TOPCon کاپر پلیٹنگ ایک اور قدم آگے بڑھاتی ہے: LIF سنٹرنگ کی جگہ لے لیتا ہے، کارکردگی +0.45% abs.، Voc نقصان کی مرمت
مواد کی فہرست
تعارف
پچھلے مطالعے سے ایک نئی پیش رفت تک
کل ہم نے جیانگ نان 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 بلاسٹر رسک — درجہ حرارت کی ونڈو انتہائی تنگ ہے۔ 775°C سے اوپر پچھلی پاسیویشن پرت بلاسٹر ہو جاتی ہے، اور 800°C پر نتیجہ بغیر اینیلنگ کے بھی بدتر ہوتا ہے۔
کیا کوئی بہتر طریقہ ہے؟
2026 میں جیانگ نان یونیورسٹی + جیانگ سو شیانگ ہوان + ڈی آر لیزر کے ذریعہ 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 لیزر کے نقصان کی بھی 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 عمل اور اس کے درد کے نکات
معیاری عمل اور جہاں یہ تکلیف دیتا ہے
معیاری TOPCon Ni/Cu پلیٹنگ کا عمل:
لیزر گروونگ → نقصان کی مرمت کے لیے اعلی درجہ حرارت اینیلنگ → HF صفائی → Ni پلیٹنگ → کم درجہ حرارت سنٹرنگ → Cu پلیٹنگ
دو اہم مسائل:
لیزر گروونگ سلکان کو نقصان پہنچاتی ہے: جیسا کہ پچھلے مضمون میں بتایا گیا، 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: بھٹی پورے سیل کو گرم کرتی ہے، کنارے تیزی سے گرمی کھو دیتے ہیں جبکہ مرکز زیادہ گرم رہتا ہے، جس کی وجہ سے کناروں پر رابطہ مزاحمت زیادہ اور مرکز میں کم ہوتی ہے — غیر یکساں کرنٹ جمع FF کو متاثر کرتا ہے۔
اس نئے مقالے کی بنیادی پیش رفت: پلیٹنگ کے عمل میں LIF کو شامل کرنا ایک تیر سے دو نشانے لگاتا 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؟
بھٹی حرارت بمقابلہ پوائنٹ ٹو پوائنٹ ویلڈنگ
روایتی کم درجہ حرارت سنٹرنگ: پورے سیل کو بھٹی میں رکھ کر 200–400°C پر پکایا جاتا ہے۔ مسئلہ یہ ہے کہ حرارت غیر یکساں ہوتی ہے — کنارے تیزی سے ٹھنڈے ہوتے ہیں، مرکز زیادہ گرم رہتا ہے، اور رابطہ مزاحمت پورے 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 اکسائٹ کرتا ہے، ریورس بائیس انہیں سمت میں چلاتا ہے، دھات اور سلکان کے انٹرفیس پر درست مقامی جول حرارت پیدا کرتا ہے.
ایک جملے میں فرق: روایتی سنٹرنگ "پورے سیل کو پکانا" ہے، LIF "پوائنٹ ٹو پوائنٹ ویلڈنگ" ہے۔ LIF صرف گرڈ لائنوں کے نیچے رابطہ علاقے کو گرم کرتا ہے، باقی سب کچھ تھرمل طور پر اچھوتا چھوڑ دیتا ہے۔
3. LIF کاپر پلیٹڈ سیلز پر کتنا مؤثر ہے؟
14V پر بہترین نقطہ تلاش کرنا
مقالہ پہلے ایک بنیادی تجربہ چلاتا ہے: مختلف ریورس بائیس وولٹیجز پر LIF کا اطلاق ان سیلز پر جو پہلے ہی Ni/Cu پلیٹنگ مکمل کر چکے ہیں۔
| LIF ریورس وولٹیج | کارکردگی | Voc | FF | Rs |
|---|---|---|---|---|
| کوئی LIF نہیں (بنیادی) | 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 تبدیل نہیں ہوا |
بہترین پیرامیٹرز: 14V ریورس بائیس، کارکردگی میں اضافہ +0.401% abs.، FF میں اضافہ 1.22%، Rs میں کمی 23%۔
زیادہ وولٹیج کیوں چیزوں کو خراب کر دیتی ہے؟
