TOPCon Güneş Hücresi Üretim Süreci: Adım Adım Eksiksiz Bir Kılavuz

Giriş

Monokristal N-tipi TOPCon güneş hücreleri, fotovoltaik endüstrisindeki en umut verici yüksek verimli teknolojilerden biri haline gelmiştir. Üretimleri, dokulandırma, bor difüzyonu, lazer SE, tavlama, alkali parlatma, PE-poli, tavlama, RCA temizleme, kaplama, metalizasyon ve son test ve sınıflandırma dahil olmak üzere dikkatlice kontrol edilen bir dizi adımı içerir. Bu makalede, her bir ana proses adımını inceleyip neden önemli olduklarını açıklıyoruz.

1. Dokulandırma (TEX)

Dokulandırmanın Amacı

Dokulandırmanın amacı, gofret yüzeyindeki mekanik hasar katmanını kaldırmak ve ışık emilimini artıran piramit şeklinde bir dokulu yüzey oluşturmaktır. Yüzey yansıtıcılığını azaltarak kısa devre akımı (Isc) iyileştirilir ve bu da hücrenin fotovoltaik dönüşüm verimliliğini artırır.

Islak aşındırma, günümüzde ana akım dokulandırma prosesidir. Gofret yüzeyindeki metal iyonları, hasar katmanları ve diğer kirlilikler rekombinasyon merkezleri olarak işlev görür. Ayrılan elektronlar ve delikler gofret yüzeyine taşınmalı ve orada toplanmalıdır; bu rekombinasyon merkezleri azınlık taşıyıcı ömrünü azaltarak taşıyıcıların harici akım olarak çıkmadan önce rekombine olmasına neden olur. Yüzey oksit katmanları ve organik kirlilikler ayrıca AlOx ve SiNx katmanlarının biriktirme ve pasivasyon kalitesini etkiler; bu nedenle kapsamlı yüzey temizliği kritiktir ve doğrudan hücre verimliliğini etkiler.

Reaksiyon Prensibi

Dokulandırma, kristal silisyumun anizotropik aşındırma özelliğine dayanır; düşük konsantrasyonlu alkali ve katkı maddeleri farklı kristal yönelimlerini farklı hızlarda aşındırır. (110) ve (100) düzlemlerindeki aşındırma hızı, (111) düzlemine göre çok daha yüksektir. Belirli bir aşındırma süresinden sonra, monokristal gofret yüzeyinde (111) düzlemlerinden oluşan dört "piramit" yapısı kalır.

Atomik düzenleme kristal düzlemler arasında farklılık gösterir ve bu da farklı aşındırma hızlarına yol açar:

• (100) düzlemi: nispeten gevşek atom düzeni, daha fazla açıkta kalan kimyasal bağ, en hızlı aşındırma hızını verir.

• (110) düzlemi: atom yoğunluğu (100) ve (111) arasında, (100)'den daha hızlı ancak biraz daha düşük aşındırma hızı.

• (111) düzlemi: en sıkı paketlenmiş atom düzeni, kimyasal bağların saldırıya uğraması zor, en yavaş aşındırma hızını verir.

Dokulandırma Katkılarının Rolü

Katkı maddeleri silisyumun yüzey gerilimini düşürür, reaksiyon sırasında oluşan hidrojen kabarcıklarının salınımını teşvik eder ve piramitleri daha homojen hale getirir. Plaka yüzeyi ile reaksiyon çözeltisi arasındaki ıslanmayı iyileştirir, NaOH çözeltisinin aşındırma gücünü zayıflatır, çekirdeklenme noktalarını ve çekirdeklenme yoğunluğunu artırarak çok sayıda küçük piramit oluşumunu teşvik eder. Genel olarak, katkı maddesinin özellikleri dokulu piramit yüzeyi üzerinde en doğrudan etkiye sahiptir.

