hızlı bir özet: TOPCon bakır kaplama akışı ve sıkıntılı noktaları

Standart süreç ve nerede sorun yarattığı

Standart TOPCon Ni/Cu kaplama akışı:

Lazer kanal açma → Hasar onarımı için yüksek sıcaklıkta tavlama → HF temizleme → Ni kaplama → Düşük sıcaklıkta sinterleme → Cu kaplama

İki sorun noktası:

• Lazer kanal açma silikona zarar verir: önceki makalede tartışıldığı gibi, kristallik %99,3'ten %69,8'e düşer ve onarım için yüksek sıcaklıkta tavlama gerekir.

• Geleneksel düşük sıcaklıkta sinterleme homojen değildir: fırın tüm hücreyi ısıtır, kenarlar daha hızlı ısı kaybederken merkez daha sıcak kalır, bu da kenarlarda temas direncinin yüksek, merkezde düşük olmasına neden olur — homojen olmayan akım toplama FF'yi düşürür.

Bu yeni makalenin temel atılımı: kaplama akışına LIF eklemek iki kuşu bir taşla vurur — homojen olmayan düşük sıcaklıkta sinterlemeyi değiştirir ve lazer hasarının onarılmasına yardımcı olur.

2. LIF nedir ve geleneksel sinterlemeden farkı nedir?

Fırın ısıtması vs. noktadan noktaya kaynak

Geleneksel düşük sıcaklıkta sinterleme: tüm hücreyi bir fırına koyun ve 200–400°C'de pişirin. Sorun, eşit olmayan ısıtmadır — kenarlar daha hızlı soğur, merkez daha sıcak olur ve temas direnci hücre genelinde önemli ölçüde değişir.

LIF (Lazerle İndüklenen Ateşleme): 1064nm kızılötesi lazer, hücrenin ön yüzeyini hızla tararken ters bir öngerilim (2–18V) uygulanır. Lazer, fotojenere taşıyıcıları uyarır, ters öngerilim onları yönlendirir, metal–silisyum arayüzünde hassas lokalize Joule ısıtması üretir.

Tek cümlelik fark: geleneksel sinterleme "tüm hücreyi pişirme" iken, LIF "noktadan noktaya kaynak" yapar. LIF yalnızca ızgara çizgileri altındaki temas bölgesini ısıtır, diğer her şeyi termal olarak etkilemez.

3. LIF bakır kaplı hücrelerde ne kadar iyi çalışıyor?

14V'de tatlı noktayı bulmak

Makale önce bir temel deney yapar: Ni/Cu kaplamayı tamamlamış hücrelere farklı ters öngerilim voltajlarında LIF uygular.

Optimum parametreler: 14V ters besleme, verimlilik artışı +%0.401 mutlak, FF artışı %1.22, Rs azalması %23.

Neden daha yüksek voltaj işleri daha da kötüleştiriyor?

Makale, karanlık doyma akım yoğunlukları J01 ve J02'yi ölçmek için Suns-Voc kullanıyor:

• J01 (pn-eklemi rekombinasyonunu temsil eder): voltajla çok az değişir

• J02 (metal–silisyum arayüz rekombinasyonunu temsil eder): 14V'de en düşük, 16–18V'de yükselir

Çeviri: çok fazla voltaj aşırı Joule ısınması anlamına gelir ve arayüz "ölümüne kaynaklanır". Pencere tam 14V civarındadır.

4. LIF neden lazer hasarını onarabilir?

Raman spektroskopisi sırrı açıklıyor

Makale önemli bir deney yaptı: kaplanmış metali sıyırdı ve ızgara çizgilerinin altındaki silisyumun kristalliğini ölçmek için Raman spektroskopisi kullandı.

Yüksek sıcaklıkta tavlamanın yanı sıra, LIF kristalliği daha da artırır.

Mekanizma: LIF, lokalize anlık yüksek sıcaklık (geleneksel tavlama sıcaklıklarının çok üzerinde) üreterek amorf silisyumun daha tamamen yeniden kristalleşmesini sağlar ve sadece ızgara çizgilerinin altındaki bölgeleri ısıtır, arka pasivasyon katmanına dokunmaz.

Bu, önceki makaledeki kalıcı endişeyi giderir — yüksek sıcaklıkta tavlama için sıcaklık penceresi dardır ve 775°C'nin üzerinde arka pasivasyon kabarır. LIF lokal ısıtmadır; arka etkilenmez, bu nedenle sıcaklık daha yükseğe çıkabilir ve onarım etkisi daha iyidir.

5. LIF ne zaman uygulanmalı? Zamanlama önemlidir

Üç aday ve net bir kazanan

Kaplama işlemi üç adımdan oluşur: Ni kaplama → düşük sıcaklıkta sinterleme → Cu kaplama. LIF nereye eklenmeli?

Makale üç zamanlamayı karşılaştırır:

Sonuç: LIF en iyi en sonunda uygulandığında çalışır — Cu kaplama tamamlandıktan sonra.

Neden?

Cu kaplamadan sonra elektrot direnci önemli ölçüde düşer. LIF voltaj uyguladığında, akım dağılımı daha homojendir, Joule ısınması daha homojendir ve arayüz teması daha kapsamlı bir şekilde optimize edilir.

LIF yalnızca Ni katmanına (Cu kaplamadan önce) uygulanırsa, direnç yüksektir; aynı voltaj aşırı Joule ısınmasına neden olur ve bu da arayüzü kolayca 'öldürebilir'.

