Кіріспе

Алдыңғы зерттеуден жаңа серпіліске

Кеше біз Цзяннань университетінің TOPCon мыс қаптау туралы мақаласын талқыладық: лазерлік ойық кремнийді зақымдайды, кристалдылық 30 пайыздық тармаққа төмендейді және оны жөндеу үшін күйдіру қажет. Бұл мақалада қорытынды жасалды: 750°C күйдіру + HF тазалау тиімділікті 23,41%-дан 24,85%-ға дейін қалпына келтіре алады.

Бірақ өндіріс желісіндегі кез келген адам 750°C күйдірудің өзі сутегі индукцияланған көпіршік қаупін тудыратынын біледі — температура терезесі өте тар. 775°C-тан жоғары артқы пассивация қабаты көпіршіктенеді, ал 800°C-та нәтиже ешқандай күйдірусіз де нашар.

Жақсы жол бар ма?

Цзяннань университеті + Цзянсу Сянхуань + DR Laser компанияларының 2026 жылы жарияланған екінші мақаласы жаңа жауап ұсынады: дәстүрлі төмен температуралық агломерацияны алмастыру үшін LIF (Лазерлік индукцияланған ату) қолдану, сонымен бірге лазер зақымдануын жөндеу.

Нәтижелер: тиімділіктің артуы +0,45% абс., Voc өсімі 0,86 мВ, және — контакт кедергісінің біркелкілігіндегі үлкен жақсарту.

1. Қысқаша шолу: TOPCon мыс қаптау процесі және оның ауыртпалықтары

Стандартты процесс және оның ауыртатын жерлері

Стандартты TOPCon Ni/Cu жабындысының ағыны:

Лазерлік ойық жасау → Зақымды жөндеу үшін жоғары температуралық күйдіру → HF тазалау → Ni жабындысы → Төмен температуралық агломерация → Cu жабындысы

Екі ауыр мәселе:

• Лазерлік ойық жасау кремнийді зақымдайды: алдыңғы мақалада айтылғандай, кристалдылық 99,3%-дан 69,8%-ға төмендейді, жөндеу үшін жоғары температуралық күйдіру қажет.

• Дәстүрлі төмен температуралық агломерация біркелкі емес: пеш бүкіл элементті қыздырады, шеттері жылуды тезірек таратады, ал ортасы ыстығырақ болады, бұл шеттердегі жанасу кедергісінің жоғары, ал ортасында төмен болуына әкеледі — біркелкі емес ток жинау FF-ті нашарлатады.

Бұл жаңа мақаланың негізгі серпіні: жабынды ағынына LIF енгізу бір таспен екі қоянды өлтіреді — ол біркелкі емес төмен температуралық агломерацияны алмастырады және лазерлік зақымды жөндеуге көмектеседі.

2. LIF дегеніміз не және оның дәстүрлі агломерациядан айырмашылығы қандай?

Пешпен қыздыру және нүктелік дәнекерлеу

Дәстүрлі төмен температуралық агломерация: бүкіл элементті пешке салып, 200–400°C температурада пісіру. Мәселе біркелкі емес қыздыруда — шеттері тезірек салқындайды, ортасы ыстығырақ болады, жанасу кедергісі элемент бойынша айтарлықтай өзгереді.

LIF (Laser-Induced Firing): 1064 нм инфрақызыл лазер элементтің алдыңғы жағын жылдам сканерлейді, ал кері кернеу (2–18 В) беріледі. Лазер фототудырылған тасымалдаушыларды қоздырады, кері кернеу оларды бағыттайды, металл-кремний интерфейсінде дәл локализацияланған Джоуль жылуын тудырады.

Бір сөйлемдік айырмашылық: дәстүрлі агломерация — "бүкіл элементті пісіру", LIF — "нүктелік дәнекерлеу". LIF тек тор сызықтары астындағы жанасу аймағын қыздырады, қалған бөліктер термиялық әсерге ұшырамайды.

3. LIF мыс жабындысы бар элементтерде қаншалықты жақсы жұмыс істейді?

14 В кернеуде оңтайлы нүктені табу

Мақала алдымен базалық эксперимент жүргізеді: Ni/Cu жабындысы аяқталған элементтерге әртүрлі кері кернеулерде LIF қолданады.

Оңтайлы параметрлер: 14V кері ығысу, тиімділік өсімі +0.401% абс., FF өсімі 1.22%, Rs төмендеуі 23%.

