n-Type بیک کانٹیکٹ سولر سیلز میں درجہ حرارت کی کمی اور LeTID کی حرکیات

مصنوعات کا تعارف

انٹرڈیجیٹیٹڈ بیک کانٹیکٹ (IBC) سولر سیلز دونوں قطبی دھاتی رابطوں کو پچھلی طرف منتقل کرتے ہیں۔ سامنے کی طرف کوئی گرڈ لائن شیڈنگ نہیں ہوتی، اس لیے ٹیکسچرنگ اور اینٹی ریفلیکشن کوٹنگ کے نظری فوائد مکمل طور پر سامنے آتے ہیں۔ اچھی پاسیویشن اور کانٹیکٹ پروسیس کے ساتھ، n-type IBC بہت زیادہ اوپن سرکٹ وولٹیج اور کرنٹ کثافت حاصل کر سکتا ہے۔

اس کا بدلہ ڈیزائن میں شامل ساختی حساسیت ہے۔ فوٹو جنریٹڈ اقلیتی کیریئرز کو پچھلے انٹرڈیجیٹیٹڈ ایمیٹر کے جمع کرنے سے پہلے بیس کے پار پس منظر میں سفر کرنا پڑتا ہے۔ ڈیوائس کی کارکردگی کا زیادہ تر انحصار بلک لائف ٹائم اور پچھلی پاسیویشن کے معیار پر ہوتا ہے۔ ایک بار جب پچھلی سطح کا recombination یا کانٹیکٹ لیکیج حرارتی طور پر فعال ہو جاتا ہے، تو تاریک سنترپتی کرنٹ کثافت J0 غیر متناسب طور پر بڑھ جاتی ہے، اور Voc کو نقصان پہنچتا ہے۔

یہ بالکل اس کام کا نقطہ آغاز ہے۔ ایک n-type IBC سیل پر، شواہد کے تین سیٹ ایک ہی حرارتی ماحول میں رکھے گئے ہیں تاکہ وہ آپس میں جڑ جائیں: 25 سے 85°C تک روشن J-V پیمائشیں، ایک LeTID تناؤ کا تجربہ جو ایک سورج کے نیچے 45 سے 85°C تک 960 منٹ تک چلایا گیا، اور اسی درجہ حرارت کی حد پر تاریک I-V تجزیہ۔

تجرباتی ڈیزائن

n-type IBC سیل کا کراس سیکشن اسکیمیٹک: پچھلے انٹرڈیجیٹیٹڈ p+ ایمیٹر اور n+ BSF کانٹیکٹس، سامنے کی ٹیکسچرنگ اور ARC۔

ٹیسٹ سیل کا رقبہ 258.3 cm² ہے، ویفر کی موٹائی 151 ± 6 μm ہے، پچھلا انٹرڈیجیٹیٹڈ دورانیہ تقریباً 480 μm ہے، اور ایمیٹر اور BSF فنگر کی چوڑائی تقریباً 250 μm اور 90 μm ہے۔ روشن پیمائشیں AM1.5G، 100 mW/cm² پر چلائی گئیں۔ ہر درجہ حرارت کے مقام پر، حرارتی استحکام کے بعد، پانچ اسکینوں کی اوسط لی گئی۔ LeTID تناؤ براہ راست تناؤ کے درجہ حرارت پر ناپا گیا، درمیان میں ٹھنڈا کیے بغیر، اور 1، 2، 4، 8 منٹ وغیرہ کے کفایتی وقفوں پر ریکارڈ کیا گیا۔ ہر پیرامیٹر کو اس کی ابتدائی قدر پر معمول بنایا گیا، جو اندرونی انحطاط کی حرکیات کو فوری درجہ حرارت کے گتانک کے اثر سے الگ کرتا ہے۔

مستحکم حالت حرارتی حساسیت

چار پیرامیٹرز کی معمول کے مطابق تھرمل ارتقاء ان کی اپنی 25°C اقدار کے نسبت۔

25°C پر سیل Jsc تقریباً 38.6 mA/cm²، Voc تقریباً 0.743 V، FF تقریباً 79%، اور کارکردگی تقریباً 22.7% دکھاتا ہے۔ 85°C تک گرم کرنے پر، Jsc صرف تقریباً 3% بڑھتا ہے (+0.0203 mA·cm⁻²·K⁻¹، تقریباً +0.05%/K)۔ Voc −1.4 mV/K (تقریباً −0.2%/°C) پر لکیری طور پر گرتا ہے۔ کارکردگی تقریباً 9% گرتی ہے، اور FF بمشکل حرکت کرتا ہے۔