Proses Akışı

Dokulandırma sırası tipik olarak şunları içerir: organikleri, metal safsızlıkları ve testere hasarını gidermek için NaOH ve H2O2 ile ön temizlik (60°C'de ultrasonik temizlik yardımıyla, ardından saf su ile durulama); piramit dokusunu oluşturmak için 82°C'de 420 saniye boyunca yaklaşık %0.6 NaOH ve %0.4 katkı maddesi kullanarak alkali dokulandırma; kalan organikleri gidermek için temizlik sonrası; kalan alkaliyi nötralize etmek ve oksit tabakasını kaldırmak için seyreltik asit (%3.15 HCl + %7.1 HF) kullanarak asit temizliği; yüzey gerilimi ile su filmini kaldırmak için yavaş çekme ön dehidrasyon; ve son olarak 90°C sıcak hava ile kurutma.

2. Bor Difüzyonu (B Dif)

Amaç

Yüksek sıcaklık altında, bor atomları N-tipi plakanın yüzeyine difüze olarak bir PN bağlantısı oluşturur. PN bağlantısının iç alanı, fotojenere edilmiş taşıyıcıları ayırarak harici olarak akım çıkışı sağlar. P-tipi plakalar, yüksek delik konsantrasyonu ile bağlantı oluşumu için fosfor katkılama kullanır; N-tipi plakalar, yüksek elektron konsantrasyonu ile bor katkılama kullanır.

Proses Prensibi

Bor triklorür (BCl3), 800-900°C'de bir kuvars tüpten geçer ve oksijenle reaksiyona girerek B2O3 oluşturur; bu, azot taşıyıcı gaz ile wafer yüzeyine birikir ve Si ile reaksiyona girerek bor atomları üretir, bir borosilikat cam (BSG) tabakası oluşturur. Bor atomları daha sonra wafer içine difüze olarak PN bağlantısını oluşturur. BCl3, 1.35 kg/m3 yoğunluğa, -107.3°C erime noktasına ve 12.5°C kaynama noktasına sahip renksiz, dumanlı bir sıvı veya gazdır. Yanıcı değildir, tahriş edici ve keskin kokuludur, suda ayrışarak hidrojen klorür ve borik asit oluşturur ve önemli miktarda ısı açığa çıkarır. Ara ürün B2O3, 450°C erime noktası ve 1860°C kaynama noktası ile işlem boyunca sıvı kalır ve kuvars bileşenlere karşı güçlü aşındırıcıdır.

Bor difüzyonu, fosfor difüzyonundan daha zordur, bu nedenle TOPCon yolu ekipmana daha yüksek talepler getirir: daha yüksek homojenlik, daha yüksek difüzyon sıcaklıkları (genellikle 1000°C'nin üzerinde) ve daha uzun difüzyon süreleri (film oluşumu genellikle 240 dakikaya kadar sürer), bu da bağlantı oluşum aşamasında ekipman ve üretim maliyetini artırır.

Proses Akışı

Difüzyon iki şekilde gerçekleştirilir. Ön biriktirme difüzyonu (BSG biriktirme adımı) daha düşük bir sıcaklık kullanır ve wafer'ı doymuş bir safsızlık atmosferinde tutar, böylece yüzey safsızlık konsantrasyonu sabit kalır; bu, sabit yüzey kaynağı difüzyonu olarak bilinir. Yeniden dağıtım difüzyonu, boru BSG'den wafer içine daha yüksek bir sıcaklıkta, oksijen açısından zengin bir atmosferde ve dış safsızlık olmadan iter; burada yüzey konsantrasyonu zamanla değişir, buna sınırlı yüzey kaynağı difüzyonu denir ve Gauss safsızlık dağılımına sahiptir.

Tipik işlem adımları şunlardır: düşük basınca ulaşmak için vakum pompalama; difüzyon sıcaklığına (800-900°C) ısıtma; sıcaklığı korurken basıncı daha da düşürme; düşük basınç altında sızıntı tespiti; bir sonraki difüzyon adımını yavaşlatmak ve bor difüzyonunu daha homojen hale getirmek için 1nm SiO2 tabakası oluşturmak üzere ön oksidasyon; aktif ön biriktirme ve pasif sürünme için bor kaynağını tanıtarak difüzyon/biriktirme; difüzyon hızını ve derinliğini artırmak için 900°C'nin üzerinde daha fazla ısıtma; bor içeriğini kontrol etmek, bağlantıyı derinleştirmek, koruyucu bir tabaka oluşturmak ve substrat safsızlıklarını gidermek için 100nm'nin üzerinde bir SiO2 tabakası oluşturmak üzere son oksidasyon; güvenli bir tüp açma sıcaklığına soğutma; ve N2 ile vakumu kırarak atmosfer basıncını geri getirme.

