TOPCon کاپر پلیٹنگ ایک اور قدم آگے بڑھاتی ہے: LIF سنٹرنگ کی جگہ لے لیتا ہے، کارکردگی +0.45% abs.، Voc نقصان کی مرمت
تعارف
پچھلے مطالعے سے ایک نئی پیش رفت تک
کل ہم نے جیانگنان یونیورسٹی کے TOPCon کاپر پلیٹنگ پر ایک مقالے پر بحث کی: لیزر گروونگ سلیکون کو نقصان پہنچاتی ہے، کرسٹلینٹی 30 فیصد پوائنٹس گر جاتی ہے، اور اسے ٹھیک کرنے کے لیے اینیلنگ کی ضرورت ہوتی ہے۔ اس مقالے نے یہ نتیجہ اخذ کیا کہ 750°C اینیلنگ + HF صفائی کارکردگی کو 23.41% سے واپس 24.85% تک بحال کر سکتی ہے۔
لیکن پروڈکشن لائن پر کوئی بھی جانتا ہے کہ 750°C اینیلنگ خود ایک ہائیڈروجن انڈیوسڈ بلسٹر رسک رکھتی ہے — درجہ حرارت کی ونڈو بہت تنگ ہے۔ 775°C سے اوپر پچھلی پاسیویشن پرت میں بلسٹر بنتے ہیں، اور 800°C پر نتیجہ بغیر اینیلنگ سے بھی بدتر ہوتا ہے۔
کیا کوئی بہتر طریقہ ہے؟
2026 میں جیانگنان یونیورسٹی + جیانگ سو شیانگہوان + ڈی آر لیزر کی طرف سے شائع کردہ دوسرا مقالہ ایک نیا جواب پیش کرتا ہے: روایتی کم درجہ حرارت والی سنٹرنگ کو تبدیل کرنے کے لیے LIF (لیزر انڈیوسڈ فائرنگ) کا استعمال کریں، جبکہ بیک وقت لیزر کے نقصان کی مرمت کریں۔
نتائج: کارکردگی میں بہتری +0.45% abs.، Voc میں اضافہ 0.86mV، اور — کانٹیکٹ ریزسٹنس یونیفارمٹی میں ایک بڑی بہتری۔
1. ایک فوری جائزہ: TOPCon کاپر پلیٹنگ کا بہاؤ اور اس کے درد کے نکات
معیاری عمل اور جہاں یہ تکلیف دیتا ہے
معیاری TOPCon Ni/Cu پلیٹنگ کا بہاؤ:
لیزر گروونگ → نقصان کی مرمت کے لیے اعلی درجہ حرارت اینیلنگ → HF صفائی → Ni پلیٹنگ → کم درجہ حرارت سنٹرنگ → Cu پلیٹنگ
دو درد کے نکات:
لیزر گروونگ سلیکون کو نقصان پہنچاتی ہے: جیسا کہ پچھلے مضمون میں بحث کی گئی، کرسٹلینٹی 99.3% سے 69.8% تک گر جاتی ہے، جس کی مرمت کے لیے اعلی درجہ حرارت اینیلنگ کی ضرورت ہوتی ہے۔
روایتی کم درجہ حرارت سنٹرنگ غیر یکساں ہے: فرنس پورے سیل کو گرم کرتی ہے، کنارے تیزی سے گرمی کھو دیتے ہیں جبکہ مرکز زیادہ گرم رہتا ہے، جس کی وجہ سے کانٹیکٹ ریزسٹنس کناروں پر زیادہ اور مرکز میں کم ہوتی ہے — غیر یکساں کرنٹ کلیکشن FF کو نقصان پہنچاتا ہے۔
اس نئے مقالے کی بنیادی پیش رفت: پلیٹنگ کے بہاؤ میں LIF داخل کرنا ایک پتھر سے دو پرندے مارتا ہے — یہ غیر یکساں کم درجہ حرارت سنٹرنگ کی جگہ لے لیتا ہے اور لیزر کے نقصان کی مرمت میں مدد کرتا ہے۔
2. LIF کیا ہے، اور یہ روایتی سنٹرنگ سے کیسے مختلف ہے؟
فرنس ہیٹنگ بمقابلہ پوائنٹ ٹو پوائنٹ ویلڈنگ
روایتی کم درجہ حرارت سنٹرنگ: پورے سیل کو فرنس میں رکھ کر 200–400°C پر بیک کریں۔ مسئلہ غیر یکساں حرارت ہے — کنارے تیزی سے ٹھنڈے ہوتے ہیں، مرکز زیادہ گرم ہوتا ہے، اور کانٹیکٹ ریزسٹنس سیل میں نمایاں طور پر مختلف ہوتی ہے۔
LIF (لیزر انڈیوسڈ فائرنگ): ایک 1064nm انفراریڈ لیزر سیل کے سامنے والے حصے کو تیزی سے اسکین کرتا ہے جبکہ ایک ریورس بائیس (2–18V) لگایا جاتا ہے۔ لیزر فوٹوجنریٹڈ کیریئرز کو ایکسائٹ کرتا ہے، ریورس بائیس انہیں دشاتمک طور پر چلاتا ہے، دھات – سلیکون انٹرفیس پر عین مقامی جول ہیٹنگ پیدا کرتا ہے.
