ملٹی پیس سولر سیلز کو بہتر طریقے سے کیسے کاٹیں؟

مختصر جواب: ایک مکمل سیل کو آدھے، تہائی یا چھوٹے ٹکڑوں میں کاٹنے سے ماڈیول پاور بڑھ جاتی ہے کیونکہ اس سے ہر پٹی کے ذریعے گزرنے والا کرنٹ کم ہو جاتا ہے، جس سے ربن میں مزاحمتی نقصان کم ہوتا ہے۔ پٹی چھوٹی ہونے کے ساتھ فائدہ کم ہوتا جاتا ہے، اور مکینیکل لاگت بڑھ جاتی ہے۔ تین طریقے غالب ہیں۔ لیزر اسکرائبنگ کے بعد مکینیکل بریکنگ سب سے تیز ہے اور کم سے کم حرارتی بوجھ ڈالتی ہے، لیکن بریک ایج کا معیار اسکرائب کی گہرائی پر منحصر ہے۔ لیزر فل کٹنگ صرف بیم کے ذریعے سیل کو الگ کرتی ہے اور کم رفتار پر صاف کنارہ دیتی ہے۔ تھرمل لیزر سیپریشن لیزر کو کولنگ مرحلے کے ساتھ جوڑتی ہے تاکہ دراڑ ایک کنٹرول شدہ راستے پر پھیلے۔ متعلقہ جہات 532 nm لیزر ویو لینتھ سے لے کر 1 µm اور 20 µm کے قریب فیچر سائز سے 100 µm تک پھیلی ہوئی ہیں، اور پٹی وولٹیج کم ہے — تقریباً 0.55 V — لہٰذا فوائد مزاحمت سے حاصل ہوتے ہیں، وولٹیج سے نہیں۔

PV ماڈیول مینوفیکچرنگ · از جیری، Ooitech

تعارف

TOPCon"p-n جنکشن کے اندرونی برقی رویے" کا مطالعہ کرنے کے لیے، آپ کو پہلے ایک مشکل مسئلہ حل کرنا ہوگا۔ روایتی

زیادہ ماڈیول پاور کے پیچھے، انجینئرز اکثر ایک بڑے سیل کو 1/2، 1/3 یا اس سے بھی زیادہ "چھوٹے سیلز" میں کاٹتے ہیں، پھر انہیں ماڈیول کے اندر سیریز اور متوازی میں دوبارہ جوڑتے ہیں۔ مقصد کرنٹ کو کم کرنا اور مزاحمتی پاور نقصان کو سکڑنا ہے۔ لیکن ہر ایک کٹ سیل کے کنارے کے ساتھ ایک غیر پیسیویٹڈ "زخم" چھوڑتی ہے۔ وہ زخم کیریئر ٹریپس بن جاتے ہیں، اور وہ اوپن سرکٹ وولٹیج (Voc) اور فل فیکٹر (FF) کو کھا جاتے ہیں۔ سب سیل جتنا چھوٹا ہوتا ہے، یہ کنارے کی ری کمبینیشن نقصان اتنا ہی زیادہ نقصان پہنچاتا ہے۔

آج صنعت کا سب سے عام طریقہ، "لیزر اسکرائبنگ + مکینیکل کلیونگ" (L&C)، کٹ کے ساتھ سنگین تھرمل نقصان چھوڑتا ہے۔ اور برسوں سے میدان ایک بات پر متفق رہا ہے: p-n جنکشن کے رخ پر اسکرائبنگ سب سے زیادہ نقصان پہنچاتی ہے، لہٰذا "p-n جنکشن کا رخ کنارے کے نقصان کی بنیادی رکاوٹ ہے"۔ اس یقین نے "p-n جنکشن کی حفاظت کے لیے n-n+ رخ سے اسکرائبنگ" کی معیاری چال کو جنم دیا۔

لیکن کیا یہ وسیع پیمانے پر قبول شدہ "عام عقل" واقعی p-n جنکشن کے اندرونی برقی رویے کی عکاسی کرتی ہے؟ یا یہ صرف لیزر کی حرارت کا ایک مصنوعی اثر ہے؟