چھوٹا کرنٹ اضافہ بینڈ گیپ تنگ ہونے سے آتا ہے۔ ورشنی تعلق کے تحت جذب کنارہ لمبی طول موجوں کی طرف منتقل ہوتا ہے، لہذا فوٹو جنریشن کو ہلکا سا فروغ ملتا ہے۔ تیز وولٹیج کمی J0(T) کی کفایتی نشوونما سے آتی ہے، جو اندرونی کیریئر ارتکاز اور ری کمبینیشن سرگرمی سے کنٹرول ہوتی ہے۔ Voc ln(Jsc/J0) کے ساتھ اسکیل کرتا ہے، لہذا J0 میں معمولی اضافہ قابل پیمائش نقصان کا سبب بننے کے لیے کافی ہے۔

یہ درجہ حرارت گتانک −1.3 سے −1.6 mV/K کی حد میں ہے جو اعلیٰ معیار کے کرسٹل لائن سلکان آلات میں عام ہے۔ یہ مزاحمتی یا ٹرانسپورٹ محدود سیل کے بجائے ری کمبینیشن محدود سیل کی نشاندہی کرتا ہے۔ معمول کے مطابق ترتیب کے بعد درجہ بندی اتنی ہی واضح ہے: 85°C پر Voc تقریباً 15% گرتا ہے، کارکردگی تقریباً 9%، FF ±1% کے اندر رہتا ہے، اور Jsc دراصل تقریباً 3% بڑھتا ہے۔

LeTID حرکیات

LeTID انحطاط حرکیات۔

مستحکم حالت پیمائش صرف "کتنا گرم" کا جواب دیتی ہے۔ LeTID تناؤ تجربہ "وقت کے ساتھ کیسے بدلتا ہے" کو پُر کرتا ہے۔ 85°C پر، Voc پہلے 10 سے 30 منٹ میں تیزی سے گرتا ہے، پھر آہستہ آہستہ نیم سنترپتی کے قریب پہنچتا ہے۔ کم درجہ حرارت پر کمی بہت نرم ہوتی ہے۔ 960 منٹ کے بعد Voc تقریباً 0.69 V تک گرتا ہے، Jsc پورے عرصے میں ±2% کے اندر رہتا ہے، FF ہلکا سا اتار چڑھاؤ دکھاتا ہے، اور تجرباتی ونڈو کے اندر کوئی تخلیق نو ظاہر نہیں ہوتی۔ چونکہ پیمائشیں تناؤ کے درجہ حرارت پر تھرمل استحکام کے بعد لی گئیں، ابتدائی وولٹیج کمی کو عارضی تھرمل توازن کے بجائے تیز رفتار ڈیفیکٹ اسٹیٹ ایکٹیویشن سے منسوب کیا جانا چاہیے۔ مستحکم Jsc کہتا ہے کہ فوٹو جنریشن اور شارٹ سرکٹ نکالنا متاثر نہیں ہوا، لہذا غالب نقصان جنریشن محدود نہیں ہے۔ مصنفین ایک حد بھی نوٹ کرتے ہیں: کوئی ڈارک اینیل کنٹرول تجربہ نہیں ہے، لہذا خالص تھرمل اثر کا حصہ مکمل طور پر مسترد نہیں کیا جا سکتا۔

ڈارک اسٹیٹ تصدیق

ڈارک برقی رویہ اور رساو چینلز: (a) ڈارک J-V منحنی، (b) تفریقی مزاحمت، (c) نکالا گیا شنٹ اور سیریز مزاحمت، (d) شنٹ کنڈکٹنس کا ارینیئس تجزیہ جو Ea ≈ 1.10 eV دیتا ہے۔

ڈارک I-V اسی مسئلے کو روشن علاقے سے باہر سے دیکھتا ہے۔ فارورڈ کرنٹ درجہ حرارت کے ساتھ واضح طور پر بڑھتا ہے۔ کم بایس سلپ شَنٹ ریزسٹنس میں واضح کمی دکھاتی ہے، جبکہ زیادہ کرنٹ والا علاقہ بہت کم تبدیل ہوتا ہے۔ اس طرح درجہ حرارت سے چلنے والا ریزسٹنس ارتقاء بنیادی طور پر لیکیج ایکٹیویشن کے زیر اثر ہے، نہ کہ سیریز ریزسٹنس کے انحطاط سے۔ آئیڈیالٹی فیکٹر 1.05 سے 1.25 پر برقرار رہتا ہے، جس کا مطلب ہے کہ ڈفیوژن ریکمبینیشن غالب ہے، ممکنہ طور پر زیادہ درجہ حرارت پر SRH کا حصہ بھی شامل ہو۔

