BC سولر سیلز کی وضاحت: ساخت، فرق

مختصر جواب: اے بی سی سولر سیل، جس کا مختصر نام بیک-کانٹیکٹ ہے، ایک اعلیٰ کارکردگی والا کرسٹل لائن سلکان سیل ہے جس کے مثبت اور منفی دونوں کنٹیکٹس اس کے پچھلے حصے پر ہوتے ہیں۔ کنٹیکٹس کو سامنے سے ہٹانے سے وہ بس بار شیڈنگ ختم ہو جاتی ہے جو ایک روایتی سیل قبول کرتا ہے، لہٰذا سیل کے رقبے کا زیادہ حصہ روشنی کے لیے دستیاب ہوتا ہے، اور یہ سامنے والی سولڈر ربن کی ضرورت بھی ختم کر دیتا ہے۔ اس کی قیمت ایک زیادہ گنجان پچھلا پیٹرن ہے: چونکہ دونوں پولیرٹیز پچھلے حصے پر ایک دوسرے میں پیوست ہوتی ہیں، اس لیے پچھلی دھات کاری اور دونوں کنٹیکٹ سیٹوں کے درمیان تنہائی کو TOPCon یا PERC سیل کے مقابلے میں کہیں زیادہ درست طریقے سے متعین کرنا پڑتا ہے۔ یہی پچھلی پیچیدگی ہے جو BC سیلز کو پیداوار میں زیادہ مہنگا اور اسٹرنگنگ میں زیادہ مشکل بناتی ہے، اور یہی وجہ ہے کہ یہ آرکیٹیکچر اعلیٰ کارکردگی والی مصنوعات کی سطحوں میں ہی رہا ہے بجائے اس کے کہ اس والیوم مارکیٹ میں جائے جہاں TOPCon موجود ہے۔

PV ماڈیول مینوفیکچرنگ · از جیری، Ooitech

پروڈکٹ تعارف

BC سولر سیل، جس کا مخفف Back Contact solar cell, ہے، ایک اعلیٰ کارکردگی والی کرسٹل لائن سلکان سیل ٹیکنالوجی ہے جس میں emitter، back surface field اور دھاتی الیکٹروڈز سب سیل کے پچھلے حصے پر رکھے جاتے ہیں۔ اس کی بنیادی شکل کو عام طور پر IBC، یا Interdigitated Back Contact سیل کہا جاتا ہے۔

روایتی کرسٹل لائن سلکان سیلز کے مقابلے میں، BC سیلز کی سب سے نمایاں خصوصیت یہ ہے کہ سامنے کی سطح پر کوئی دھاتی گرڈ لائنیں نہیں ہوتیں۔ چونکہ سامنے کا حصہ بس بار اور فنگر شیڈنگ سے پاک ہوتا ہے، اس لیے زیادہ سورج کی روشنی سیل کی سطح میں داخل ہو سکتی ہے، آپٹیکل نقصان کم ہوتا ہے، اور مؤثر بجلی پیدا کرنے کا رقبہ بڑھ جاتا ہے۔ یہی وجہ ہے کہ BC سیلز اکثر اعلیٰ کارکردگی اور اعلیٰ جمالیاتی سولر ماڈیولز کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔

BC سیلز کو مختلف کیا بناتا ہے

BC سیلز اور PERC، TOPCon یا HJT سیلز کے درمیان بنیادی فرق صرف ویفر کی قسم یا ایک واحد پاسیویشن لیئر نہیں ہے۔ BC ٹیکنالوجی کا بنیادی تصور ساختی ہے: PN جنکشن اور دھاتی الیکٹروڈز کو سیل کے پچھلے حصے پر منتقل کر دیا جاتا ہے.

مثال کے طور پر، TOPCon پر اکثر N-type سلکان سبسٹریٹس، سامنے کی پاسیویشن، اور پچھلے حصے کے ٹنل آکسائیڈ پاسیویٹڈ کانٹیکٹ ڈھانچوں کے حوالے سے بات کی جاتی ہے۔ PERC عام طور پر پچھلی پاسیویشن کی بہتری پر مبنی ہوتا ہے۔ HJT امورفوس سلکان پاسیویشن اور heterojunction کانٹیکٹ استعمال کرتا ہے۔ تاہم، BC کرنٹ کلیکشن ڈھانچے کو پیچھے منتقل کر کے سامنے کے الیکٹروڈ شیڈنگ کو ہٹانے پر توجہ مرکوز کرتا ہے۔