3. BSG Giderme ve Alkali Dağlama

BSG Giderme

Bor difüzyonundan sonra, plakanın arka ve kenarlarında kalın bir BSG tabakası (40-100nm oksit) bulunur. Bu borosilikat cam tabakası sonraki işlemleri olumsuz etkiler ve PN bağlantı kaçağına neden olabilir, bu nedenle katkılama sonrası kimyasal aşındırma ve temizlik gereklidir. Alkali aşındırmadan önce, hat içi tek taraflı HF işlemi arka ve kenar BSG'yi kaldırırken, ön BSG alkali aşındırma sırasında maske olarak korunur ve ön yapıyı korur.

Plaka önce hat içi HF temizleme ekipmanına girer, burada yaklaşık %60 HF arka BSG'yi çözeltide çözerken bir su filmi ön BSG'yi korur, ardından yaklaşık 0,5 dakika saf su durulaması yapılır. Sıra şunları içerir: SiO2'nin hidrofilikliğini kullanarak ön BSG'yi korumak için su filmi uygulama; arka ve kenar BSG'nin HF aşındırması; olası kirlenmiş su filmini yenilemek için su tabancası adımı; kalan HF'yi gidermek için su yıkama; kalan safsızlık iyonlarını gidermek için asit temizliği; ve ön su filminin kurutulması.

Alkali Aşındırma

Alkali aşındırmanın amacı, kaçağı önlemek için arka ve kenarlardaki PN bağlantısını kaldırmak ve arka pasivasyon için hazırlık olarak düzgün, temiz bir arka morfoloji oluşturmaktır.

İki ana yaklaşım vardır. İkincil dokulandırma, ilk dokulandırmaya benzer prensiptedir, ancak katkı maddesi BSG ile alkali arasındaki reaksiyon hızını azaltmalıdır. Alkali parlatma, yüksek konsantrasyonlu alkali ve katkı maddeleri kullanarak alkali-silikon reaksiyonunu hızlandırır, anizotropik aşındırma özelliğini zayıflatır ve yüksek yansıtıcılı parlatılmış bir morfoloji oluşturur. Alkali aşındırma katkı maddesi ön BSG'yi korur, alkali ile reaksiyon hızını düşürerek aşırı aşındırmayı önler, BSG'yi sonraki adımlar için maske olarak tutar, hidrojen kabarcıklarını serbest bırakmak için yüzey gerilimini düşürür, ıslanmayı iyileştirir ve çekirdeklenme yoğunluğunu artırır.

4. Biriktirme ve Kaplama

Bu aşama Tünel Oksit (TOX), Poli-Si tabakası ve Maskeyi biriktirir. Biriktirme esas olarak vakumlu gaz fazında gerçekleşir ve Fiziksel Buhar Biriktirme (PVD), Kimyasal Buhar Biriktirme (CVD) ve Atomik Katman Biriktirme (ALD) olarak ayrılabilir. PVD, bir malzeme kaynağını atomlara, moleküllere veya iyonlara buharlaştırır ve düşük basınç altında alt tabaka üzerinde biriktirir; CVD, alt tabaka üzerinde kimyasal reaksiyonlar yoluyla birikintiler oluşturur; ve ALD, malzemeyi tek atomik katmanlar halinde katman katman biriktirir.