شَنٹ کنڈکٹنس کا ایک آرہینیئس تجزیہ ln(1/Rsh) بمقابلہ 1/T کا ایک اچھا لکیری فٹ دیتا ہے (R² = 0.97)، جس میں ایکٹیویشن انرجی 1.10 ± 0.08 eV ہے۔ یہ سلیکون بینڈ گیپ (تقریباً 1.12 eV) کے برابر ہے اور LeTID کی رپورٹ شدہ رینج 0.8 سے 1.2 eV کے اندر آتا ہے۔ بینڈ گیپ پیمانے کی ایکٹیویشن انرجی اکثر گہری سطح کے ڈیفیکٹ کی مدد سے چلنے والی کنڈکشن سے منسلک ہوتی ہے، لیکن اندرونی کیریئر ارتکاز کا حصہ بھی خارج از امکان نہیں ہے۔ اس لیے یہ تھرمل طور پر ایکٹیویٹڈ لیکیج رویے کی حمایت کرتا ہے بغیر کسی مخصوص ڈیفیکٹ کی قسم کی نشاندہی کیے۔

متحدہ فریم ورک اور فیلڈ ایکسٹراپولیشن

ثبوت کی تین سطریں ایک فینومینولوجیکل فریم ورک میں اکٹھی ہوتی ہیں: J0(t, T) = J0,intr(T) + A·Ndef(t, T)۔ اندرونی سنترپتی کرنٹ کے اوپر ایک تھرمل طور پر ایکٹیویٹڈ ڈیفیکٹ حصہ بیٹھتا ہے جو وقت اور درجہ حرارت کے ساتھ ارتقاء پذیر ہوتا ہے۔ یہ پھر Voc = (nkT/q)·ln(Jsc/(J0 + 1)) کے ذریعے وولٹیج نقصان میں تبدیل ہوتا ہے۔ ریکمبینیشن میں اضافہ اور لیکیج ایکٹیویشن اسی اظہار کے اندر متوازی چلتے ہیں۔ اس طرح مستحکم حالت کا درجہ حرارت گتانک، LeTID حرکیات، اور ڈارک لیکیج ارتقاء ایک دوسرے سے جڑے ہوئے ہیں۔ فریم ورک کسی مخصوص ڈیفیکٹ کی شناخت نہیں کرتا۔

بیرونی آپریشن کی طرف ایکسٹراپولیشن: زیادہ شعاع ریزی کے تحت، ماڈیول سیل کا درجہ حرارت اکثر 50 سے 65°C ہوتا ہے۔ −1.4 mV/K استعمال کرتے ہوئے، 25°C کے نسبت 60°C کا مطلب تقریباً 49 mV وولٹیج نقصان ہے، اور درجہ حرارت سے تیز رفتار LeTID اس کے اوپر وقت پر منحصر نقصان کا اضافہ کرتا ہے۔ نتائج صرف ناپے گئے سیل پر لاگو ہوتے ہیں۔ بیک کانٹیکٹ TOPCon اور بیک کانٹیکٹ HJT کے لیے یہ صرف ایک معیاری حوالہ ہیں: انحطاط کی شدت، ایکٹیویشن انرجی، اور تخلیق نو کی حرکیات ہر ایک کے پاسیویٹنگ کانٹیکٹ اسکیم، انٹرفیس کوالٹی، ہائیڈروجن تقسیم، اور تھرمل استحکام پر منحصر ہیں، اور ان کے لیے مخصوص تقابلی مطالعہ ضروری ہے۔ گرم آب و ہوا میں اعلی کارکردگی والے بیک کانٹیکٹ آلات کے لیے، وولٹیج کی مضبوطی اور طویل مدتی توانائی کی پیداوار بالآخر پچھلے پاسیویشن کے استحکام اور ڈیفیکٹ مینجمنٹ پر منحصر ہے۔

Ooitech کا نقطہ نظر

یہاں جو چیز ہمیں متاثر کرتی ہے وہ یہ ہے کہ وہ 49 mV کا بیرونی نقصان کا کتنا حصہ پچھلی طرف موجود ہے، جہاں passivation اور رابطے کا معیار طویل مدتی Voc کو بناتا یا بگاڑتا ہے۔ ماڈیول لائن پر بھی کہانی وہی ہے: آپ IBC سیل کو کیسے کاٹتے، جوڑتے اور laminate کرتے ہیں، یہ طے کرتا ہے کہ آیا وہ پچھلی طرف کی استحکام میدان میں زندہ رہتی ہے۔ IBC اور HPBC ترتیب کے لیے turnkey لائنیں بنانے کے بعد، ہم LeTID مضبوطی کو ایک عمل اور مواد کا مسئلہ سمجھتے ہیں جتنا کہ سیل کا۔ ہمارے YouTube چینل پر فالو کرنے کے قابل ہے www.youtube.com/ooitech اگر آپ دیکھنا چاہتے ہیں کہ back-contact ماڈیول اصل میں کیسے بنائے جاتے ہیں۔