اس وجہ سے، BC کو دیگر سیل ٹیکنالوجیز کے ساتھ بھی ملایا جا سکتا ہے۔ خالص BC ٹیکنالوجی کی عام طور پر IBC نمائندگی کرتا ہے۔ TOPCon کے ساتھ BC مل کر TBC ٹیکنالوجی بنا سکتے ہیں؛ HJT کے ساتھ BC مل کر HBC ٹیکنالوجی بنا سکتے ہیں۔ HPBC کو عام طور پر P-type IBC سے متعلق راستہ کہا جاتا ہے، جبکہ ABC سے مراد All Back Contact ٹیکنالوجی ہے، جس پر اکثر چاندی کی کمی یا چاندی سے پاک ڈیزائن کے تصورات کے ساتھ بات کی جاتی ہے۔

تکنیکی پیرامیٹرز

عام BC سیل کی ساخت

IBC کو مثال کے طور پر لیتے ہوئے، سب سے اہم ساختی تبدیلی یہ ہے کہ PN جنکشن اور دھاتی الیکٹروڈز دونوں سیل کے پچھلے حصے پر واقع ہوتے ہیں۔ سامنے کی سطح بنیادی طور پر روشنی جذب کرنے اور پاسیویشن کے لیے استعمال ہوتی ہے، جبکہ پچھلی سطح interdigitated مثبت اور منفی علاقوں کے ذریعے کیریئر علیحدگی اور کرنٹ کلیکشن مکمل کرتی ہے۔

IBC سیل مینوفیکچرنگ کا عمل

ایک عام IBC سیل کے عمل کا خلاصہ اس طرح کیا جا سکتا ہے:

1. کیمیائی پالش اور نقصان کا خاتمہ

2. BBr3 ٹیوب ڈفیوژن

3. خشک آکسیجن ماسک کی نشوونما

4. مقامی BSF کھولنے کے لیے اسکرین پرنٹنگ

5. POCl3 ٹیوب ڈفیوژن

6. ٹیکسچرنگ

7. دو طرفہ پیسیویشن

8. مقامی رابطہ کھولنے کے لیے اسکرین پرنٹنگ

9. اسکرین پرنٹنگ میٹالائزیشن

BC ٹیکنالوجی کا بنیادی چیلنج یہ ہے کہ سیل کے پچھلے حصے پر اعلیٰ معیار کے p-type اور n-type علاقوں کو انٹرڈیجیٹیٹڈ پیٹرن میں کیسے تیار کیا جائے۔ ایک عام عمل میں، بوران پر مشتمل انٹرڈیجیٹیٹڈ ڈفیوژن ماسک پچھلی طرف پرنٹ کیا جا سکتا ہے۔ ڈفیوژن کے بعد، بوران N-type سبسٹریٹ میں داخل ہوتا ہے اور p+ علاقہ بناتا ہے۔ پرنٹ شدہ ماسک کے بغیر والا علاقہ پھر فاسفورس ڈفیوژن کے ذریعے n+ علاقہ بنا سکتا ہے۔

سامنے کی طرف، روشنی کو پھنسانے کو بڑھانے کے لیے پیرامڈ ٹیکسچرنگ استعمال کی جاتی ہے، جبکہ برقی کارکردگی کو بہتر بنانے کے لیے فرنٹ سرفیس فیلڈ، جسے اکثر FSF کہا جاتا ہے، بنایا جاتا ہے۔ آپٹیکل مینجمنٹ اور پچھلی طرف کیریئر کلیکشن کا یہ امتزاج ایک وجہ ہے کہ BC ٹیکنالوجی پریمیم ماڈیولز کے لیے پرکشش ہے۔

تکنیکی فوائد

سامنے کی طرف گرڈ شیڈنگ نہیں

BC خلیات کا سب سے براہ راست فائدہ یہ ہے کہ سامنے کی سطح پر کوئی دھاتی گرڈ لائن نہیں ہوتی۔ یہ شیڈنگ نقصان کو کم کرتا ہے اور روشنی کے استعمال کو بڑھاتا ہے۔ ماڈیول کی ظاہری شکل کے لیے، تمام سیاہ یا تقریباً یکساں سامنے کی سطح بھی ایک صاف بصری اثر فراہم کر سکتی ہے، جو خاص طور پر تقسیم شدہ تجارتی، صنعتی اور عمارت سے متعلق PV ایپلیکیشنز میں پرکشش ہے۔