ایک جملے کا فرق: روایتی سنٹرنگ "پورے سیل کو بیک کرنا" ہے، LIF "پوائنٹ ٹو پوائنٹ ویلڈنگ" ہے۔ LIF صرف گرڈ لائنوں کے نیچے کانٹیکٹ ایریا کو گرم کرتا ہے، باقی سب کچھ تھرمل طور پر اچھوتا چھوڑ دیتا ہے۔
3. LIF کاپر پلیٹڈ سیلز پر کتنا اچھا کام کرتا ہے؟
14V پر سویٹ اسپاٹ تلاش کرنا
مقالہ پہلے ایک بیس لائن تجربہ چلاتا ہے: ان سیلز پر مختلف ریورس بائیس وولٹیجز پر LIF لگائیں جنہوں نے پہلے ہی Ni/Cu پلیٹنگ مکمل کر لی ہے۔
| LIF ریورس وولٹیج | کارکردگی | Voc | FF | Rs |
|---|---|---|---|---|
| کوئی LIF نہیں (بیس لائن) | 24.29% | 696.27mV | 81.74% | 1.51mΩ |
| 8V | بہتر ہو رہا ہے | — | — | — |
| 14V | 24.69% | +0.32mV | +1.22% | 1.16mΩ |
| 16–18V | گرتا ہے | گرتا ہے | تیزی سے گرتا ہے | بنیادی طور پر کوئی تبدیلی نہیں |
بہترین پیرامیٹرز: 14V ریورس بائیس، کارکردگی میں اضافہ +0.401% abs.، FF میں اضافہ 1.22%، Rs میں کمی 23%۔
زیادہ وولٹیج چیزیں کیوں خراب کرتا ہے؟
مقالہ سنز-Voc کا استعمال کرتے ہوئے ڈارک سیچوریشن کرنٹ ڈینسٹیز J01 اور J02 کی پیمائش کرتا ہے:
J01 (pn-جنکشن ری کمبینیشن کی نمائندگی کرتا ہے): وولٹیج کے ساتھ بہت کم تبدیلی
J02 (دھات – سلیکون انٹرفیس ری کمبینیشن کی نمائندگی کرتا ہے): 14V پر سب سے کم، 16–18V پر بہت زیادہ
ترجمہ: بہت زیادہ وولٹیج کا مطلب ضرورت سے زیادہ جول ہیٹنگ ہے، اور انٹرفیس "ویلڈڈ ٹو ڈیتھ" ہو جاتا ہے۔ ونڈو تقریباً 14V کے ارد گرد ہے۔
4. LIF لیزر کے نقصان کی مرمت کیوں کر سکتا ہے؟
رامان سپیکٹروسکوپی راز ظاہر کرتی ہے
مقالے نے ایک اہم تجربہ کیا: پلیٹڈ میٹل کو اتار کر رامان سپیکٹروسکوپی سے گرڈ لائنوں کے نیچے سلیکون کی کرسٹلینٹی کی پیمائش کی۔
| شرط | کرسٹلینٹی |
|---|---|
| کوئی LIF نہیں (صرف ہائی-ٹی اینیلنگ ریپیئر) | ~95% |
| LIF 8–14V | +0.76% ~ 1.84% |
| LIF 16–18V | کم کرتا ہے |
ہائی-ٹمپریچر اینیلنگ کے اوپر، LIF کرسٹلینٹی کو مزید بڑھاتا ہے۔
میکانزم: LIF ایک مقامی فوری طور پر زیادہ درجہ حرارت پیدا کرتا ہے (روایتی اینیلنگ درجہ حرارت سے کہیں زیادہ) جو امورفس سلیکون کو زیادہ مکمل طور پر دوبارہ کرسٹلائز کرنے دیتا ہے، اور یہ صرف گرڈ لائنوں کے نیچے والے علاقوں کو گرم کرتا ہے، پچھلی پاسیویشن پرت کو اچھوتا چھوڑتا ہے.