یہ مقالہ Suns-Voc کا استعمال کرتے ہوئے تاریک سنترپتی کرنٹ کثافت J01 اور J02 کی پیمائش کرتا ہے:
J01 (pn جنکشن ری کمبینیشن کی نمائندگی کرتا ہے): وولٹیج کے ساتھ بہت کم تبدیلی
J02 (دھات – سلکان انٹرفیس ری کمبینیشن کی نمائندگی کرتا ہے): 14V پر سب سے کم، 16–18V پر بہت زیادہ بڑھ جاتا ہے
ترجمہ: بہت زیادہ وولٹیج کا مطلب ہے ضرورت سے زیادہ جول حرارت، اور انٹرفیس "جل کر مر جاتا ہے"۔ بہترین نقطہ 14V کے آس پاس ہے۔
4. LIF لیزر کے نقصان کی مرمت کیوں کر سکتا ہے؟
رامان سپیکٹروسکوپی راز کو ظاہر کرتی ہے
مقالے نے ایک اہم تجربہ کیا: چڑھائی گئی دھات کو اتار کر اور رامان سپیکٹروسکوپی کا استعمال کرتے ہوئے گرڈ لائنوں کے نیچے سلکان کی کرسٹلینٹی کی پیمائش کی۔
| حالت | کرسٹلینٹی |
|---|---|
| LIF کے بغیر (صرف اعلی درجہ حرارت اینیلنگ کی مرمت) | ~95% |
| LIF 8–14V | +0.76% ~ 1.84% |
| LIF 16–18V | کم ہو جاتی ہے |
اعلی درجہ حرارت اینیلنگ کے علاوہ، LIF کرسٹلینٹی کو مزید بڑھاتا ہے۔
میکانزم: LIF ایک مقامی فوری اعلی درجہ حرارت پیدا کرتا ہے (روایتی اینیلنگ درجہ حرارت سے کہیں زیادہ) جو بے ساختہ سلکان 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 چھوڑ دیتا ہے.
یہ پچھلے مضمون کی باقی رہ جانے والی تشویش کو دور کرتا ہے — ہائی-ٹی اینیلنگ کے لیے درجہ حرارت کی کھڑکی تنگ ہے، اور 775°C سے اوپر پچھلی پاسیویشن پر بلبلے بنتے ہیں۔ LIF مقامی حرارت ہے؛ پچھلا حصہ متاثر نہیں ہوتا، لہٰذا درجہ حرارت زیادہ جا سکتا ہے اور مرمت کا اثر بہتر ہوتا ہے۔
5. LIF کب استعمال کیا جائے؟ 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 ڈالا جائے؟
مضمون 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 رکھے جانے 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 کا رابطہ زیادہ اچھی طرح 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?
مضمون نے ایک تجربہ ڈیزائن کیا (گروپ D): Ni پلیٹنگ → LIF (8V) → براہ راست Cu پلیٹنگ، کم درجہ حرارت سنٹرنگ کے مرحلے کو چھوڑ کر۔
نتائج:
| گروپ | عمل | کارکردگی | رابطہ مزاحمت کی یکسانیت (کنارے–مرکز کا فرق) |
|---|---|---|---|
| O | روایتی سنٹرنگ، بغیر LIF | بنیادی لائن | 3.53Ω |
| A | Ni+LIF+سنٹرنگ+Cu | 24.689% | 2.05Ω |
| B | Ni+Sintering+LIF+Cu | 24.663% | 1.46Ω |
| C | Ni+Sintering+Cu+LIF | 24.69% | 1.54Ω |
| D | Ni+LIF+Cu (سینٹرنگ کے بغیر) | 24.74% | 0.45Ω |
گروپ D کی کنٹیکٹ ریزسٹنس یکسانیت ہر اس گروپ کو شکست دیتی ہے جس میں روایتی سینٹرنگ شامل ہے۔
کیوں؟
روایتی سینٹرنگ فرنسز غیر یکساں طور پر گرم کرتی ہیں — کنارے تیزی سے حرارت خارج کرتے ہیں، مرکز زیادہ گرم ہوتا ہے — جس کی وجہ سے کناروں پر کنٹیکٹ ریزسٹنس زیادہ اور مرکز میں کم ہوتی ہے۔ LIF ایک پوائنٹ اسکین ہے؛ ہر پوائنٹ کو بالکل یکساں توانائی ملتی ہے، فطری طور پر یکساں.