Tünel Oksit Tabakası (TOX)

Tünel oksit tabakası, kuantum tünelleme etkisine dayanır ve bariyer olarak ultra ince bir oksit (tipik olarak 1-2nm) kullanır. n-tipi silikon substrat ile katkılı poli-Si tabakası arasında, taşıyıcı seçici taşımayı sağlar: elektronlar (çoğunluk taşıyıcıları) oksit boyunca poli-Si tabakasına tünellerken, delikler (azınlık taşıyıcıları) daha yüksek bir bariyer yüksekliği (yaklaşık 4.5-4.8eV) ile karşılaşır ve bloke edilir. Ayrıca, katkılı poli-Si ile substrat arasındaki iş fonksiyonu farkının arayüz enerji bantlarını bükmesi ve çoğunluk taşıyıcılarını artırıp azınlık taşıyıcılarını iten bir elektrostatik alan oluşturmasıyla bant bükülmesi ve alan etkisi pasivasyonu yaratır, böylece arayüz rekombinasyonunu daha da azaltır.

Oksit, termal oksidasyon (LPCVD ile uyumlu) veya PECVD, PEALD ve termal oksidasyon (PECVD ile uyumlu) ile hazırlanabilir. Film yoğunluğu açısından, PEALD en iyi pasivasyonu sağlar ancak daha yüksek ekipman maliyetiyle, termal oksidasyon ve PECVD ise daha iyi ekonomi sunar. ALD tipik olarak yaklaşık 0.7nm, termal oksidasyon yaklaşık 1.3nm verir ve tünelleme mekanizması genellikle 1.6nm'nin altındaki kalınlıklarda elde edilir. LPCVD daha olgundur, basit kontrol ve yüksek film kalitesi gibi avantajlara sahiptir, ancak ön kenarda temizlenmesi gereken bir sarma katkılı poli-Si tabakası oluşturma eğilimindedir ve film hızı yavaştır. PECVD poli-Si, daha hızlı biriktirme, yerinde katkılama ve daha az sarma ile daha yeni bir teknolojidir, ancak olgunluğunun hala iyileştirilmesi gerekir ve toz, yüksek hidrojen içeriği ve yüksek sıcaklıkta tavlama sırasında kabarcık oluşumu sorunları yaşayabilir.

Poli-Si Tabakası

Polikristal silikon (Poli), sayısız küçük silikon tanesinden oluşur, tane boyutları tipik olarak onlarca ila yüzlerce nanometre arasındadır ve aralarında tane sınırları bulunur. Poli-Si tabakası genellikle fosfor katkılıdır ve yüksek katkılı n-tipi poli-Si oluşturur, iletkenliği artırır, taşıyıcı seçici taşımayı sağlar ve substrat ile iyi bir omik kontak oluşturur.

Polikristal Si hazırlama, biriktirme ve katkılama işlemlerini içerir. Biriktirme genellikle LPCVD veya PECVD kullanılarak yapılır ve kalınlık yaklaşık 100-150nm'dir; amorf film tavlama sırasında kristalinite değiştirir, mikrokristalin-amorf karışık fazdan polikristaline dönüşür ve pasivasyonu aktive eder. Katkılama için LPCVD genellikle önce intrinsik bir poli-Si tabakası biriktirir ve ardından difüzyon fırını veya iyon implantasyonu (ex-situ katkılama) ile fosfor katkılamasını tamamlar, çünkü yavaş LPCVD biriktirme sırasında katkılama işlemi daha da yavaşlatır. PECVD daha yüksek film verimliliğine sahiptir ve kaplama sırasında (in-situ katkılama) fosfor katkılamasını tamamlayabilir. Poli-Si için ana teknoloji olan LPCVD, silanın (SiH4) termal olarak ayrıştırılarak silikon atomlarına dönüştürülmesi ve bunların bir film halinde biriktirilmesiyle çalışır. Daha kalın poli-Si'nin daha ciddi FCA (parazitik) kaybına ve daha büyük kısa devre akımı kaybına neden olduğunu ve daha yüksek fosfor katkılamasının FCA emilimini ve akım kaybını artırdığını unutmayın.