بنیادی دریافت: ایک اندرونی برقی رویہ جو اتفاق رائے کو توڑتا ہے

سوچو یونیورسٹی کے FUNSOM انسٹیٹیوٹ کی ایک تحقیقی ٹیم نے نینو انرجی میں ایک نیا کم نقصان والا کٹائی کا طریقہ شائع کیا جسے وہ "45° روٹیشنل کلیونگ" کہتے ہیں۔ یہ چالاکی سے لیزر کے تھرمل نقصان سے بچتا ہے اور p-n جنکشن کے کنارے کے حقیقی اندرونی برقی رویے کی چھان بین کرتا ہے۔ نتیجہ نے صنعت کو حیران کر دیا:

کم نقصان والی کٹائی کے تحت، p-n جنکشن کے رخ پر کنارے کی کیریئر جمع کرنے کی کارکردگی دراصل n-n+ رخ سے زیادہ ہے۔ سادہ الفاظ میں: p-n جنکشن کے رخ سے اسکرائبنگ بہتر صنعتی حکمت عملی ہے۔ یہ بیس سال کی قبول شدہ مشق کو الٹ دیتا ہے۔

سیل کے کنارے کو نقصان پہنچائے بغیر کیسے کھولیں

کنارے کے ساتھ دوبارہ پگھلی اور دوبارہ ٹھوس ہوئی تہہ، نیز مائیکرو کریکس اور تھرمل نقصان کا ڈھیر چھوڑتا ہے، اور یہ سب p-n جنکشن اور سطحی ری کمبینیشن کے رویے کے کسی بھی مشاہدے کو دھندلا کر دیتا ہے۔ ٹیم نے ایک مختلف راستہ اختیار کیا، سلیکون کرسٹلز کی غیر ہم جہتی کلیونگ خصوصیت کو استعمال کرتے ہوئے "45° روٹیشنل کلیونگ" طریقہ تجویز کیا: لیزر کٹنگ leaves a re-melted and re-solidified layer, plus microcracks and a pile of thermal damage along the edge, and all of that muddies any observation of the p-n junction and the surface recombination behavior. The team went a different way, using the anisotropic cleaving nature of silicon crystals to propose a "45° rotational cleaving" method:

پہلا مرحلہ: ویفر کو جہاز کے اندر 45° گھمائیں۔

دوسرا مرحلہ: ڈائمنڈ اسکرائبر سے (100) پلین پر ایک اتھلی لکیر پہلے سے کھرچیں۔

تیسرا مرحلہ: ایٹمی سطح پر ہموار، تھرمل طور پر غیر نقصان زدہ کراس سیکشن حاصل کرنے کے لیے {110} پلین فیملی کے ساتھ کلیو کریں۔

اس طرح حاصل کردہ کنارے کا کراس سیکشن اپنی ساختی اور برقی سالمیت برقرار رکھتا ہے۔ مائیکرو میٹر ریزولوشن فوٹو وولٹیج امیجنگ تکنیک کے ساتھ مل کر، آپ p-n جنکشن کو نقصان پہنچائے بغیر کنارے کے قریب برقی رویے کو نقطہ بہ نقطہ اسکین کر سکتے ہیں۔

تجربے میں 532 nm لیزر (پینیٹریشن گہرائی تقریباً 1.3 µm) استعمال ہوا، جو 50× آبجیکٹو کے تحت تقریباً 1 µm مقامی ریزولوشن تک پہنچتا ہے، جو کنارے کے چند دسیوں مائیکرو میٹر کے اندر فوٹو وولٹیج کے زوال کے رویے کو پکڑنے کے لیے کافی واضح ہے۔

تجرباتی نتائج

شکل 1۔ کٹائی کا p-n جنکشن کی سالمیت پر اثر (a, b)، 45° روٹیشنل کلیونگ طریقے کا خاکہ (c, d)، اور تین ہائی ایفیشنسی سیل ڈھانچوں کے خاکے (e-g)۔