یہ پچھلے مضمون کے باقی رہ جانے والے خدشے کو حل کرتا ہے — ہائی-ٹی اینیلنگ کا درجہ حرارت کا دائرہ تنگ ہے، اور 775°C سے اوپر پچھلی پاسیویشن بلبلا بناتی ہے۔ LIF مقامی حرارت ہے؛ پچھلا حصہ متاثر نہیں ہوتا، لہذا درجہ حرارت زیادہ جا سکتا ہے اور ریپیئر اثر بہتر ہے۔
5. LIF کب لگانا چاہیے؟ وقت اہم ہے
تین امیدوار اور ایک واضح فاتح
پلیٹنگ کے عمل میں تین مراحل ہیں: Ni پلیٹنگ → کم درجہ حرارت سنٹرنگ → Cu پلیٹنگ۔ LIF کہاں ڈالنا چاہیے؟
یہ مقالہ تین اوقات کا موازنہ کرتا ہے:
| گروپ | LIF کا وقت | بہترین وولٹیج | بہترین کارکردگی | کرسٹلینٹی |
|---|---|---|---|---|
| A | Ni کے بعد، سنٹرنگ سے پہلے | 8V | 24.689% | ~95.6% |
| B | سنٹرنگ کے بعد، Cu سے پہلے | 8V | 24.663% | ~96.45% |
| C | Cu کے بعد | 14V | 24.69% | سب سے زیادہ |
نتیجہ: LIF سب سے آخر میں رکھنے پر بہترین کام کرتا ہے — Cu پلیٹنگ مکمل ہونے کے بعد.
کیوں؟
Cu پلیٹنگ کے بعد، الیکٹروڈ مزاحمت ڈرامائی طور پر کم ہو جاتی ہے۔ جب LIF وولٹیج لگاتا ہے، کرنٹ کی تقسیم زیادہ یکساں ہوتی ہے، جول حرارت زیادہ یکساں ہوتی ہے، اور انٹرفیس رابطہ زیادہ اچھی طرح سے بہتر ہوتا ہے۔
اگر LIF صرف Ni پرت پر لگایا جائے (Cu پلیٹنگ سے پہلے)، مزاحمت زیادہ ہوتی ہے؛ اسی وولٹیج سے ضرورت سے زیادہ جول حرارت پیدا ہوتی ہے، جو آسانی سے "انٹرفیس کو موت کے گھاٹ اتار سکتی ہے"۔
6. ایک بڑی دریافت: LIF کم درجہ حرارت سنٹرنگ کو مکمل طور پر بدل سکتا ہے
بھٹی کو مکمل طور پر چھوڑنا
اگر LIF Ni–Si رابطے کو بہتر بنا سکتا ہے، تو کیا ہم روایتی کم درجہ حرارت سنٹرنگ کے مرحلے کو مکمل طور پر چھوڑ سکتے ہیں?