Maske Tabakası

Maske tabakası genellikle poli-Si biriktirmesinden sonra büyütülen yaklaşık 10nm kalınlığında bir SiO2 filmidir ve arka yapıyı korumak için kullanılır, esas olarak sonraki ıslak işlemlerin poli-Si tabakasını aşındırmasını önler. Tank tipi ıslak ekipmanlarda arka yapının hasar görmemesini sağlamak için, poli işleminden sonra silan ve azot oksit kullanılarak arka yüzeyde bir SiOx maskesi (yaklaşık 10nm) büyütülür (not: silan ve oksijen, vakum dışı ortamlarda patlama riski taşır).

İşlem adımları şunlardır: vakumlu ön ısıtma ile gofretin gerekli sıcaklığa getirilmesi; intrinsik silikon kaynağının ön biriktirmesi (sadece gaz, RF yok, tüpü homojen bir şekilde doldurmak ve basıncı stabilize etmek için); intrinsik silikon kaynağının biriktirmesi (RF açık, katkılı poliden fosforu bloke eden ve tamponlayan katkısız bir film biriktirmek için); katkılı silikon kaynağının ön biriktirmesi (sadece gaz); katkılı silikon kaynağının biriktirmesi (RF açık, fosfor katkılı bir poli film biriktirmek için); PECVD SiOx ile oksit maskesi oluşumu; ve SiH4 ve N2O'yu tüpten dışarı itmek için N2/Ar temizleme, böylece fırın kapağı açıldığında yanmayı önler.

5. Tavlama

Tavlamanın amacı, PECVD ile büyütülen amorf silikonu polikristal silikona dönüştürmek, fosfor atomlarını aktive etmek ve bağlantı derinliğini ilerletmek ve pinholler oluşturmaktır. İşlem, BN2 (bor nitrür) eklenmesini ve 890-920°C'ye yavaşça ısıtmayı içerir; burada BN2 yüksek sıcaklıkta sürülerek poli filmdeki fosfor atomları aktive edilir ve etkili katkılama sağlanır.

Tavlama ve TOX arasında bir ilişki vardır: tünel oksit değişmeden, tavlama sıcaklığının yükseltilmesi daha fazla pinhole ve iç difüzyon oluşturur, kontak direncini düşürür ve FF'yi iyileştirirken pasivasyon gereksinimlerini karşılar; aynı tavlama sıcaklığında, daha kalın bir tünel oksit daha fazla pinhole ve iç difüzyon ile daha yüksek bir doyma akımı üretir.

6. PSG Giderme ve RCA Temizliği

PEALD ile n+-poly-Si film biriktirilmesi sırasında, wafer ön yüzünde ince bir Mask (SiOx) filmi ile kaplı yerel bir n+-poly tabakası oluşur. Tek taraflı HF, SiOx'i kaldırır, ardından bir alkali banyo ön yüzdeki n+-poly-Si'yi temizler. Wafer, kurutma öncesinde kimyasal reaksiyonlar için sırasıyla aşındırma tankı, alkali tank ve temizleme tankından geçer.

RCA'nın amacı, sarma kaplamayı kaldırmak ve kenar sızıntısını önlemek için kenar aşındırması yapmak, ayrıca ön ve arka BSG ile maskeyi kaldırarak wafer'ı temizlemek ve ön ve arka pasivasyon filmlerine hazırlık için dehidre etmektir. Poli, polikristal silikon olduğundan, sarma giderme işlemi yüksek konsantrasyonlu alkali ve katkı maddeleri ile alkali parlatma kullanır.

RCA katkı maddeleri, inorganik maddeleri ve kalıntı ürünleri temizleyerek yüzey ıslanmasını iyileştirir, OH-'nin silikonla bağlanmasını hızlandırmak ve sarma ile kenar aşındırmasını hızlandırmak için reaksiyon katalizörü görevi görür ve silikon dioksitin alkali aşındırma hızını azaltarak ön BSG ve arka maskenin aşırı aşınmasını önler.

İşlem adımları şunlardır: N2 tavlamasından sonra ön ve kenarlarda oluşan PSG'yi kaldırmak için inline HF (arka PSG'yi koruyarak); fazla ön ve kenar polisini kaldırmak için NaOH ve katkı maddesi ile alkali parlatma; kalıntı katkı maddelerini ve safsızlıkları gidermek için alkali yıkama; kalan alkaliyi nötralize etmek ve metal iyonlarını gidermek için asit temizliği; su lekelerini önlemek için oda sıcaklığında deiyonize su ile robot kullanarak yavaş çekme; ve wafer ve taşıyıcılarda sıvı kalıntısını önlemek için 90°C'de kurutma.

