Bagaimana Satu Langkah Laser Memaksa

Jawapan pantas: Sebelum 2024, hampir semua pes perak hadapan TOPCon didopkan dengan aluminium, kerana aluminium membantu pes menembusi lapisan anti-pantulan semasa pembakaran dan membentuk sentuhan. Satu langkah laser mengubah keperluan itu. Apabila laser digunakan untuk membuka kawasan sentuhan sebelum pemetalan, pes tidak lagi perlu menembusi lapisan itu sendiri, jadi pendopan aluminium yang membolehkan penembusan berfungsi tidak lagi diperlukan dan menjadi beban, kerana aluminium dalam pemancar meningkatkan penggabungan semula. Suhu pembakaran yang terlibat berada sekitar 650 °C hingga 700 °C. Peralihan yang menyusul adalah contoh yang baik tentang bagaimana penambahan satu proses menetapkan semula spesifikasi untuk setiap bahan di hulunya, dan mengapa formulasi pes berubah bersama-sama dengan laluan pemetalan dan bukan secara berasingan.

Pembuatan Modul PV · oleh Jerry, Ooitech

Pengenalan

Sebelum 2024, TOPCon pes perak hadapan hampir semuanya didop aluminium. Aluminium membantu menembusi lapisan dielektrik, membantu menurunkan rintangan sentuhan, dan semua orang menggunakannya dengan baik. Kemudian LECO muncul dan seluruh gambaran berubah. Pes perak tanpa aluminium mengambil alih hampir semalaman, dan pes didop aluminium jatuh ke peranan sokongan. Selepas itu, semua orang mendalami arah tanpa aluminium, menggilap formula pes, reka bentuk molekul, dan sinergi proses.

Jadi mengapa satu proses laser boleh menggegarkan formula pes perak begitu kuat? Di barisan pengeluaran, ramai orang tahu ia berlaku, tetapi tidak mengapa. Fahami ini, dan anda sebenarnya memahami pensinteran hadapan TOPCon.

Metalisasi hadapan TOPCon bergerak daripada "bahan menguasai sentuhan" kepada "bahan, laser, pemancar dan jari berkongsi kerja."

Mulakan Dari Struktur Hadapan

Ambil struktur TOPCon biasa. Bahagian hadapan biasanya susunan filem dielektrik berbilang lapisan, contohnya SiOx, SiNx, AlOx. Sesetengah proses juga membawa lapisan berfungsi seperti SiOxNy, dan susunan tepat berbeza mengikut pengilang. Di bawah semua itu terletak pemancar terdop boron, dengan kedalaman simpang biasa hanya 0.8 hingga 1 mikron.

Frit kaca dalam pes perak perlu "makan" melalui filem dielektrik ini satu lapisan pada satu masa dalam beberapa saat pensinteran, supaya ia dapat berakar pada permukaan pemancar. Berbilang filem, berbilang pintu. Setiap lapisan mempunyai komposisi, ketebalan dan ketumpatan berbeza. Kepada frit kaca, ini adalah beberapa hidangan berbeza, dan setiap satu memerlukan haba sendiri. Itulah sebab struktur tingkap pensinteran hadapan TOPCon semula jadi sempit: anda tidak mensinter satu filem, anda mensinter banyak.

Era Terdop Aluminium: Aluminium Adalah Pedang Bermata Dua

Bagaimana pes perak sebenarnya bersambung dengan silikon? Secara kasarnya begini. Kaca frit melebur dan menggores filem dielektrik terbuka lapisan demi lapisan. Melebihi 650°C, perak mula larut ke dalam kaca lebur. Pada 2016, NREL dan SLAC merakamnya secara langsung dengan sinar-X in-situ: pada 700°C, dalam hanya 10 saat, 70% perak larut ke dalam fasa kaca. Ion perak terlarut mengikuti kaca ke arah permukaan pemancar, bertindak balas dengan silikon dalam tindak balas pengoksidaan-penurunan, dan memendak semula sebagai perak logam, tumbuh menjadi barisan "duri perak." Semasa penyejukan, hablur perak bersaiz beberapa nanometer memendak di dalam kaca, membentuk saluran konduktif yang membawa arus keluar.