مقالے نے ایک تجربہ ڈیزائن کیا (گروپ D): Ni پلیٹنگ → LIF (8V) → براہ راست Cu پلیٹنگ، کم درجہ حرارت سنٹرنگ کے مرحلے کو چھوڑتے ہوئے۔
نتائج:
| گروپ | عمل | کارکردگی | رابطہ مزاحمت یکسانیت (کنارے–مرکز فرق) |
|---|---|---|---|
| O | روایتی سنٹرنگ، بغیر LIF | بیس لائن | 3.53Ω |
| A | Ni+LIF+سنٹرنگ+Cu | 24.689% | 2.05Ω |
| B | Ni+سنٹرنگ+LIF+Cu | 24.663% | 1.46Ω |
| C | Ni+سنٹرنگ+Cu+LIF | 24.69% | 1.54Ω |
| D | Ni+LIF+Cu (بغیر سنٹرنگ) | 24.74% | 0.45Ω |
گروپ D کی رابطہ مزاحمت یکسانیت ہر اس گروپ کو شکست دیتی ہے جس میں روایتی سنٹرنگ شامل ہے۔
کیوں؟
روایتی سنٹرنگ بھٹیاں غیر یکساں طور پر گرم کرتی ہیں — کنارے تیزی سے گرمی کھوتے ہیں، مرکز زیادہ گرم ہوتا ہے — جس کی وجہ سے کناروں پر رابطہ مزاحمت زیادہ اور مرکز میں کم ہوتی ہے۔ LIF ایک پوائنٹ اسکین ہے؛ ہر پوائنٹ کو بالکل یکساں توانائی ملتی ہے، فطرتاً یکساں.
LIF وولٹیج کو مزید بہتر بنا کر 6V، گروپ D کی کارکردگی تک پہنچتی ہے 24.74%، Voc تک پہنچتا ہے 696.72mV — کارکردگی میں +0.45% abs. زیادہ اور Voc میں +0.86mV زیادہ روایتی سنٹرنگ + بغیر LIF بیس لائن سے۔
7. پروڈکشن لائن کے مضمرات: کیا کاپر پلیٹنگ کے لیے بڑے پیمانے پر پیداوار کی حد کم ہو گئی ہے؟
تین ٹھوس پیشرفت
یہ مقالہ کئی ٹھوس پیشرفت پیش کرتا ہے:
1. Voc کے نقصان کی مرمت کی جا سکتی ہے، اور بہتر طریقے سے۔ پچھلے مضمون کی 750°C اینیلنگ کا درجہ حرارت کا دائرہ تنگ تھا اور پچھلی طرف بلبلے بننے کا خطرہ تھا۔ LIF مقامی طور پر گرم کرتا ہے، پچھلا حصہ محفوظ رہتا ہے، اور مرمت زیادہ مؤثر ہے۔
2. ایک عمل کا مرحلہ بچ جاتا ہے، لیکن آلات کی سرمایہ کاری کا وزن کرنا ہوگا۔ روایتی بہاؤ: Ni پلیٹنگ → کم-ٹی سنٹرنگ → Cu پلیٹنگ۔ LIF طریقہ: Ni پلیٹنگ → LIF → Cu پلیٹنگ۔ سنٹرنگ بھٹی اور عمل کا وقت بچاتا ہے، لیکن LIF کا سامان خود زیادہ مہنگا ہے، اور پلیٹنگ لائن کے ساتھ انضمام زیادہ پیچیدہ ہے۔ اصل ROI کا انحصار آلات کی قیمتوں پر ہے۔
3. رابطہ مزاحمت یکسانیت پوشیدہ بونس ہے۔ روایتی سنٹرنگ میں کنارے سے مرکز تک رابطہ مزاحمت کا فرق 3.53Ω ہے؛ LIF طریقہ اسے 0.45Ω تک کم کر دیتا ہے۔ بہتر یکسانیت کا مطلب ہے زیادہ یکساں کرنٹ جمع، زیادہ FF، اور ماڈیول کی سطح پر ہاٹ اسپاٹ کا کم خطرہ۔
لیکن بڑے پیمانے پر پیداوار کی رکاوٹیں باقی ہیں:
LIF آلات کی سرمایہ کاری: سنٹرنگ بھٹی کو تبدیل کرتے ہوئے، آپ ایک لیزر + پاور سپلائی + کنٹرول سسٹم شامل کرتے ہیں۔ آلات فروش کی قیمتوں کا تعین معاشیات کا فیصلہ کرتا ہے۔