7. ALD (Atomik Katman Biriktirme)

Atomik katman biriktirme, malzemeyi alt tabaka üzerinde tek atomik katmanlar halinde kaplar ve ALD'nin temeli olan kendini sınırlama özelliği ile karakterize edilir. Zaman veya uzaysal aralıklar yoluyla alt tabaka, farklı öncüllere dönüşümlü olarak maruz bırakılır. Alt tabaka, öncül A'nın atmosferindeyken, A yüzeye doyana kadar kimyasal olarak adsorbe olur, sonra durur; öncül B'ye maruz kaldığında, B, zaten adsorbe olmuş A ile reaksiyona girerek yan ürünler üretir ve ilk öncül tamamen tükenene ve reaksiyon otomatik olarak durana kadar devam eder, gerekli atomik katmanı oluşturur. ALD, istenen filmi oluşturmak için bu reaksiyonu tekrarlar.

Pul arka yüzeyinde, AlOx pasivasyonu arka yüzey rekombinasyon oranını azaltır. Alüminyum oksit, pul yüzeyindeki alüminyum oksit ile silikon oksit arasındaki arayüzde bulunan sabit negatif yükler taşır; bu yüksek yoğunluklu negatif yük, etkili alan pasivasyonu sağlar. Alüminyum oksit ayrıca mükemmel kimyasal pasivasyon sağlayarak kristal silikon yüzeyindeki asılı bağları doyurur ve arayüz durum yoğunluğunu azaltır.

İşlem adımları şunlardır: biriktirme öncesi (sadece gaz, RF yok, tüpü eşit şekilde doldurma ve basıncı stabilize etme, gaz israfını ve güvenlik tehlikelerini önlemek için kısa tutulur); biriktirme (RF açık, TMA ile plazma oluşturarak yüzeyle reaksiyona girip AlOx oluşturur, ardından inert gaz temizleme, 40 döngü boyunca tekrarlanır); ve Ar temizleme, TMA ve O2'yi tüpten dışarı iterek fırın kapağı açıldığında TMA'nın yanmasını önler.

8. Ön ve Arka Silisyum Nitrür (SiNx)

SiNx kaplama birkaç amaca hizmet eder. Hücre yüzeyini korur, çünkü silisyum nitrür 1200°C'ye kadar dayanan çok yüksek mukavemete, %30'un altındaki hemen hemen tüm inorganik asitlere ve NaOH'a karşı mükemmel kimyasal korozyon direncine sahiptir ve yüksek performanslı bir elektrik yalıtkanıdır. Yansıma önleyici sağlar, havada optimum tek katmanlı kırılma indisi 1.96'dır; silikon içeriğini artırmak yüzey pasivasyonunu güçlendirir ve literatür, 2.3 kırılma indisinde yüzey rekombinasyon hızının 20cm/s'nin altına düştüğünü ve en iyi toplu pasivasyonun 2.1 ile 2.3 arasında olduğunu bildirir. Ayrıca yoğun yapısı sayesinde oksidasyonu önler. TOPCon ön emitör pasivasyonu esas olarak alüminyum oksit artı SiNx:H film kullanırken, arka pasivasyon esas olarak poli-Si kullanır.

SiNx pasivasyon mekanizması iki şekilde çalışır. Kimyasal pasivasyon, asılı bağları azaltarak arayüz kusur yoğunluğunu düşürür; bu, atomlara asılı bağları doyurmak için yeterli zaman ve enerji sağlayan bir yüzey tabakası büyüterek veya hidrojen açısından zengin bir dielektrik film biriktirip sinterleme sırasında hidrojeni serbest bırakarak asılı bağlarla bağlanmasını sağlayarak gerçekleşir. Alan etkili pasivasyon, yüzeye yakın bir elektrik alanı oluşturarak aynı polaritedeki taşıyıcıları iten ve böylece yüzeye ulaşan azınlık taşıyıcılarının sayısını azaltan bir yöntemdir; bu, yüksek yüzey katkılama konsantrasyonunu düşürerek veya yüksek sabit yüke sahip bir dielektrik tabaka ekleyerek elde edilir.

