کم روشنی کی کارکردگی کا مقابلہ: TOPCon، BC
فہرست مضامین
مختصر جواب: کم روشنی کی کارکردگی وہ جگہ ہے جہاں ماڈیول کی حقیقی دنیا کی پیداوار کا فیصلہ ہوتا ہے، کیونکہ نصب شدہ زیادہ تر گھنٹے 1000 W/m2 پر نہیں ہوتے۔ TOPCon، BC اور مماثل آرکیٹیکچرز کے موازنے میں، سیل کی اقسام کے درمیان فرق کم شعاع ریزی پر پیداوار کے فیصد کے طور پر ظاہر ہوتا ہے: تقریباً 100 W/m2 کے حالات میں، ایک آرکیٹیکچر نے تقریباً 4.38% نسبتی پیداوار ماپی، جبکہ دوسرے نے 2.33%۔ یہ فرق نام پلیٹ کے فرق سے چھوٹا اور سننے میں جتنا لگتا ہے اس سے بڑا ہے، کیونکہ یہ سال کے ہر کم روشنی والے گھنٹے پر لاگو ہوتا ہے۔ اس کا طریقہ کار کم کیریئر ارتکاز پر شنٹ مزاحمت اور دوبارہ ترکیب ہے — جس سیل میں دوبارہ ترکیب زیادہ ہوتی ہے وہ کم روشنی میں متناسب طور پر زیادہ کھوتا ہے۔ یہی وجہ ہے کہ معیاری ٹیسٹ حالات میں ریٹیڈ پاور پر جیتنے والا ماڈیول دھند، بادل یا صبح سویرے اور دیر سہ پہر کی پیداوار والے علاقے میں سالانہ پیداوار پر ہار سکتا ہے۔
PV ماڈیول مینوفیکچرنگ · از جیری، Ooitech
تعارف
نیم پلیٹ پاور ایک ریٹڈ ویلیو ہے؛ کم روشنی کا ردعمل حقیقی دنیا کی کارکردگی ہے۔ دنیا کے بیشتر علاقوں میں، شعاع ریزی 90% سے زیادہ وقت کے لیے 1000 W/m² سے نیچے رہتی ہے۔ صرف دو یا تین گھنٹے سولر نوون کے آس پاس STC حالات کے قریب آتے ہیں۔ طلوع آفتاب، غروب آفتاب، ابر آلود آسمان، بارش—سیلز اپنی زیادہ تر کام کرنے کی زندگی کم روشنی میں گزارتے ہیں۔ زیادہ ریٹڈ کارکردگی حقیقی دنیا میں زیادہ آؤٹ پٹ کی ضمانت نہیں دیتی۔ آج ہم کم روشنی کے ردعمل کا تجزیہ کرتے ہیں: فزکس میں کون جیتتا ہے، فیلڈ میں کون زیادہ مضبوط ثابت ہوتا ہے، اور پروڈکشن لائن پر ہی سیل کی کم روشنی کے معیار کا کیسے جائزہ لیا جائے۔
کم روشنی کے ردعمل کی فزکس: کون کم لیک اور ری کمبائن کرتا ہے
ڈایوڈ مساوی سرکٹ سے، کم روشنی میں کارکردگی گرنے کی بنیادی وجہ سادہ ہے: فوٹو جنریٹڈ کرنٹ سکڑ جاتا ہے، لیکن لیکیج اور ری کمبینیشن متناسب طور پر نہیں سکڑتے، اس لیے ان کا نسبتی حصہ بڑھ جاتا ہے۔
سب سے اہم عنصر: شنٹ ریزسٹنس Rsh
کم روشنی میں فوٹو جنریٹڈ کرنٹ تیزی سے گرتا ہے، لیکن لیکیج کرنٹ تقریباً مستقل رہتا ہے (یہ وولٹیج اور Rsh پر منحصر ہے)۔ لیکیج کرنٹ کا بڑا حصہ Voc کو نیچے کھینچتا ہے، جو FF کو نیچے کھینچتا ہے، جو کارکردگی کو کم کرتا ہے۔