Неліктен жоғары кернеу жағдайды нашарлатады?

Мақалада қараңғы қанығу ток тығыздықтарын J01 және J02 өлшеу үшін Suns-Voc қолданылады:

• J01 (pn-өткел рекомбинациясын білдіреді): кернеуге байланысты аз өзгереді

• J02 (металл–кремний интерфейсінің рекомбинациясын білдіреді): 14V кезінде ең төмен, 16–18V кезінде күрт артады

Түсіндірме: тым жоғары кернеу шамадан тыс Джоульдік қыздыруды тудырады, ал интерфейс «өлімге дейін дәнекерленеді». Оңтайлы терезе 14V шамасында.

4. Неліктен LIF лазерлік зақымдануды қалпына келтіре алады?

Раман спектроскопиясы құпияны ашады

Мақалада негізгі эксперимент жүргізілді: гальваникалық металды алып тастап, тор сызықтарының астындағы кремнийдің кристалдылығын өлшеу үшін Раман спектроскопиясы қолданылды.

Жоғары температуралық күйдіруден басқа, LIF кристалдылықты одан әрі арттырады.

Механизм: LIF локализацияланған лездік жоғары температураны (дәстүрлі күйдіру температурасынан әлдеқайда жоғары) тудырады, бұл аморфты кремнийдің толығырақ рекристалдануына мүмкіндік береді және ол тек тор сызықтарының астындағы аймақтарды қыздырады, артқы пассивация қабатын өзгеріссіз қалдырады.

Бұл алдыңғы мақаладағы алаңдаушылықты шешеді — жоғары температуралық күйдіру үшін температура терезесі тар, ал 775°C жоғары болғанда артқы пассивация көпіршіктенеді. LIF — жергілікті қыздыру; артқы жағы әсер етпейді, сондықтан температура жоғары болуы мүмкін және қалпына келтіру әсері жақсырақ.

5. LIF қашан қолданылуы керек? Уақыт маңызды

Үш үміткер және айқын жеңімпаз

Металдау процесі үш кезеңнен тұрады: Ni металдау → төмен температуралық күйдіру → Cu металдау. LIF қай жерге енгізілуі керек?

Мақала үш уақытты салыстырады:

Қорытынды: LIF ең жақсы нәтиже береді, егер ол ең соңында қолданылса — Cu металдау аяқталғаннан кейін.

Неге?

Cu металдаудан кейін электрод кедергісі күрт төмендейді. LIF кернеу бергенде, ток таралуы біркелкі болады, Джоуль қыздыруы біркелкі болады және интерфейс контактісі толығырақ оңтайландырылады.

Егер LIF тек Ni қабатына (Cu металдауға дейін) қолданылса, кедергі жоғары; бірдей кернеу шамадан тыс Джоуль қыздыруын тудырады, бұл интерфейсті «өлімге әкелетін дәнекерлеуге» оңай әкеледі.

6. Үлкен ашу: LIF төмен температуралық күйдіруді толығымен алмастыра алады

Пешті толығымен өткізіп жіберу

Егер LIF Ni–Si контактісін оңтайландыра алса, онда дәстүрлі төмен температуралық күйдіру кезеңін толығымен өткізіп жіберуге бола ма?

Мақала эксперимент жасады (D тобы): Ni металдау → LIF (8V) → тікелей Cu металдау, төмен температуралық күйдіру кезеңін өткізіп жіберу.

Нәтижелер:

D тобының контакт кедергісінің біркелкілігі дәстүрлі синтерлеуді қамтитын барлық топтарды басып озады.

Неге?

Дәстүрлі синтерлеу пештері біркелкі қыздырмайды — шеттері жылуды тез жоғалтады, ортасы ыстығырақ — бұл контакт кедергісінің шеттерде жоғары, ал ортасында төмен болуына әкеледі. LIF нүктелік сканерлеу болып табылады; әрбір нүкте бірдей энергия алады, табиғатынан біркелкі.

LIF кернеуін одан әрі оңтайландыру 6Vкезінде D тобы тиімділікке жетеді 24.74%, Voc мәні 696.72mV — тиімділікте +0.45% абс. жоғары және Voc-та +0.86mV жоғары дәстүрлі синтерлеу + LIF жоқ базалық сызыққа қарағанда.

7. Өндірістік желіге әсері: мыс қаптау үшін жаппай өндіру шегі төмендей ме?