شکل 1a روایتی L&C عمل کو p-n جنکشن کے رخ پر اسکرائبنگ کرتے ہوئے دکھاتی ہے: پہلے ایک لیزر سیل کی سطح پر ایک گروو ابلیٹ کرتا ہے (لیزر نشان)، پھر مکینیکل قوت سیل کو توڑ دیتی ہے۔ شکل 1b L&C کٹائی کے بعد کنارے کا SEM کراس سیکشن ہے۔ آپ واضح طور پر دیکھ سکتے ہیں کہ سیکشن دو زونوں میں تقسیم ہوتا ہے۔ اوپری حصہ "لیزر ایبلیشن ریجن" ہے، جو واضح دوبارہ پگھلی اور دوبارہ ٹھوس ہوئی شکل دکھاتا ہے۔ نچلا حصہ "اسٹریس سیپریٹڈ ریجن" ہے، جو مکینیکل قوت سے پھٹا ہوا، بہت سے بے قاعدہ مائیکرو کریکس اور میلٹ پولز چھوڑتا ہے۔ یہ تھرمل نقصان ہی ہے جو لیکیج کرنٹ میں اضافے اور سیل کی کارکردگی میں کمی کا باعث بنتا ہے۔

قابل ذکر: جب لیزر p-n جنکشن کے رخ پر اسکرائب کرتا ہے، تو p-n جنکشن خود حرارت سے مکمل طور پر تباہ ہو جاتا ہے۔ لہٰذا وہ "ظاہرہ" جو صنعت ہمیشہ دیکھتی رہی، کہ "p-n جنکشن کا رخ کنارے کے نقصان کی رکاوٹ ہے"، دراصل تھرمل نقصان کا ایک مصنوعی اثر ہے۔

شکل 1c یہاں تجویز کردہ 45° روٹیشنل کلیونگ طریقہ دکھاتی ہے: ویفر کو جہاز کے اندر محور کے گرد 45° گھمائیں، ڈائمنڈ اسکرائبر سے (100) پلین کو کھرچیں، پھر {110} کلیونگ پلین کے ساتھ پھاڑیں۔ شکل 1d کلیوڈ کنارے کی SEM تصویر ہے، اسکیل بار 20 µm۔ کراس سیکشن انتہائی ہموار اور صاف ہے، کوئی میلٹ نشان نہیں، p-n جنکشن کی ساخت اور برقی سالمیت کو مکمل طور پر محفوظ رکھتا ہے۔ یہی "اندرونی رویے" کے مطالعے کی کلید ہے۔

یہ کام تین مرکزی دھارے کی n-type ہائی ایفیشنسی سیل ٹیکنالوجیز کو دیکھتا ہے: TOPCon، SHJ اور TBC۔ ان میں ایک مشترک خصوصیت ہے۔ n-type c-Si سبسٹریٹ پر وہ ایک p-n جنکشن (ہومو- یا ہیٹروجنکشن) اور ایک n-n+ ہائی-لو جنکشن دونوں رکھتے ہیں۔ لہٰذا ان کے کنارے کے رویے کا مطالعہ حقیقی صنعتی پیداوار کے لیے براہ راست رہنمائی دیتا ہے۔

شکل 2۔ TOPCon، SHJ اور TBC سیلز کا فرنٹ سائیڈ کنارے کا فوٹو وولٹیج تجزیہ۔

شکل 2a دکھاتی ہے کہ 532 nm لیزر سیل کی فرنٹ سطح کے کنارے سے اندر کی طرف اسکین کرتا ہے، XY پریسیژن اسٹیج اور ایک الیکٹریکل ایمپلیفائر کے ساتھ مل کر فوٹو وولٹیج سگنل کو حقیقی وقت میں ریکارڈ کرتا ہے، آخر میں ایک 2D فوٹو وولٹیج نقشہ بناتا ہے۔ شکل 2b TOPCon، SHJ اور TBC (بائیں سے دائیں) کی فرنٹ سائیڈ فوٹو وولٹیج تصویر ہے۔ روشن رنگ کا مطلب زیادہ فوٹو وولٹیج ہے۔ تینوں سیلز کنارے کے ~100 µm کے اندر ایک واضح "گریڈینٹ بینڈ" دکھاتے ہیں، کنارے کے قریب کم فوٹو وولٹیج۔ یہ کنارے کی ری کمبینیشن نقصان کا براہ راست ثبوت ہے۔