LIF وولٹیج کو مزید بہتر بنا کر 6Vپر، گروپ D کی کارکردگی تک پہنچ جاتی ہے 24.74%، جس میں Voc تک پہنچتا ہے 696.72mV — کارکردگی میں +0.45% abs. زیادہ اور Voc میں +0.86mV زیادہ روایتی سینٹرنگ + بغیر LIF کے 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 کا 750°C اینیلنگ ایک تنگ درجہ حرارت کی ونڈو اور پچھلی طرف چھالے پڑنے کا خطرہ رکھتا تھا۔ LIF مقامی طور پر گرم کرتا ہے، پچھلا حصہ محفوظ رہتا ہے، اور مرمت زیادہ مؤثر ہے۔
2. ایک پروسیس مرحلہ بچ جاتا ہے، لیکن آلات کی سرمایہ کاری کا وزن کرنا ہوگا۔ روایتی بہاؤ: Ni پلیٹنگ → کم درجہ حرارت سینٹرنگ → Cu پلیٹنگ۔ LIF طریقہ: Ni پلیٹنگ → LIF → Cu پلیٹنگ۔ سینٹرنگ فرنس اور پروسیس 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 کی یکسانیت ایک پوشیدہ بونس ہے۔ روایتی سینٹرنگ میں کنارے سے مرکز تک کنٹیکٹ ریزسٹنس کا فرق 3.53Ω ہے؛ LIF طریقہ اسے 0.45Ω تک کم کر دیتا ہے۔ بہتر یکسانیت کا مطلب ہے زیادہ یکساں کرنٹ کلیکشن، 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: sintering فرنس کو تبدیل کرتے ہوئے، آپ ایک لیزر + پاور سپلائی + کنٹرول سسٹم شامل کرتے ہیں۔ آلات فروش کی قیمتوں کا تعین معاشیات کو طے کرتا ہے۔
لائن انٹیگریشن کی پیچیدگی: LIF کو پلیٹنگ لائن کے ساتھ بغیر کسی رکاوٹ کے جوڑنا ضروری ہے، اور سائیکل ٹائم میچنگ (پیپر 20 m/s اسکین اسپیڈ استعمال کرتا ہے) کو توثیق کی ضرورت ہے۔
GW-سکیل مستقل مزاجی: پیپر لیب/پائلٹ سطح پر ہے؛ بڑے پیمانے پر پیداوار میں پیداوار کا استحکام ابھی بھی 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 ضروری | نہیں | ہاں |
| لیزر نقصان کا مسئلہ | کوئی نہیں | ہاں، لیکن LIF نقصان کی مرمت کر سکتا ہے اور بیک وقت رابطے کو بہتر بنا سکتا ہے |
| میٹلائزیشن کا عمل | Cu/Ni/Sn پلیٹنگ | Ni/Cu پلیٹنگ + LIF |
| بڑے پیمانے پر پیداوار کی حیثیت | پہلے سے بڑے پیمانے پر پیداوار میں | لیب / پائلٹ |
Aiko کا BC ڈھانچہ قدرتی طور پر لیزر گروونگ کے نقصان سے بچتا ہے۔ TOPCon اس سے بچ نہیں سکتا، لیکن LIF ایک "گڑھا بھرنے + بہتر بنانے" کا مشترکہ حل پیش کرتا ہے — نہ صرف نقصان کی مرمت، بلکہ ایک عمل کے مرحلے کو بچانا اور یکسانیت کو بہتر بنانا۔
9. خلاصہ
معاملات کہاں کھڑے ہیں
جیانگ نان یونیورسٹی کا یہ نیا پیپر ایک چیز ثابت کرتا ہے: TOPCon کاپر پلیٹنگ 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 یہ کم درجہ حرارت سنٹرنگ کی یکسانیت کے مسئلے کو بھی حل کرتا ہے۔
+0.45% abs. کی کارکردگی میں اضافہ، Voc میں 0.86mV کا اضافہ، اور رابطہ مزاحمت کی یکسانیت میں بڑی بہتری — یہ تین نمبر 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 پلیٹنگ کی بڑے پیمانے پر پیداوار کے لیے "آخری دھکا" ہے، یا صرف "لیب سائیڈ آئسنگ آن دی کیک"؟
حوالہ جاتی معلومات:
عنوان: لیزر سے متاثرہ فائرنگ کا Ni/Cu پلیٹنگ کے ساتھ انضمام TOPCon سولر سیل میٹلائزیشن کے لیے
مصنفین: Jingyun Zhang, Xi Xi, Jianbo Shao et al. (Jiangnan University + Jiangsu Xianghuan Technology + DR Laser)
جریدہ: Solar Energy Materials and Solar Cells
سال: 2026
DOI: 10.1016/j.solmat.2026.114198