Үш нақты жетістік

Бұл мақала бірнеше нақты жетістіктерді ұсынады:

1. Voc зақымдануын жөндеуге болады және одан да жақсы жөнделеді. Алдыңғы мақаладағы 750°C температурадағы күйдіру тар температуралық терезеге ие болды және артқы жағында көпіршіктену қаупі болды. LIF жергілікті қыздырады, артқы жағы қауіпсіз қалады, ал жөндеу тиімдірек.

2. Бір процесс қадамы үнемделеді, бірақ жабдыққа инвестицияны ескеру қажет. Дәстүрлі процесс: Ni қаптау → төмен температуралы синтерлеу → Cu қаптау. LIF тәсілі: Ni қаптау → LIF → Cu қаптау. Синтерлеу пеші мен процесс уақыты үнемделеді, бірақ LIF жабдығының өзі қымбатырақ және қаптау желісімен интеграциясы күрделірек. Нақты ROI жабдық бағасына байланысты.

3. Контакт кедергісінің біркелкілігі жасырын бонус болып табылады. Дәстүрлі синтерлеу шеттен ортаға дейінгі контакт кедергісінің айырмашылығын 3.53Ω көрсетеді; LIF тәсілі оны 0.45Ω дейін төмендетеді. Жақсы біркелкілік ток жинаудың біркелкілігін, жоғары FF және модуль деңгейінде ыстық нүкте қаупінің төмендеуін білдіреді.

Бірақ жаппай өндіріс кедергілері қалады:

• LIF жабдығына инвестиция: күйдіру пешін ауыстырған кезде сіз лазер + қуат көзі + басқару жүйесін қосасыз. Жабдық жеткізушісінің бағасы экономиканы анықтайды.

• Желі интеграциясының күрделілігі: LIF жалату желісімен үздіксіз жалғануы керек және цикл уақытының сәйкестігі (мақалада 20 м/с сканерлеу жылдамдығы қолданылады) тексеруді қажет етеді.

• ГВт деңгейіндегі тұрақтылық: мақала зертханалық/пилоттық деңгейде; ірі көлемді жаппай өндірістегі өнімділік тұрақтылығы әлі де қолдау деректерін қажет етеді.

8. Aiko ABC-мен салыстыру

Екі жол, екі оқиға

Aiko-ның BC архитектурасы табиғи түрде лазерлік ойық қаупінен аулақ болады. TOPCon одан аулақ бола алмайды, бірақ LIF «ойықты толтыру + оңтайландыру» комбинациясын ұсынады — зақымдануды қалпына келтіріп қана қоймай, сонымен қатар бір процесс қадамын үнемдейді және біркелкілікті жақсартады.

9. Қорытынды

Жағдай қалай

Цзяннань университетінің бұл жаңа мақаласы бір нәрсені дәлелдейді: TOPCon мыс жалатудағы лазер зақымдануын жөндеуге ғана емес, сонымен қатар LIF оны дәстүрлі күйдіруден жақсырақ қалпына келтіреді — және бұл жолда төмен температуралы күйдірудің біркелкілік мәселесін де шешеді.

+0.45% абс. тиімділік өсімі, 0.86мВ Voc өсімі және контакт кедергісінің біркелкілігіндегі үлкен жақсарту — бұл үш сан кез келген өндірістік желіде байыпты бағалауға тұрарлық.

Жаппай өндіріс шегі әлі де бар, бірақ техникалық жол картасы айқындала түсуде.

Талқылау тақырыбы: LIF төмен температуралы күйдіруді алмастыру TOPCon мыс жалатуды жаппай өндіру үшін «соңғы серпін» ме, әлде жай «зертханалық безендіру» ме?

Анықтамалық ақпарат:

• Тақырып: TOPCon күн элементтерін металдандыру үшін лазерлік индукцияланған атуды Ni/Cu жабынымен біріктіру

• Авторлар: Jingyun Zhang, Xi Xi, Jianbo Shao және т.б. (Jiangnan University + Jiangsu Xianghuan Technology + DR Laser)

• Журнал: Solar Energy Materials and Solar Cells

• Жыл: 2026

• DOI: 10.1016/j.solmat.2026.114198

Ooitech көзқарасы

Ooitech санайды: LIF лазерлік зақымдануды жөндеу мен күйдіру біркелкілігін бір қадамға біріктіреді, бұл TOPCon мыс жабынын күміссіз жаппай өндіріске қолайлы етеді.