تینوں کا موازنہ: TOPCon میں سب سے زیادہ فوٹو وولٹیج (0.40–0.55 V) ہے اور سب سے تیزی سے سیر ہوتا ہے۔ TBC میں سب سے کم (0.36–0.49 V) ہے اور سب سے آہستہ زوال پذیر ہوتا ہے، یعنی اس کی کنارے کی ری کمبینیشن سب سے خراب ہے۔ یہ نتیجہ "p-n جنکشن رکاوٹ ہے" کی عام عقل کے خلاف ہے، کیونکہ فرنٹ سائیڈ (روشنی کا سامنا کرنے والا رخ) عام طور پر وہیں ہوتا ہے جہاں p-n جنکشن ہوتا ہے۔

شکل 2c شکل 2b میں کالی ڈیشڈ لائن کے ساتھ نکالے گئے فوٹو وولٹیج پروفائل کو نارملائز کرتی ہے۔ تینوں منحنی خطوط "کنارے پر کم، سطح مرتفع پر زیادہ" دکھاتے ہیں، لیکن سیر ہونے کی رفتار (جو کنارے کی ری کمبینیشن لمبائی کو ظاہر کرتی ہے) واضح طور پر مختلف ہے:

• TOPCon: سب سے مختصر زوال کا علاقہ، تقریباً 100 µm کے اندر سیر کے قریب، سب سے کم کنارے کا نقصان۔

• SHJ: درمیانی زوال کا علاقہ، ~200 µm پر سیر کے قریب۔

• TBC: سب سے سست بحالی، مکمل سیر ہونے سے پہلے ~500 µm تک پھیلا ہوا، سب سے خراب کنارے کا نقصان۔

شکل 2d ان اختلافات کے پیچھے طبیعیات کی وضاحت کرتی ہے۔ ایک فوٹو جنریٹڈ ہول دو میں سے ایک کام کرتا ہے: الیکٹروڈ کے ذریعے جمع ہونا، یا کنارے تک بہہ کر دوبارہ مل جانا۔

TOPCon: سامنے کی طرف emitter، انتہائی مختصر ہول جمع کرنے کا راستہ

سامنے کی سطح ایک p+ emitter ہے۔ ہولز کو سامنے والے الیکٹروڈ کے ذریعے جمع ہونے کے لیے صرف بہت پتلی emitter عبور کرنی ہوتی ہے، اس لیے زیادہ تر ہولز کو کنارے تک پہنچنے کا "موقع ہی نہیں ملتا"۔ ساتھ ہی، p+ emitter / SiOx / n-poly-Si سے بننے والا مضبوط میدان کنارے پر بھی مؤثر رہتا ہے، اور کیریئرز کو تیزی سے الگ کرتا ہے۔ یہی TOPCon میں سب سے کم کنارے کے نقصان کی بنیادی وجہ ہے۔

SHJ: سامنے کی طرف الیکٹران جمع ہوتے ہیں، ہولز کو طویل راستہ طے کرنا پڑتا ہے

SHJ کی سامنے کی سطح n-a-Si:H ہے، جو الیکٹران جمع کرتی ہے۔ ہولز کو جمع ہونے سے پہلے پیچھے والی p-a-Si:H تک پھیلنا پڑتا ہے، جو ایک بہت طویل راستہ ہے۔ اس میں انتہائی conductive TCO پرت شامل کریں جو ایک "شاہراہ" کی طرح کام کرتی ہے، اور بہت سے ہولز کو کنارے کی طرف جانبی طور پر لے جاتی ہے، تو کنارے پر دوبارہ ملنا نمایاں طور پر بڑھ جاتا ہے۔