Secara ringkas: pensinteran hadapan membiarkan perak berjalan melalui kaca, dan berakar di dalam pemancar.

Dalam proses ini, tugas aluminium sangat nyata. Ia membantu membakar lapisan dielektrik, dan ia menekan rintangan sentuhan. Tetapi aluminium juga menanam periuk api. Kedalaman simpang pemancar boron hanya 0.8 hingga 1 mikron. Duri perak perlu menembusi cukup dalam untuk membentuk sentuhan rintangan rendah, tetapi tidak boleh menembusi simpang p-n. Aluminium mengubah tindak balas fasa kaca, goresan antara muka, dan tingkah laku pemendakan logam. Dalam sistem proses tertentu, penglibatan aluminium yang berlebihan boleh meningkatkan risiko sentuhan terlalu terbakar dan kerosakan pemancar. Dan hutang lapuk aluminium bukan hanya satu akaun pasif ini. Di bawah pensinteran suhu tinggi, jari logam mengendur dan merebak. Selepas pembakaran, jari menjadi lebih lebar dan pendek, kawasan teduhan bertambah, dan kehilangan optik meningkat. Dalam era terdop aluminium, ini adalah dua lejar buruk: antara muka cedera oleh aluminium, dan jari terbakar oleh api.

Satu baris: era terdop aluminium menukar kekuatan kasar aluminium untuk sentuhan, dan membayar bil dengan pasif dan optik.

Apabila LECO Masuk, Langit Berubah

LECO (Laser Enhanced Contact Optimizing) pertama kali dicadangkan pada 2016 oleh Cell Engineering. Ia memasuki pengeluaran besar-besaran TOPCon pada 2023-2024, dan kini ia adalah konfigurasi standard industri. Maknanya bukan "satu langkah laser lagi." Maknanya ialah ia mengedarkan semula mekanisme pembentukan sentuhan hadapan. Buat pertama kalinya, inisiatif pembentukan sentuhan sebahagiannya diambil dari tangan pes dan diberikan kepada laser, yang melakukan pemprosesan tempatan yang tepat pada antara muka sentuhan untuk "mengaktifkan" sentuhan. Kerja yang biasa dilakukan aluminium, laser juga boleh melakukannya, dan ia melakukannya dengan lebih tepat, tanpa menjejaskan pasif.

Keluarkan aluminium, dan bahaya utama di bahagian hadapan, penembusan aluminium yang memusnahkan pasivasi pemancar boron, hilang pada sumbernya. Inilah yang industri panggil "lompatan besar": terus daripada pes perak berdop aluminium kepada pes perak tanpa aluminium, dengan hampir tiada keadaan peralihan di antaranya.

Inilah titik yang paling mudah disalah baca oleh orang: pes perak tanpa aluminium bukan sekadar "buang aluminium." Buang aluminium, dan tugas menembusi lapisan dielektrik jatuh sepenuhnya pada frit kaca, manakala pembentukan sentuhan jatuh pada LECO. Formula kaca, morfologi serbuk perak, dan tetingkap suhu pensinteran pes tanpa aluminium semuanya perlu direka semula. Membuang aluminium memecahkan satu masalah lama kepada dua masalah baru, kemudian menyelesaikannya satu per satu.

Selepas Tanpa Aluminium, Pertarungan Adalah Mengenai "Kemahiran Dalaman"

Pes perak tanpa aluminium bukan garisan penamat, ia adalah garisan permulaan. Sepanjang dua tahun lalu, semua orang telah memperhalusi arah tanpa aluminium, mengasah "kemahiran dalaman" pes itu sendiri. Ogos ini, pasukan Ye Jichun di Institut Bahan Ningbo, bersama JA Solar dan Zhejiang Guangda Electronics, menerbitkan kerja metalisasi hadapan 26.31% dalam Matter. Itulah pameran terkini gelombang kemahiran dalaman ini.