SiNx proses adımları şunlardır: ön biriktirme (sadece gaz, RF yok, tüpü doldurma ve basıncı stabilize etme); biriktirme 1-2-3 (RF açık, SiH4 ve NH3 ekleyerek kademeli olarak azalan Si-N oranına sahip üç SiNx tabakası oluşturma, çünkü daha yüksek Si-N oranı daha yüksek kırılma indisi verir); biriktirme 4 (RF açık, SiH4, O2 ve NH3 ile bir SiONx tabakası oluşturma); biriktirme 5 (RF açık, SiH4 ve O2 ile bir SiO2 tabakası oluşturma); ve hatların ve tüpün N2 ile temizlenmesi, reaktif gazı uzaklaştırmak ve fırın kapağı açıldığında SiH4 patlamasını önlemek.

9. Serigrafi Baskı (Metalizasyon)

Dokulandırma, difüzyon ve kaplama PN bağlantısını ve pasivasyonu tamamladıktan sonra hücre, ışık altında akım üretebilir. Bu akımı çıkarmak ve toplamak için, hücre yüzeyine genellikle serigrafi baskı, kurutma ve sinterleme yoluyla ön ve arka elektrotlar basılır.

Serigrafi baskı sistemi beş unsurdan oluşur: sıyırıcı, mürekkep (pasta), elek, altlık (wafer) ve baskı platformu. Uygun pasta baskı performansı (viskozite, kayma incelme yeteneği) büyük ölçekli seri baskı için ön koşuldur ve elek gözenek sayısı, tel çapı ve tasarlanan hat genişliği büyük ölçüde basılı morfolojiyi belirler. Çalışmada, pasta desenli elek açıklıklarından geçer ve bir sıyırıcı elek üzerinde hareket ederken basınç uygulayarak pastayı desen açıklıklarından wafer üzerine bastırır. Pastanın viskozitesi, onu belirli bir aralıkta yapışık tutar ve sıyırıcı, elek ve altlık ile doğrusal teması korur, temas hattı sıyırıcı ile birlikte hareket ederek baskı strokunu tamamlar.

Macun, seri üretim için mükemmel baskılanabilirlik, düşük temas direnci ve daha yüksek FF için emitörle iyi omik temas, metalizasyon kaynaklı Voc kaybını sınırlamak için emitöre minimum hasar ve akım kaybını azaltmak için mümkün olan en düşük hacimsel direnç sunmalıdır. Proses adımları şunlardır: macundaki organikleri buharlaştırmak için kurutma; cam fritini eritmek, gümüş parçacıklarını çözmek ve pasivasyon katmanını açmak için ön sinterleme; cama daha fazla metal çözmek ve birbirine bağlamak için sinterleme; ve camda çözünen metalin yüzeyde çökerek metal ile yarıiletken arasında omik temas oluşturması için soğutma.

Sonuç

TOPCon üretim süreci, dokulandırma, katkılama, pasivasyon, biriktirme, tavlama ve metalizasyon adımlarından oluşan hassas bir dizidir ve her biri, daha yüksek dönüşüm verimliliği için taşıyıcı seçiciliğini maksimize etmek ve rekombinasyonu minimize etmek üzere tasarlanmıştır.

ooitech'in görüşü: ooitech, TOPCon'un yüksek verimliliğinin tünel oksit ve pasifleştirilmiş temas teknolojisinin sinerjisinden geldiğine inanır; burada her temizleme, biriktirme ve tavlama adımı, taşıyıcı seçiciliği ve yüzey pasivasyonunun sınırlarını zorlamak için birlikte çalışır.

İlgili okumalar: Fotovoltaik Modüllerin Üretim Süreci ve Teknolojisi · Güneş Paneli Üretim Hattı Nasıl Çalışır