TBC: تمام الیکٹروڈ پیچھے کی طرف، مکمل صفایا

TBC میں ہر الیکٹروڈ پیچھے کی طرف ہوتا ہے۔ سامنے کی سطح پر پیدا ہونے والے کیریئرز کو جمع ہونے کے لیے پوری ویفر کے پار جانبی طور پر سفر کرنا پڑتا ہے۔ مزید برآں، سامنے والی Al2O3 passivation پرت میں بہت زیادہ مقررہ منفی چارج ہوتا ہے، جو Si سطح پر ہول جمع ہونے کی پرت پیدا کرتا ہے اور ایک "ہول conductive چینل" بناتا ہے جو ہولز کو کنارے کی طرف اور بھی زیادہ دھکیلتا ہے۔

فوری نوٹ: سامنے کی طرف فوٹو وولٹیج کا رویہ بنیادی طور پر دو چیزوں سے طے ہوتا ہے، "کیریئر جمع کرنے کا فاصلہ" اور "کیا جانبی نقل و حمل کا چینل موجود ہے"، اور اس کا p-n junction کی سمت سے کوئی تعلق نہیں۔

شکل 3۔ TOPCon، SHJ اور TBC سیلز کا پچھلی طرف کے کنارے کا فوٹو وولٹیج تجزیہ۔

شکل 3a پچھلی طرف کے کنارے سے لیزر اسکیننگ کا خاکہ پیش کرتی ہے۔ شکل 3b متعلقہ 2D فوٹو وولٹیج نقشہ ہے۔ شکل 2b کے مقابلے میں، تینوں سیلز سامنے کی طرف کے مقابلے میں کم پچھلی طرف کا فوٹو وولٹیج دکھاتے ہیں (کیونکہ سامنے کی سطح عام طور پر بہتر اینٹی ریفلیکشن ڈیزائن اور زیادہ روشنی کے استعمال کی حامل ہوتی ہے)۔ شکل 3c کچھ دلچسپ ظاہر کرتی ہے: پچھلی طرف کے کنارے کا "فاتح" TBC بن جاتا ہے۔ اگرچہ SHJ کا بھی پیچھے کی طرف p-n junction ہے، اس کا کنارے کا فوٹو وولٹیج دراصل TOPCon سے کم ہے، جو مزید ظاہر کرتا ہے کہ "p-n junction کی پوزیشن" کنارے کے نقصان کا فیصلہ کرنے والا واحد عنصر نہیں۔ شکل 3d پچھلی طرف کے اقلیتی کیریئر کی نقل و حمل کے میکانزم کا خاکہ پیش کرتی ہے۔ پیچھے کی طرف خاص ہے: پچھلی n-poly-Si میں الیکٹران کی زیادہ مقدار ہوتی ہے، جو ایک مضبوط میدان کا ماحول بناتی ہے جو ہولز کو دباتی ہے لیکن الیکٹران جمع ہونے کو فروغ دیتی ہے۔

TOPCon کا پچھلا حصہ: ہول کی "تیز رفتار لین" دبا دی جاتی ہے

پچھلی n-poly-Si میں الیکٹران کی زیادہ مقدار ہول کی نقل و حمل کو دباتی ہے۔ ہولز کو جمع ہونے سے پہلے پوری n-type c-Si سبسٹریٹ عبور کر کے سامنے والی p+ emitter تک پہنچنا پڑتا ہے۔ یہ "طویل فاصلے کی نقل و حمل" پچھلی طرف کے فوٹو وولٹیج کو عام طور پر کم کر دیتی ہے، لیکن یہ کنارے تک پہنچنے والے ہولز کی تعداد بھی کم کر دیتی ہے۔

SHJ کا پچھلا حصہ: heterojunction مضبوط ہے، لیکن TCO دو دھاری تلوار ہے

SHJ کا n-type c-Si / p-a-Si:H heterojunction واقعی TOPCon سے زیادہ مضبوط کیریئر علیحدگی پیش کرتا ہے، لیکن اس کے TCO کی جانبی مزاحمت کم ہے اور یہ اب بھی کافی تعداد میں ہولز کو کنارے تک "شارٹ سرکٹ" کر دیتا ہے۔ نتیجہ: مضبوط علیحدگی کی صلاحیت کا مطلب کم کنارے کا نقصان نہیں۔