Sel suria TOPCon kecekapan 26.31% didayakan oleh metalisasi sinergistik dengan pengurangan teduhan optik dan kerugian rintangan sentuhan, https://doi.org/10.1016/j.matt.2026.102965

Buka bungkusannya, dan ia melakukan dua perkara yang tiada siapa dalam era aluminium berani fikirkan.

Pertama, ia menjadikan pes perak "konformal." Bermula daripada mekanisme pecahan dan pembinaan semula boleh balik rangkaian tiksotropik polimer dalam pes, mereka mereka semula konfigurasi molekul rangkaian polimer dan rangkaian ikatan hidrogen antara molekul, supaya pes "berdiri" selepas dicetak. Nisbah aspek jari yang dicetak mencapai 55%, jadi jari-jari itu tinggi dan sempit. Jangan pandang rendah nombor itu. Apa yang paling ditakuti oleh pensinteran suhu tinggi ialah jari mengendur dan merebak. Nisbah aspek 55% bermakna teduhan menurun secara mendadak, dan sebahagian besar kerugian optik dijimatkan. Ini adalah "daya bijak" pada tahap pes, bukan kekuatan kasar aluminium, tetapi reka bentuk reologi.

Kedua, ia menjadikan sentuhan "berlokasi titik." Proses LECO tersuai mereka menggunakan pincang songsang pada sel manakala laser frekuensi tunggal mengimbas jari hadapan secara berterusan. Suntikan pembawa mencetuskan haba Joule setempat, membentuk sentuhan aloi Pb-Ag/Si hemisfera di bahu piramid. Perhatikan tiga kata kunci: penembusan rendah, rintangan rendah, tapak diskret. Tindak balas sentuhan logam-semikonduktor terhad kepada titik-titik kecil, bukannya keseluruhan permukaan "dibakar" merentasi seperti dalam pensinteran tradisional. Kerosakan kekisi yang disebabkan oleh aluminium hilang, dan kehilangan penggabungan semula yang disebabkan oleh logam menurun banyak.

Keputusan Institut Ningbo: Kecekapan diperakui pihak ketiga 26.31%, ketumpatan arus litar pintas 41.98 mA/cm², menetapkan rekod diperakui untuk Jsc sel TOPCon kawasan besar. Keuntungan Jsc ini pada dasarnya bukan daripada pensinteran yang lebih kuat "membakar" sentuhan keluar, tetapi daripada "menjimatkan" kerugian pada kedua-dua hujung sekaligus, teduhan jari dan penggabungan semula antara muka.

Bahagian Hadapan Bukan Medan Perang Pes Sahaja

Ambil Nature Energy kerja 26.66% itu semula. Ramai orang hanya merenung polisi-Si dua lapisan di belakangnya, tetapi bahagian hadapannya juga di bawah pisau, dan logiknya sama seperti kerja Matter itu.

Di hadapan, rintangan kepingan pemancar boron dinaikkan daripada 215 Ω/sq biasa kepada 430 Ω/sq. Rintangan kepingan yang lebih tinggi bermakna pasivasi yang lebih baik (jangka hayat pembawa minoriti meningkat daripada 0.70 ms kepada 1.12 ms, ketumpatan arus tepu gelap menurun daripada 9 kepada 5 fA/cm²), tetapi sentuhan menjadi lebih sukar untuk dibuat. Penyelesaiannya berjalan pada dua kaki. Jari-jari disempitkan daripada 20 μm kepada 10 μm, dan jarak diketatkan daripada 1120 μm kepada 825 μm, menggunakan jari yang lebih padat dan halus untuk mengimbangi kehilangan pengangkutan sisi rintangan kepingan tinggi, dan mengurangkan penggunaan perak per unit luas kira-kira satu pertiga sepanjang jalan. Kaki yang lain bergantung pada proses pengaktifan sentuhan untuk menyokongnya, menyelesaikan masalah sentuhan rintangan kepingan tinggi dalam langkah metalisasi.

