TOPCon мыс қаптау тағы бір қадам алға басады: LIF күйдіруді ауыстырады, тиімділік +0.45% abs., Voc зақымдануы жөнделеді

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 өндірістік желідегі 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) қолданыңыз, сонымен бірге лазерлік зақымдануды жөндеңіз.

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

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

Стандартты процесс және оның ауыртатын жерлері

Стандартты TOPCon Ni/Cu жабын ағыны:

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

Екі ауыр мәселе:

• Лазерлік ойық жасау кремнийді зақымдайды: алдыңғы мақалада талқыланғандай, 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 шеттерде жанасу кедергісі жоғары, ал ортасында төмен болуына әкеледі — біркелкі емес ток жинау FF-ті нашарлатады.

Бұл жаңа мақаланың негізгі серпіні: жабын ағынына LIF енгізу бір оқпен екі қоянды атады — 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 қыздыру — шеттері тез 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 шығарады.

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

3. LIF мыс жабынды элементтерде қаншалықты жақсы жұмыс істейді?

14 В кернеуде оңтайлы нүктені табу

Мақала алдымен базалық эксперимент жүргізеді: Ni/Cu жабыны 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): кернеумен аз өзгереді

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

Аударма: тым жоғары кернеу шамадан тыс Джоуль қызуын 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 қабатына әсер етпейді.

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

Қаптау процесі үш қадамнан тұрады: Ni қаптау → төмен температуралық күйдіру → Cu қаптау. LIF қай жерге енгізілуі керек?

Мақала үш уақытты салыстырады:

Қорытынды: LIF ең соңында қолданылғанда жақсы жұмыс істейді — Cu қаптау аяқталғаннан кейін.

Неге?

Cu қаптаудан кейін электрод кедергісі күрт төмендейді. LIF кернеу бергенде, ток таралуы біркелкі болады, Джоульдік қыздыру біркелкі болады және интерфейс контактісі толығырақ оңтайландырылады.

Егер LIF тек Ni қабатына (Cu қаптауға дейін) қолданылса, кедергі жоғары; бірдей кернеу шамадан тыс Джоульдік қыздыруды тудырады, бұл интерфейсті «өлімге әкелуі» мүмкін.

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 қадамын толығымен өткізіп жіберуге бола ма?

Мақала эксперимент жобалады (D тобы): Ni қаптау → LIF (8V) → тікелей Cu қаптау, төмен температуралық күйдіру қадамын өткізіп жіберу.

Нәтижелер:

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

Неге?

Дәстүрлі синтеринг пештері біркелкі қыздырмайды — шеттері жылуды тез таратады, 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 6В, D тобы тиімділікке жетеді 24.74%, Voc жетеді 696.72мВ — тиімділікте +0.45% абс. жоғары және Voc-та +0.86мВ жоғары дәстүрлі синтеринг + 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 температура терезесіне және артқы жағында көпіршіктену қаупіне ие болды. LIF жергілікті қыздырады, артқы жағы қауіпсіз болып қалады, ал жөндеу тиімдірек.

2. Бір процесс қадамы үнемделеді, бірақ жабдыққа инвестицияны ескеру қажет. Дәстүрлі процесс: Ni қаптау → төмен температуралы синтеринг → Cu қаптау. LIF тәсілі: Ni қаптау → LIF → Cu қаптау. Синтеринг пеші мен процесс уақытын үнемдейді, бірақ LIF жабдығының өзі қымбатырақ және қаптау желісімен интеграциялау күрделірек. Нақты ROI жабдық бағасына байланысты.

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

Бірақ жаппай өндіру кедергілері қалады:

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

• Желі интеграциясының күрделілігі: LIF гальваникалық желімен үздіксіз жалғануы керек, ал цикл уақытының сәйкестігі (мақалада 20 м/с сканерлеу жылдамдығы қолданылады) тексеруді қажет етеді.

• ГВт деңгейіндегі тұрақтылық: мақала зертхана/пилот деңгейінде; ірі көлемді жаппай өндірістегі өнімділік тұрақтылығы әлі де қолдау деректерін қажет етеді.

8. Aiko ABC-мен салыстыру

Екі жол, екі тарих

Aiko-ның BC архитектурасы табиғи түрде лазерлік ойықтың қателігінен аулақ болады. TOPCon одан аулақ бола алмайды, бірақ LIF «ойықты толтыру + оңтайландыру» комбинациясын ұсынады — зақымдануды қалпына келтіріп қана қоймай, сонымен қатар бір процесті үнемдеп, біркелкілікті жақсартады.

9. Қорытынды

Жағдай қандай

Цзяннань университетінің бұл жаңа мақаласы бір нәрсені дәлелдейді: TOPCon мыс жалатудағы лазерлік зақымдануды қалпына келтіруге ғана емес, LIF оны дәстүрлі күйдіруден жақсырақ қалпына келтіреді — және сонымен бірге төмен температуралы күйдірудің біркелкілік мәселесін де шешеді.

Тиімділіктің +0,45% абс. өсуі, Voc-тың 0,86 мВ өсуі және контакт кедергісінің біркелкілігіндегі үлкен жақсару — 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 «зертханалық безендіру» ме?

Анықтамалық ақпарат:

• Тақырып: TOPCon күн элементтерін металдандыру үшін лазерлік индукциялық атуды Ni/Cu қаптаумен 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 пікірі: LIF лазерлік зақымдануды жөндеу мен күйдірудің біркелкілігін бір қадамға біріктіреді, бұл TOPCon мыс қаптауын күміссіз жаппай өндіріске қолайлы етеді.