لائن انضمام کی پیچیدگی: LIF کو پلیٹنگ لائن کے ساتھ بغیر کسی رکاوٹ کے جڑنا چاہیے، اور سائیکل ٹائم مماثلت (مقالہ 20 m/s اسکین رفتار استعمال کرتا ہے) کی توثیق کی ضرورت ہے۔
GW-پیمانے پر مستقل مزاجی: مقالہ لیب/پائلٹ سطح پر ہے؛ بڑے پیمانے پر پیداوار میں پیداوار کے استحکام کے لیے ابھی معاون ڈیٹا کی ضرورت ہے۔
8. Aiko ABC کے ساتھ موازنہ
دو راستے، دو کہانیاں
| آئٹم | Aiko ABC | TOPCon + LIF کاپر پلیٹنگ |
|---|---|---|
| سیل ڈھانچہ | مکمل بیک کنٹیکٹ | سامنے + پیچھے |
| لیزر گروونگ درکار | نہیں | ہاں |
| لیزر نقصان کا مسئلہ | کوئی نہیں | ہاں، لیکن LIF بیک وقت نقصان کی مرمت اور رابطے کو بہتر بنا سکتا ہے |
| دھات کاری کا عمل | Cu/Ni/Sn چڑھانا | Ni/Cu چڑھانا + LIF |
| بڑے پیمانے پر پیداوار کی حیثیت | پہلے سے بڑے پیمانے پر پیداوار میں | لیب / پائلٹ |
Aiko کا BC فن تعمیر قدرتی طور پر لیزر گروونگ کے نقصان سے بچتا ہے۔ TOPCon اس سے بچ نہیں سکتا، لیکن LIF ایک "گڑھے کو بھرنے + بہتر بنانے" کا مشترکہ حل پیش کرتا ہے — نہ صرف نقصان کی مرمت کرتا ہے، بلکہ ایک عمل کے مرحلے کو بچاتا ہے اور یکسانیت کو بہتر بناتا ہے۔
9. خلاصہ
معاملات کہاں کھڑے ہیں
جیانگ نان یونیورسٹی کا یہ نیا مقالہ ایک چیز ثابت کرتا ہے: TOPCon کاپر چڑھانے میں لیزر کا نقصان نہ صرف مرمت کیا جا سکتا ہے، بلکہ LIF اسے روایتی اینیلنگ سے بہتر طریقے سے مرمت کرتا ہے — اور اس کے ساتھ ساتھ کم درجہ حرارت سنٹرنگ کی یکسانیت کے مسئلے کو بھی حل کرتا ہے۔
کارکردگی میں +0.45% مطلق اضافہ، Voc میں 0.86mV کا اضافہ، اور رابطہ مزاحمت کی یکسانیت میں بڑی بہتری — یہ تین اعداد کسی بھی پروڈکشن لائن پر سنجیدہ تشخیص کے قابل ہیں۔
بڑے پیمانے پر پیداوار کی حد اب بھی موجود ہے، لیکن تکنیکی روڈ میپ واضح ہوتا جا رہا ہے۔
بحث کا موضوع: کیا LIF کم درجہ حرارت سنٹرنگ کی جگہ لے کر TOPCon کاپر چڑھانے کی بڑے پیمانے پر پیداوار کے لیے "آخری دھکا" ہے، یا صرف "لیب سائیڈ پر آئسنگ آن دی کیک"؟
حوالہ جاتی معلومات:
عنوان: TOPCon سولر سیل دھات کاری کے لیے لیزر سے متاثر فائرنگ کا Ni/Cu چڑھانے کے ساتھ انضمام
مصنفین: Jingyun Zhang, Xi Xi, Jianbo Shao et al. (جیانگ نان یونیورسٹی + جیانگ سو شیانگ ہوان ٹیکنالوجی + DR Laser)
جریدہ: Solar Energy Materials and Solar Cells
سال: 2026
DOI: 10.1016/j.solmat.2026.114198