Rsh جتنا زیادہ ہو (لیکیج جتنا کم ہو)، کم روشنی کا ردعمل اتنا ہی بہتر ہوتا ہے۔ یہ بنیادی فزیکل عنصر ہے۔
| سیل کی قسم | Rsh کی خصوصیات | کم روشنی کی کارکردگی |
|---|---|---|
| HJT | i-a-Si:H پاسیویشن لیئر بہترین انسولیشن کے ساتھ، انتہائی کم انٹرفیس ری کمبینیشن | بہترین |
| TOPCon | مثبت اور منفی قطبیں سامنے اور پیچھے تقسیم، چند ایج آئسولیشن زونز، قابل کنٹرول لیکیج راستے | اچھا |
| BC | ریئر انٹرڈیجیٹیٹڈ اسٹرکچر، بہت سے P⁺/N⁺ آئسولیشن ٹرینچز، ایج لیکیج کا خطرہ بڑھا ہوا | کمزور |
ثانوی عنصر: آئیڈیلٹی فیکٹر n
آئیڈیلٹی فیکٹر ری کمبینیشن میکانزم کی عکاسی کرتا ہے: مثالی ڈفیوژن کرنٹ کے لیے n=1، جب ڈیپلیشن ریجن ری کمبینیشن غالب ہو تو n=2۔ n جتنا بڑا ہو، کم روشنی میں ری کمبینیشن نقصان اتنا ہی بھاری ہوتا ہے۔ TOPCon کا پاسیویٹڈ کانٹیکٹ اسٹرکچر n≈1.1-1.2 دیتا ہے، BC کے ریئر انٹرڈیجیٹیٹڈ PN جنکشن میں n≈1.2-1.4 پر زیادہ انٹرفیس ری کمبینیشن چینلز ہوتے ہیں، اور HJT کی ایمورفس-سلیکون پاسیویشن n≈1.0-1.1 پر بہترین ہے۔
سیریز ریزسٹنس Rs یہاں کم اہمیت رکھتی ہے۔ Rs پر پاور لاس I²R ہے؛ کم روشنی میں کرنٹ چھوٹا ہوتا ہے، اس لیے اس کا نسبتی اثر کمزور ہو جاتا ہے۔
کم روشنی میں BC کیوں کمزور ہے: ایک ساختی وجہ
BC مثبت اور منفی دونوں الیکٹروڈز کو پیچھے رکھتا ہے، جس کے لیے برقی علیحدگی حاصل کرنے کے لیے P⁺ اور N⁺ علاقوں کے درمیان متعدد آئسولیشن ٹرینچز درکار ہوتے ہیں۔ یہ ٹرینچز دو مسائل لاتے ہیں:
ایج لیکیج کا خطرہ: ٹرینچ ایچنگ سلیکون سبسٹریٹ کو نقصان پہنچا سکتی ہے اور لیکیج راستے بنا سکتی ہے۔ ایک BC ریئر سطح پر سینکڑوں آئسولیشن ٹرینچز ہوتے ہیں، ہر ایک ممکنہ لیکیج راستہ۔
انٹرفیس ری کمبینیشن: ریئر انٹرڈیجیٹیٹڈ اسٹرکچر کا P⁺/N⁺ انٹرفیس رقبہ بڑا ہو جاتا ہے، جس سے ری کمبینیشن سینٹرز بڑھتے ہیں اور آئیڈیلٹی فیکٹر n بلند ہوتا ہے۔
یہ ایک موروثی ساختی چیلنج ہے، نہ کہ "کس نے برا کیا" کا سوال۔ پروسیس آپٹیمائزیشن (ٹرینچ مورفولوجی کو کنٹرول کرنا، پاسیویشن لیئرز کو بہتر بنانا) مدد کر سکتی ہے، لیکن ساخت BC کو اس نکتے پر قدرتی نقصان میں ڈالتی ہے۔
کم روشنی میں HJT کے بہترین کارکردگی کی وجہ اس کے برعکس ہے: انٹرنسک ایمورفس-سلیکون i-a-Si:H پاسیویشن لیئر شاندار سطحی پاسیویشن، کم انٹرفیس اسٹیٹ ڈینسٹی، سب سے زیادہ Rsh، اور سب سے چھوٹا آئیڈیلٹی فیکٹر فراہم کرتی ہے۔