TBC کا پچھلا حصہ: ہول HSC بالکل پیچھے موجود ہے، گھر کا میدان کا فائدہ

TBC کا پچھلی طرف کا HSC براہ راست فوٹو جنریٹڈ ہولز کا سامنا کرتا ہے۔ کیریئرز بالکل پیچھے جمع ہو جاتے ہیں، اس لیے بہت کم کنارے کی طرف بہتے ہیں، اور پچھلی طرف کا فوٹو وولٹیج سب سے تیزی سے سیر ہوتا ہے۔

فوری نوٹ: پچھلی طرف فوٹو وولٹیج کا رویہ سامنے کی طرف کے مقابلے میں "الٹا" رجحان دکھاتا ہے۔ TBC سامنے کی طرف سب سے خراب لیکن پیچھے کی طرف بہترین ہے، جو ظاہر کرتا ہے کہ "کون سی طرف روشنی کا سامنا کرتی ہے" "کون سی طرف p-n junction ہے" سے زیادہ اہم ہے۔

شکل 4۔ TOPCon اور SHJ سیلز کا کراس سیکشنل فوٹو وولٹیج تقسیم ماڈل۔

اگر شکلیں 2 اور 3 کنارے کو "پہلو سے" دیکھتی ہیں، تو شکل 4 اسے "ترچھا" کاٹتی ہے۔ لیزر براہ راست کراس سیکشن پر اسکین کرتا ہے، اس لیے آپ p-n junction سے n-n+ تک پورا برقی رویہ ایک ہی جھلک میں دیکھتے ہیں۔ یہ مطالعہ کا سب سے اصل حصہ ہے۔ شکل 4a TOPCon کا کراس سیکشنل فوٹو وولٹیج نقشہ ہے، بائیں سے دائیں سامنے کی طرف (p+ emitter / p-n junction) اور پیچھے کی طرف (n-poly-Si / n-n+ junction)۔ آپ دیکھ سکتے ہیں کہ بائیں طرف (p-n junction) مجموعی طور پر زیادہ روشن ہے، اور دائیں طرف (n-n+) زیادہ تاریک ہے۔ شکل 4b میں نکالی گئی منحنی خطوط بہت واضح ہے: p-n junction کی طرف سے n-n+ کی طرف، فوٹو وولٹیج یکساں طور پر گرتا ہے، پوری کمی کا علاقہ تقریباً 100 µm ہے۔ یہ نتیجہ روایتی نظریے کو صاف مسترد کرتا ہے کہ "p-n junction کنارے کے نقصان کی رکاوٹ ہے"، کیونکہ کم نقصان کے حالات میں p-n junction کی طرف بلکہ زیادہ فوٹو وولٹیج کا زون ہے۔ شکل 4c طبیعی وجہ بتاتی ہے: p-n junction کی طرف (p+ emitter) اقلیتی کیریئرز (ہولز) جمع ہونے کے لیے صرف مختصر فاصلہ طے کرتے ہیں، جبکہ n-n+ کی طرف (n-poly-Si علاقہ) ہولز کو p+ emitter تک پہنچنے کے لیے پوری n-type c-Si عبور کرنی پڑتی ہے، ایک طویل راستہ جس میں دوبارہ ملنے کا امکان زیادہ ہوتا ہے، اس لیے نقصان بڑا ہے۔ شکلیں 4d–f SHJ سیلز پر بالکل وہی رجحان دکھاتی ہیں: پچھلے p-n junction (p-a-Si:H / n-c-Si) سے سامنے والے n-n+ junction (i/n-a-Si:H / n-c-Si) تک، فوٹو وولٹیج پھر یکساں طور پر گرتا ہے۔ مختلف سیل ڈھانچوں میں یہ باقاعدگی برقرار رہنا مطالعہ کی بنیادی دلیلوں میں سے ایک ہے۔

اسے مقداری طور پر بیان کرنے کے لیے، ٹیم نے ایک یک جہتی اقلیتی کیریئر ڈفیوژن ماڈل اخذ کیا۔ شکل 4g ماڈل کا خاکہ ہے، جو منحنی خطوط (نارنجی) کو p-n junction کی طرف (hole select contact, HSC) سے ESC کی طرف (electron select contact, ESC) یکساں طور پر گرتے ہوئے دکھاتی ہے۔ شکل 4h مزید HSC اور ESC اطراف میں کیریئر کے رویے کا موازنہ کرتی ہے:

• HSC طرف: اقلیتی کیریئرز (ہولز) مختصر فاصلے پر جمع ہو جاتے ہیں، دوبارہ ملنے کا امکان کم۔

• ESC طرف: اقلیتی کیریئرز کو HSC تک پہنچنے کے لیے طویل فاصلہ پھیلنا پڑتا ہے، راستے میں بہت زیادہ دوبارہ ملتے ہیں۔

• p-n junction کے کیریئر علیحدگی میکانزم میں زیادہ doped contact کے ساتھ passivated contact کا دوہرا فائدہ ہے، جو ایک عام high-low junction (n-n+) سے زیادہ مؤثر ہے۔

فوری نوٹ: کراس سیکشنل فوٹو وولٹیج ماڈل مقداری طور پر تصدیق کرتا ہے کہ "p-n junction کی طرف برقی کارکردگی n-n+ کی طرف سے بہتر ہے"، اور کنارے کے نقصان کا جائزہ لینے کے لیے ایک نئی پیمائش "اقلیتی کیریئر ڈفیوژن لمبائی L" تجویز کرتا ہے۔

شکل 5۔ صنعتی تھرمل لیزر سیپریشن (TLS) طریقے سے بنائے گئے TOPCon سیل کا کراس سیکشنل فوٹو وولٹیج تجزیہ۔

یہ جانچنے کے لیے کہ آیا 45° کلیونگ طریقے کا نتیجہ صنعتی کٹائی کے لیے بھی درست ہے، ٹیم نے "تھرمل لیزر سیپریشن" (TLS) طریقہ استعمال کیا (شکل 5a) — پہلے ایک لیزر p-n جنکشن والی سائیڈ پر پہلے سے عمل کرتا ہے (تصویر میں Pre-grooving)، پھر ٹھنڈا پانی علیحدگی میں مدد کرتا ہے۔ TLS آج کل تسلیم شدہ کم نقصان والی کٹائی کی تکنیکوں میں سے ایک ہے۔ شکل 5b TLS کٹائی کے بعد TOPCon کی کراس سیکشنل فوٹو وولٹیج تصویر ہے: بائیں جانب (p-n جنکشن) دائیں جانب (n-n+) سے واضح طور پر زیادہ روشن ہے۔ شکل 5c میں دی گئی مقداری منحنی ظاہر کرتی ہے کہ p-n جنکشن سے پچھلی جانب تک، فوٹو وولٹیج اب بھی یکساں طور پر کم ہوتا جاتا ہے، جو 45° کلیونگ کے نتیجے سے مکمل طور پر مطابقت رکھتا ہے۔

کلیدی تصدیق: صنعتی TLS طریقے (براہ راست p-n جنکشن والی سائیڈ سے سلائسنگ) کے باوجود بھی، فوٹو وولٹیج اب بھی "زیادہ p-n جنکشن، کم n-n+" کا رجحان دکھاتا ہے۔ اس سے ظاہر ہوتا ہے کہ کم نقصان والی کٹائی کے تحت، "p-n جنکشن" کوئی رکاوٹ نہیں بلکہ یہی وہ جگہ ہے جہاں فائدہ مضمر ہے۔ TLS کٹائی میں "p-n جنکشن والی سائیڈ بہتر کارکردگی دکھاتی ہے" کا سابقہ صنعتی تجربہ بالآخر تجربے اور نظریے دونوں سے تصدیق شدہ ہو جاتا ہے۔

شکل 6۔ TBC اور THBC سیلز کا کراس سیکشنل فوٹو وولٹیج تجزیہ، نیز کم نقصان والی p-n جنکشن کٹائی حکمت عملی کا خاکہ۔