Apa yang lebih menarik ialah meletakkan kedua-dua kerja itu bersebelahan. Pasukan yang sama. Nature Energy "menyekat perak" di belakang, Matter "membuang aluminium" di hadapan. Satu hadapan, satu belakang, kedua-duanya adalah "penolakan dalam metalisasi." Buku panduan era aluminium iaitu "tukar kekerasan dagangan dengan sentuhan, bayar dengan pempasifan" sedang dibersarakan secara sistematik, digantikan dengan: pes pintar, laser berkedudukan titik, jari halus, pempasifan tebal.

Pertarungan Seterusnya: Gunakan Perak yang Lebih Sedikit

Bebas aluminium menyelesaikan masalah "kerosakan pempasifan", tetapi langkah seterusnya dalam pengurangan kos dan peningkatan kecekapan ialah "kurangkan kandungan perak."

Jika pes perak bebas aluminium menyelesaikan "cara membuat sentuhan tanpa menjejaskan pempasifan," maka kuprum bersalut perak, pes perak rendah, dan juga metalisasi kuprum tulen menyelesaikan masalah seterusnya: cara menggunakan kurang perak.

DK Electronic telah membangunkan penyelesaian metalisasi perak rendah berasaskan kuprum, dan bekerjasama dengan pelanggan terkemuka untuk menjadi yang pertama mencapai pengeluaran besar-besaran pada sel TOPCon. JinkoSolar sedang menangani pes kuprum tulen dan pes nikel serta pes konduktif logam asas yang lain. Penyelesaian metalisasi ACM LONGi sudah diletakkan di papan.

Pada 2026, pergi tanpa perak telah beralih daripada "arah penyelidikan" kepada "perlumbaan perindustrian."

Pes perak bebas aluminium menyelesaikan "cara tidak menjejaskan pempasifan," pes kuprum tinggi / kuprum tulen perlu menyelesaikan "cara menggunakan kurang perak." Pertarungan seterusnya sudah bermula.

Tiga Baris Untuk Dibawa Balik Ke Barisan

Pertama, bebas aluminium bukan tentang menjimatkan usaha, ia tentang mengubah permainan. Daripada "aluminium menembusi untuk anda" kepada "sinergi formula dan laser." Fahami ini, dan anda tahu mengapa tetingkap proses masih sempit itu, kerana kini penembusan dan sentuhan adalah dua mekanisme bebas yang berfungsi, memerlukan koordinasi yang lebih ketat.

Kedua, sebelum anda menala tetingkap pensinteran hadapan, fikirkan dahulu berapa banyak filem di hadapan anda dan apakah setiap satu itu. Masa "makan melalui" bagi susunan yang berbeza bertambah. Jangan hanya merenung puncak lengkung relau, perhatikan jalur suhu dan masa tindak balas yang dipadankan dengan setiap filem.

Ketiga, tiga lejar kecekapan hadapan kini dikira secara berasingan. Jari mengendalikan teduhan (nisbah aspek adalah kunci), pes tambah LECO mengendalikan sentuhan, kerintangan kepingan tambah filem pempasifan mengendalikan penggabungan semula. Mana-mana lejar yang tidak seimbang adalah tempat kecekapan tersekat. Pada masa hadapan, item keempat akan ditambah ke lejar ini: kandungan perak.

Pandangan Ooitech

Apa yang menarik perhatian kami apabila melihat peralihan ini ialah permainan bahagian hadapan tidak lagi bergantung kepada satu bahan wira yang membawa keseluruhan sentuhan. LECO, jari yang lebih halus, rintangan lembaran yang lebih tinggi dan pasivasi yang lebih tebal kini membahagikan tugas, dan ini mengubah cara barisan modul perlu berfikir tentang input sel huluan dan rentetan hiliran. Di pihak kami yang membina barisan pengeluaran modul turnkey, nisbah aspek dan lebar jari seperti angka 10 μm dan 55% di sini secara langsung mempengaruhi cara tabber-stringer dan penyambungan disediakan, jadi trend metalisasi sel bukan hanya kebimbangan pengeluar sel. Kami ingin mendengar daripada jurutera barisan tentang apa yang sebenarnya rosak dahulu apabila anda menolak tetingkap ini. Jika anda mahukan lebih banyak kandungan kilang solar secara praktikal, saluran YouTube kami www.youtube.com/ooitech patut diikuti.