6. Daha büyük bir keşif: LIF, düşük sıcaklıkta sinterlemenin yerini tamamen alabilir

Fırını tamamen atlamak

LIF, Ni–Si temasını optimize edebiliyorsa, o zaman geleneksel düşük sıcaklıkta sinterleme adımını tamamen atlayabilir miyiz?

Makale bir deney tasarladı (Grup D): Ni kaplama → LIF (8V) → doğrudan Cu kaplama, düşük sıcaklıkta sinterleme adımını atlayarak.

Sonuçlar:

Grup D'nin temas direnci homojenliği, geleneksel sinterleme içeren tüm grupları ezip geçiyor.

Neden?

Geleneksel sinterleme fırınları eşit olmayan şekilde ısıtır — kenarlar ısıyı hızlıca dağıtır, merkez daha sıcaktır — bu da kenarlarda temas direncinin daha yüksek, merkezde daha düşük olmasına neden olur. LIF nokta taramasıdır; her nokta tam olarak aynı enerjiyi alır, doğası gereği homojendir.

LIF voltajını daha da optimize ederek 6V, Grup D verimlilikte 24.74%değerine ulaşır, Voc ise 696.72mV — verimlilikte %0.45 mutlak artış ve Voc'de +0.86mV artış geleneksel sinterleme + LIF'siz taban çizgisine kıyasla.

7. Üretim hattı çıkarımları: Bakır kaplama için seri üretim eşiği düşürüldü mü?

Üç somut ilerleme

Bu makale birkaç somut ilerleme sunuyor:

1. Voc hasarı onarılabilir ve daha iyi onarılabilir. Önceki makaledeki 750°C tavlama dar bir sıcaklık penceresine sahipti ve arka tarafta kabarma riski taşıyordu. LIF yerel olarak ısıtır, arka taraf güvende kalır ve onarım daha etkilidir.

2. Bir proses adımı kurtarılır, ancak ekipman yatırımı değerlendirilmelidir. Geleneksel akış: Ni kaplama → düşük sıcaklıkta sinterleme → Cu kaplama. LIF yaklaşımı: Ni kaplama → LIF → Cu kaplama. Sinterleme fırınından ve proses süresinden tasarruf sağlar, ancak LIF ekipmanının kendisi daha pahalıdır ve kaplama hattına entegrasyonu daha karmaşıktır. Gerçek yatırım getirisi ekipman fiyat tekliflerine bağlıdır.

3. Temas direnci homojenliği gizli avantajdır. Geleneksel sinterleme, kenardan merkeze 3.53Ω'luk bir temas direnci farkı gösterir; LIF yaklaşımı bunu 0.45Ω'ya düşürür. Daha iyi homojenlik, daha homojen akım toplama, daha yüksek FF ve modül seviyesinde daha düşük sıcak nokta riski anlamına gelir.

Ancak seri üretim engelleri devam ediyor:

• LIF ekipman yatırımı: sinter fırınını değiştirirken bir lazer + güç kaynağı + kontrol sistemi eklersiniz. Ekipman tedarikçisi fiyatlandırması ekonomiyi belirler.

• Hat entegrasyon karmaşıklığı: LIF, kaplama hattına sorunsuz bir şekilde bağlanmalıdır ve çevrim süresi eşleştirmesi (makale 20 m/s tarama hızı kullanır) doğrulama gerektirir.

• GW ölçeğinde tutarlılık: makale laboratuvar/pilot seviyesindedir; büyük ölçekli seri üretimde verim kararlılığı hala destekleyici veri gerektirir.

8. Aiko ABC ile Karşılaştırma

İki yol, iki hikaye

Aiko'nun BC mimarisi doğal olarak lazer kanal açma tuzağından kaçınır. TOPCon bundan kaçınamaz, ancak LIF "çukuru doldur + optimize et" kombinasyon çözümü sunar — yalnızca hasarı onarmakla kalmaz, aynı zamanda bir süreç adımını kurtarır ve tekdüzeliği iyileştirir.

9. Özet

Durum nedir

Jiangnan Üniversitesi'nden bu yeni makale bir şeyi kanıtlıyor: TOPCon bakır kaplamadaki lazer hasarı yalnızca onarılamaz, aynı zamanda LIF, geleneksel tavlamadan daha iyi onarır — ve bu süreçte düşük sıcaklık sinterlemenin tekdüzelik sorununu da çözer.

+%0,45 mutlak verim artışı, 0,86mV Voc artışı ve kontak direnci tekdüzeliğinde büyük iyileşme — bu üç rakam, herhangi bir üretim hattında ciddi bir değerlendirmeyi hak ediyor.

Seri üretim eşiği hala mevcut, ancak teknik yol haritası giderek netleşiyor.

Tartışma konusu: LIF'in düşük sıcaklık sinterlemenin yerini alması, TOPCon bakır kaplamanın seri üretimi için "son darbe" mi, yoksa sadece "laboratuvar tarafında pastanın üzerine krema" mı?

Referans bilgisi:

• Başlık: TOPCon güneş hücresi metalizasyonu için lazerle ateşleme ile Ni/Cu kaplamanın entegrasyonu

• Yazarlar: Jingyun Zhang, Xi Xi, Jianbo Shao ve diğerleri (Jiangnan Üniversitesi + Jiangsu Xianghuan Technology + DR Laser)

• Dergi: Solar Energy Materials and Solar Cells

• Yıl: 2026

• DOI: 10.1016/j.solmat.2026.114198

Ooitech'in Görüşü

Ooitech şuna inanıyor: LIF, lazer hasar onarımı ve sinterleme homojenliğini tek bir adımda birleştirerek TOPCon bakır kaplamayı gümüşsüz seri üretim için daha anlamlı bir yol haline getiriyor.