شکل 6a اور 6b TBC اور THBC خلیات کی کراس سیکشنل فوٹو وولٹیج تصاویر ہیں۔ TBC میں سب سے زیادہ فوٹو وولٹیج، 0.39 V ہے، اور THBC قدرے کم (0.21 V) ہے، لیکن دونوں واضح "روشن p-n جنکشن، تاریک n-n+" مقامی تقسیم دکھاتے ہیں۔ شکل 6c اور 6d میں نکالی گئی منحنی خطوط شکل 4 کے اسی نمونے کی پیروی کرتی ہیں: p-n جنکشن سے n-n+ کی طرف یکساں کمی۔ خاص طور پر قابل ذکر شکل 6c میں چھوٹا انسیٹ ہے: ہر خلیے کی ساخت کے لیے فوٹو وولٹیج کی "سمتی تقسیم" "اوپر بائیں گھنی، نیچے دائیں پتلی" کا نمونہ دکھاتی ہے، یعنی p-n جنکشن کی طرف کا برقی فائدہ تمام ساختوں اور عملوں میں عالمگیر ہے۔ شکل 6e بتاتی ہے کہ بیک-کانٹیکٹ خلیات کو خاص کیوں بناتا ہے: HSC پچھلی طرف "قریب" سوراخ جمع کرتا ہے، اور ESC پچھلی طرف "قریب" الیکٹران جمع کرتا ہے۔ p-n جنکشن کے علاقے میں پیدا ہونے والے اقلیتی کیریئرز (سوراخ) کو HSC تک پہنچنے کے لیے صرف مختصر فاصلہ درکار ہوتا ہے، لہٰذا نقصان کم ہے؛ n-n+ علاقے میں اقلیتی کیریئرز کو طویل سفر کرنا پڑتا ہے، لہٰذا نقصان زیادہ ہے۔ یہ نمونہ TOPCon اور SHJ سے بالکل مطابقت رکھتا ہے۔ اس تمام شواہد کی بنیاد پر، ٹیم نے شکل 6f میں ایک بالکل نیا کٹنگ طریقہ تجویز کیا:

صنعتی سفارش

کم نقصان والی کٹنگ (جیسے TLS) کے تحت، آپ کو p-n جنکشن کی طرف سے سلائس کرنا چاہیے۔ وجہ: p-n جنکشن کی طرف کیریئر علیحدگی کی زیادہ کارکردگی کے ساتھ ساتھ اقلیتی کیریئر کی نقل و حمل کا مختصر راستہ بھی ہے۔ کچھ عمل کی خلل کے باوجود، یہ معقول برقی کارکردگی برقرار رکھتا ہے۔ یہ سفارش بیس سالہ "p-n جنکشن کو چھونے سے گریز کریں" کی صنعتی مشق کو الٹ دیتی ہے۔

Ooitech کا نقطہ نظر

سچ میں یہ ان دریافتوں میں سے ایک ہے جو سرخی کی تفصیل کے بجائے خاموشی سے لائن کی سطح کی عادت کو نئے سرے سے لکھ دیتی ہے۔ n-type لائن چلانے والے کسی بھی شخص کے لیے نتیجہ: اپنی لیزر کٹنگ ترکیب کو خلیے کی اپنی کیریئر فزکس کے ساتھ جوڑیں، اور صرف اس لیے کہ یہ پرانا اصول تھا، سکرائب کو آنکھیں بند کر کے n-n+ طرف نہ رکھیں۔ کم نقصان والی علیحدگی (TLS طرز) یہاں اصل فعال عنصر ہے، اور سولر سیل لیزر کٹنگ مشین پر اس عمل کو درست کرنا ہی وہ جگہ ہے جہاں ماڈیول بنانے والے حقیقی Voc اور FF حاصل کرتے یا کھوتے ہیں۔ ہم اپنے کٹنگ اور اسٹرنگنگ اسٹیشنز اس طرح بناتے ہیں کہ TOPCon، SHJ اور BC فارمیٹس میں کنارے کا نقصان کم رہے، لہٰذا اس قسم کی تحقیق براہ راست پیداوار پر لاگو ہوتی ہے۔ اگر آپ دیکھنا چاہتے ہیں کہ یہ مراحل چلتی لائن پر کیسے نظر آتے ہیں، تو Ooitech YouTube چینل www.youtube.com/ooitech فالو کرنے کے قابل ہے۔