فیلڈ شواہد: کم روشنی میں TOPCon فی واٹ آؤٹ پٹ میں BC کو پیچھے چھوڑتا ہے
کئی ٹیسٹ انسٹیٹیوٹس کا فیلڈ ڈیٹا ایک مستقل سمت کی طرف اشارہ کرتا ہے:
| ٹیسٹ انسٹیٹیوٹ | مقام | منظر نامہ | TOPCon بمقابلہ BC کم روشنی کا فائدہ |
|---|---|---|---|
| CPVT | ینچوان، ننگشیا | صبح/شام کم روشنی کے ادوار | ابر آلود +3.89%، دھوپ +2.33% |
| CPVT | ینچوان، ننگشیا | انتہائی کم شعاع ریزی (0-100 W/m²) | +4.38% |
| TÜV Nord | کاگوشیما، جاپان | <400 W/m² | +10.79% |
| TÜV Rheinland | چینگدو | 90% ابر آلود/بارش کے دن | +2.37%، صبح/شام کی چوٹی +7.18% |
| CGC | ہینان | 127 دن بشمول 76 بارش کے دن | +7.83% |
| State Grid | ژانگبی | 200 W/m² | +2.6% |
کم روشنی کے حالات میں، TOPCon کا فی واٹ آؤٹ پٹ BC سے زیادہ ہوتا ہے، اور شعاع ریزی جتنی کم ہو، فرق اتنا ہی زیادہ ہوتا ہے۔
لیکن ایک ہی ٹیکنالوجی روٹ کے اندر تغیر بھی بڑا ہے۔ کاربن سرچ ایویلیوایشن لیب کی ملٹی سپلائر موازنہ ٹیسٹنگ ظاہر کرتی ہے کہ BC مصنوعات 200 W/m² کم شعاع ریزی پر 2.78% سے 6.57% کھو رہی ہیں، جبکہ TOPCon کی حد 2.14% سے 4.72%. ہے۔
تینوں ٹیکنالوجیز کی "بہترین مصنوعات" کے درمیان فرق ایک ہی روٹ کے اندر "اچھی مصنوعات بمقابلہ خراب مصنوعات" کے فرق سے کم ہے۔ پروڈکشن نتیجہ:
انتخاب کرتے وقت، مینوفیکچرر کی پروسیس لیول ٹیکنالوجی روٹ کے انتخاب جتنی ہی اہم ہے۔
ٹمپریچر کوایفیشنٹ کو کم روشنی کے ردعمل کے ساتھ نہ ملائیں
| پیرامیٹر | ٹمپریچر کوایفیشنٹ اور کم روشنی کا ردعمل دو آزاد پیرامیٹرز ہیں، لیکن انہیں آسانی سے آپس میں ملایا جاتا ہے۔ | HJT | TOPCon | BC |
|---|---|---|---|---|
| متعلقہ منظر نامہ | ٹمپریچر کوایفیشنٹ | -0.24%/℃ | -0.29%/℃ | -0.26%/℃ |
| زیادہ درجہ حرارت کے منظر نامے (ماڈیول >50°C) | کم روشنی کا ردعمل | بہترین | اچھا | کمزور |
ایک گرم، ابر آلود موسم گرما کے دن، زیادہ درجہ حرارت اور کم روشنی مل کر اثر ڈالتے ہیں، اور HJT دونوں میں آگے ہے، جس سے اس کا فائدہ مزید بڑھ جاتا ہے۔ ایک سرد، ابر آلود موسم سرما کے دن، کم درجہ حرارت درجہ حرارت کے گتانک کے اثر کو کم کرتا ہے، اور کم روشنی کا ردعمل آگے آ جاتا ہے۔ کم روشنی کی کارکردگی کی وضاحت کے لیے درجہ حرارت کے گتانک کا استعمال نہ کریں، اور کم روشنی کی کارکردگی سے درجہ حرارت کے گتانک کا اندازہ نہ لگائیں—یہ دو الگ الگ طبیعی مقداریں ہیں۔