زیادہ کارکردگی کی صلاحیت

چونکہ سامنے کی سطح زیادہ واقع روشنی وصول کر سکتی ہے، BC خلیات میں مضبوط نظریاتی اور عملی کارکردگی کا فائدہ ہے۔ TOPCon یا HJT جیسی جدید پیسیویشن ٹیکنالوجیز کے ساتھ مل کر، BC ڈھانچے تبادلوں کی کارکردگی کو مزید بہتر بنا سکتے ہیں۔

لچکدار ٹیکنالوجی انضمام

BC صرف ایک واحد سیل راستے تک محدود نہیں ہے۔ یہ ایک پلیٹ فارم ڈھانچے کے طور پر کام کر سکتا ہے اور دیگر اعلیٰ کارکردگی والی ٹیکنالوجیز کے ساتھ مل سکتا ہے۔ یہی وجہ ہے کہ صنعت TBC، HBC، HPBC اور ABC جیسے راستوں پر بحث کرتی ہے۔ مشترکہ سمت ایک ہی ہے: آپٹیکل نقصان کو کم کرنا، کیریئر کلیکشن کو بہتر بنانا، اور ماڈیول پاور آؤٹ پٹ کو بڑھانا۔

خصوصی پچھلی طرف گرڈ ڈیزائن

چونکہ مثبت اور منفی الیکٹروڈ دونوں پچھلی طرف واقع ہیں، BC خلیات کی گرڈ ترتیب روایتی خلیات سے کافی مختلف ہے۔ مندرجہ ذیل مثال میں مثبت بس بارز کے لیے سرخ لکیریں اور منفی بس بارز کے لیے نیلی لکیریں استعمال کی گئی ہیں، جس میں 18BB پچھلی طرف کی ترتیب کو بطور مثال لیا گیا ہے۔

جب باریک انگلیاں بھی دکھائی جاتی ہیں، تو مثبت اور منفی انگلیاں ایک دوسرے میں پیوستہ ترتیب میں ہوتی ہیں۔ PN جنکشن کے علاقے بھی اسی طرح پیوستہ انداز میں تقسیم ہوتے ہیں۔ مرکزی بس بارز متعلقہ انگلی کے ڈھانچے کو عبور کرکے اور جوڑ کر کرنٹ جمع کرتے ہیں۔

حقیقی BC سیل کی تصویر سے، ہم نہ صرف پچھلی طرف کی گرڈ لائنیں دیکھ سکتے ہیں، بلکہ نصف سیل کے دونوں اطراف میں PAD پوائنٹس بھی دیکھ سکتے ہیں۔ یہ PAD پوائنٹس برقی رابطے اور سولڈرنگ ڈیزائن کے لیے اہم ہیں، خاص طور پر زیادہ کثافت والے انٹرکنکشن ڈھانچوں میں۔

پروڈکٹ ایپلیکیشن

BC سیل سٹرنگ سولڈرنگ کا اصول

BC سیل سولڈرنگ روایتی PERC یا TOPCon سیل سولڈرنگ سے مختلف ہے۔ عام دو طرفہ گرڈ سیلز کے لیے، ربن عام طور پر ایک سیل کی پچھلی طرف سے اگلے سیل کی سامنے کی طرف جاتا ہے۔ BC سیلز میں، مثبت اور منفی الیکٹروڈ دونوں پچھلی طرف ہوتے ہیں، لہذا سولڈرنگ ربن کو مختلف رابطہ راستے کی پیروی کرنی چاہیے۔

جیسا کہ خاکے میں دکھایا گیا ہے، BC سٹرنگ سولڈرنگ دو ملحقہ سیلز کے درمیان سولڈرنگ ربن کو چکری اور متبادل انداز میں استعمال کرکے سیل سیریز کنکشن حاصل کرتی ہے۔ یہ TOPCon سیلز کے لیے استعمال ہونے والے ویلڈنگ طریقے سے مختلف ہے، جہاں ربن ایک سیل کے پیچھے سے اگلے سیل کے سامنے تک جاتا ہے۔

ایک مکمل سیل کو دو نصف سیلز، A اور B میں تقسیم کیا جا سکتا ہے۔ A نصف سیل اور B نصف سیل کے الیکٹروڈ ایک دوسرے کے مخالف ترتیب میں ہوتے ہیں۔ BC سیل سٹرنگ سولڈرنگ کے دوران، شروع کرنے والے سیل سے ربن کو A نصف سیل کے منفی الیکٹروڈ تک کھینچا جاتا ہے اور پھر کاٹ دیا جاتا ہے۔ اس کے بعد درج ذیل کنکشن منطق دہرائی جاتی ہے:

• سیل 1 پر A نصف سیل کے مثبت الیکٹروڈ سے اسی سیل پر B نصف سیل کے منفی الیکٹروڈ تک

• سیل 1 پر B نصف سیل کے مثبت الیکٹروڈ سے سیل 2 پر A نصف سیل کے منفی الیکٹروڈ تک

• سیل سٹرنگ کنکشن مکمل کرنے کے لیے مذکورہ بالا چکر دہرائیں

نمایاں کیے گئے علاقے میں، ربن دراصل ایک مسلسل ربن ہے۔ مختلف رنگ صرف مثبت اور منفی الیکٹروڈ کے تعلق کو سمجھنے میں آسانی کے لیے استعمال کیے گئے ہیں۔ خاکہ BC سیل پر چکری متبادل ویلڈنگ کے نمونے کو واضح طور پر دکھاتا ہے۔

مکمل شدہ سیل سٹرنگ دکھاتی ہے کہ ویلڈنگ ربن متعدد BC سیلز میں کیسے ترتیب دیے گئے ہیں۔ اس قسم کی سٹرنگنگ کے لیے ربن کی درست جگہ کا تعین، مستحکم ٹینشن کنٹرول، درست پوزیشننگ، اور پچھلی طرف کے الیکٹروڈ پیٹرن کی اچھی سمجھ ضروری ہے۔

کرنٹ بہاؤ خاکہ سیریز کنکشن کے اصول کو مزید واضح کرتا ہے۔ چونکہ کرنٹ کا راستہ پچھلی طرف متبادل ربن روٹنگ کے ذریعے بنتا ہے، BC سٹرنگنگ آلات اور عمل کنٹرول روایتی سیلز کے لیے معیاری ربن سولڈرنگ سے زیادہ تقاضا کرتے ہیں۔

رابطہ اور خریداری

BC ماڈیول مینوفیکچرنگ کے لیے عملی نوٹس

BC ماڈیولز تیار کرنے کا ارادہ رکھنے والے مینوفیکچررز کے لیے، سیل سٹرنگنگ سیکشن سب سے اہم عمل نکات میں سے ایک ہے۔ پچھلی طرف کے الیکٹروڈ ڈیزائن کا مطلب ہے کہ روایتی سٹرنگنگ منطق کو محض نقل نہیں کیا جا سکتا۔ آلات کو درست بیک کانٹیکٹ الائنمنٹ، کنٹرول شدہ ربن فیڈنگ، مستحکم سولڈرنگ درجہ حرارت، اور ویلڈنگ کے بعد قابل اعتماد معائنہ کی حمایت کرنی چاہیے۔

پیداوار میں، انجینئروں کو ربن آفسیٹ، سولڈر جوائنٹ کے معیار، سیل کریکنگ کے خطرے، PAD پوائنٹ میچنگ اور کرنٹ پاتھ کی مستقل مزاجی پر گہری توجہ دینی چاہیے۔ پچھلی طرف کی سولڈرنگ میں کوئی بھی چھوٹا انحراف مزاحمت میں اضافہ، پاور نقصان، یا لیمینیشن اور طویل مدتی بیرونی آپریشن کے بعد قابل اعتماد مسائل کا سبب بن سکتا ہے۔

Ooitech کا نقطہ نظر

بطور آلات سپلائر، ہم اسے اس طرح دیکھتے ہیں: BC ٹیکنالوجی نہ صرف سیل کی کارکردگی میں اضافہ ہے، بلکہ ماڈیول مینوفیکچرنگ کا چیلنج بھی ہے، خاص طور پر سٹرنگ سولڈرنگ کی درستگی اور پچھلی طرف کے انٹرکنکشن کنٹرول میں۔ سولر پینل پروڈکشن لائن کے لیے، کلید یہ ہے کہ سٹرنگر ڈیزائن کو حقیقی BC سیل الیکٹروڈ پیٹرن سے ہم آہنگ کیا جائے بجائے اس کے کہ اسے تبدیل شدہ TOPCon یا PERC عمل کی طرح سمجھا جائے۔ ہماری رائے میں، BC ماڈیولز کا جائزہ لینے والی فیکٹریوں کو بڑے پیمانے پر پیداوار کی طرف بڑھنے سے پہلے پائلٹ پیمانے پر سولڈرنگ استحکام، ربن روٹنگ اور EL کارکردگی کی تصدیق کرنی چاہیے۔