کم روشنی کی اصلاح اور UVID مزاحمت بھی فطری طور پر جسمانی طور پر باہمی طور پر خارج نہیں ہیں۔ کم روشنی برقی نقصان کے میکانزم (Rsh, n) پر منحصر ہے، جبکہ UVID مادی استحکام (پاسیویشن-پرت کے کیمیائی بندھن، encapsulant فلم) پر منحصر ہے۔ دونوں کو آزادانہ اصلاح کے ذریعے الگ الگ بہتر بنایا جا سکتا ہے۔
پیداواری لائن پر سیل کی کم روشنی کے معیار کا فیصلہ کیسے کریں
سب سے براہ راست اشارے: شنٹ مزاحمت Rsh۔
I-V جانچ میں، سیل کی Rsh جتنی زیادہ ہوگی، کم روشنی میں اس کے اچھی کارکردگی کا امکان اتنا ہی زیادہ ہوگا۔ اگر کسی بیچ میں Rsh کی وسیع تقسیم ہو اور کم-Rsh سیلز کا تناسب زیادہ ہو، تو کم روشنی کی پیداوار یقیناً متاثر ہوگی۔
BC لائنوں کے لیے خصوصی نوٹ: EL تصاویر پر آئسولیشن-ٹرینچ کے علاقوں میں غیر معمولی روشن دھبے دکھانے والے سیلز میں کم Rsh کا امکان ہوتا ہے۔ یہ پہلے ذکر کردہ "ٹرینچ کنارے کے اخراج" سے مطابقت رکھتا ہے—ایک ایسا مسئلہ جس کا شکار یہ ساخت فطری طور پر ہوتی ہے۔
TOPCon لائنوں: Rsh 1000 Ω·cm² سے زیادہ عام طور پر نارمل ہوتا ہے؛ 500 سے کم ہونے پر کنارے کی آئسولیشن یا پاسیویشن پرت میں پن ہولز کی جانچ کرنی چاہیے۔ بہترین کم روشنی کے رویے والے سیلز عام طور پر 3000 سے زیادہ Rsh دکھاتے ہیں۔
HJT لائنوں: Rsh فطری طور پر زیادہ ہوتا ہے، اور 5000 سے زیادہ عام ہے۔ لیکن HJT سیل پر کم Rsh عام طور پر اس بات کی نشاندہی کرتا ہے کہ TCO اور a-Si:H انٹرفیس پر کچھ غلط ہو گیا ہے۔
خلاصہ
کم روشنی کے ردعمل کا طبیعیاتی کھاتہ: HJT بہترین، TOPCon اچھا، BC کو ساختی چیلنجز کا سامنا ہے۔ میدانی کھاتہ: کم روشنی میں، TOPCon کی فی واٹ پیداوار واقعی BC سے زیادہ ہے، اور شعاع ریزی جتنی کم ہوگی، فرق اتنا ہی وسیع ہوگا۔ لیکن صرف ٹیکنالوجی روٹ سے فیصلہ نہ کریں—ایک ہی روٹ پر اچھی اور خراب مصنوعات کے درمیان فرق روٹس کے درمیان فرق سے بھی بڑا ہے۔
ڈیٹا کے ذرائع: CPVT ینچوان فیلڈ ٹیسٹ (2025)، TÜV Nord کاگوشیما فیلڈ ٹیسٹ، TÜV Rheinland چینگدو فیلڈ ٹیسٹ، CGC ہینان فیلڈ ٹیسٹ، اسٹیٹ گرڈ ژانگبی فیلڈ ٹیسٹ، کاربن سرچ ایویلیوایشن لیب کثیر-سپلائر موازنہ جانچ (2025)۔
Ooitech کی رائے: حقیقی دنیا کی کم روشنی کی پیداوار، نہ کہ نیم پلیٹ کی کارکردگی، شمسی سیل کا حقیقی پیمانہ ہے، اور شنٹ مزاحمت وہ واحد عنصر ہے جو اس کا سب سے زیادہ فیصلہ کرتا ہے۔
