TOPCon فرنٹ-فلم SiNx نے بڑی کامیابی حاصل کی: 3-4W زیادہ ماڈیول پاور

مختصر جواب: TOPCon سیل پر فرنٹ فلم سلکان نائٹرائیڈ کی موٹائی ماپنے کے قابل ماڈیول پاور کے قابل ثابت ہوتی ہے۔ مختلف فرنٹ فلم ریسیپیوں والے سیلوں کے دو گروپوں کے درمیان لائن موازنہ نے ماڈیول آؤٹ پٹ میں 3 W سے 4 W کا فرق پیدا کیا، بہتر ریسیپی نے تقریباً 2.8 W حاصل کیا۔ SiNx اینٹی ریفلیکٹو کوٹنگ اور ہائیڈروجن پیسیویشن کے ذریعہ دونوں کے طور پر کام کرتا ہے، اور یہ دو کام بہترین موٹائی کو مختلف سمتوں میں کھینچتے ہیں: بہت پتلی اور ریفلیکٹنس بڑھ جاتی ہے، بہت موٹی اور فلم کا آپٹیکل اور پیسیویشن رویہ بدل جاتا ہے۔ زیر بحث ریسیپیاں 15 nm سے 45 nm کی حد میں تھیں، جن میں 20 nm اور 30 nm کے درمیان کئی تہیں تھیں۔ چونکہ تہہ کسی بھی طرح اسی PECVD مرحلے میں جمع ہوتی ہے، اس لیے یہ فائدہ آلات میں کچھ خرچ نہیں کرتا — یہ ایک ریسیپی تبدیلی ہے، اسی لیے فرنٹ فلم کی اصلاح TOPCon لائن پر باقی سب سے سستے کارکردگی کے لیورز میں سے ایک ہے۔

PV ماڈیول مینوفیکچرنگ · از جیری، Ooitech

پروڈکٹ تعارف

آپ نے لائن پر موازنہ چلایا۔ دو گروپس کے TOPCon سیلز، مختلف فرنٹ فلم ریسیپی۔

• گریڈینٹ فلم گروپ: SiNx/SiOxNy/SiOx گریڈینٹ اسٹیک (کم ریفریکٹیو انڈیکس SiOx/SiOxNy تہوں کے ساتھ)

• خالص SiNx گروپ: خالص ملٹی لیئر SiNx

نتیجہ الٹا آیا۔

• سیل کی سطح: گریڈینٹ گروپ خالص SiNx گروپ سے کارکردگی میں 0.05%-0.1% زیادہ تھا۔ سیل پر، گریڈینٹ فلم واضح طور پر بہتر لگ رہی تھی۔

• ماڈیول کی سطح: 66 سیل 210×210 ماڈیولز میں لیمینیشن کے بعد، خالص SiNx گروپ دراصل 3-4W زیادہ پاور میں تھا (لائن پر ماپا گیا)۔

"کم سیل کارکردگی والے گروپ کی ماڈیول پاور زیادہ نکلی۔" کوالٹی بار بار پوچھتی رہی کیوں، اور آپ صرف "پیکیجنگ گین" کا جواب نہیں دے سکتے۔

یہ تحریر ایک مضبوط پیپر استعمال کرتی ہے تاکہ اس غیر متوقع آپٹیکل ریاضی کو حل کیا جا سکے۔

تکنیکی پیرامیٹرز

سیل کارکردگی ≠ ماڈیول پاور۔ لیمینیشن درمیان میں ہے۔

ایک بات ذہن میں رکھیں: سیل کارکردگی اور ماڈیول پاور سادہ ضرب نہیں ہیں۔

66 سیل 210×210 TOPCon ماڈیول کو 25.7%-گریڈ سیلز کے ساتھ بنیاد کے طور پر استعمال کرتے ہوئے، لائن ڈیٹا ظاہر کرتا ہے کہ 0.1% سیل کارکردگی کا فرق تقریباً 2.8W ماڈیول پاور کے برابر ہے۔ اس گتانک کے مطابق:

سمت مکمل طور پر پلٹ گئی۔ سیل کی سطح کا فائدہ لیمینیشن میں ختم ہو گیا۔

ماڈیول پاور سیل کی کارکردگی کو براہ راست ضرب نہیں ہے۔ گلاس، encapsulant اور backsheet آپٹیکل کپلنگ گین (مثبت) لاتا ہے لیکن کرنٹ مماثلت اور تقسیم نقصان (منفی) بھی۔ خالص پیمائش شدہ پاور ہے۔ مختلف اینٹی ریفلیکشن ریسیپی لیمینیشن کے بعد بہت مختلف خالص نتائج پیدا کرتی ہیں، اور یہی "سیل پر ہارو، ماڈیول پر جیتو" کی جڑ ہے۔"

یہ میکانزم پہلے ہی Zhang et al. 2019 (Energies, DOI:10.3390/en12061168) نے PERC پلیٹ فارمپر طے کر دیا تھا، جس کی تائید SunSolve سمولیشن اور ماڈیول پیمائش سے ہوتی ہے۔

تکنیکی فوائد

ایک PERC پیپر الٹاؤ کو واضح طور پر بیان کرتا ہے

Zhang 2019 نے مونو PERC پر فرنٹ تھری لیئر اینٹی ریفلیکشن کوٹنگ کا مطالعہ کیا۔ پہلی دو تہیں مقررہ SiNx (20nm/45nm) رہیں۔ صرف تیسری تہہ بدلی۔

• پلان A: تیسری تہہ 15nm SiNx (ریفریکٹیو انڈیکس 1.99)

• پلان B3: تیسری تہہ 30nm SiOx (ریفریکٹیو انڈیکس 1.46)

SunSolve آپٹیکل سمولیشن (پائرامڈ ٹیکسچر شامل) استعمال کرتے ہوئے، انہوں نے وزنی اوسط ریفلیکٹنس WAR (300-1100nm) کا حساب لگایا:

سیل کی سطح پر، B3 A سے کم ریفلیکٹ کرتا ہے، ماپا گیا Isc 62mA زیادہ، کارکردگی 21.50% بمقابلہ 21.35% (+0.15% abs). کم انڈیکس SiOx تہہ والی فلم سیل پر جیت جاتی ہے۔

لیکن ماڈیول کی سطح پر، منظر پلٹ جاتا ہے۔ سیکشن 3.3 واضح طور پر کہتا ہے:

"چونکہ EVA انکیپسولنٹ شارٹ ویو لینتھ روشنی جذب کرتا ہے، 30nm SiOx سیل کا اسپیکٹرل رسپانس فائدہ جزوی طور پر چھپ جاتا ہے... ماڈیول پاور گین صرف 0.9W ہے... SiOx کو ماڈیول میں ڈالنے سے سیل کی سطح کی کارکردگی کا فائدہ 57% کم ہو گیا۔"

تفصیلات:

• CTM تناسب: 30nm SiOx 96.1% بمقابلہ 15nm SiNx 96.5%۔ SiOx والا دراصل کم ہے۔

• +0.15% سیل کی سطح کا فائدہ لیمینیشن کے بعد اپنا 57% فائدہ کھو بیٹھا۔

• ماڈیول پاور گین صرف 0.9W.

یہ آپ کے کیس کی پیپر کی سطح کی وضاحت ہے۔ گریڈینٹ گروپ (SiOx/SiOxNy کم انڈیکس تہوں کے ساتھ، Zhang کے B3 کی طرح) شارٹ ویو اینٹی ریفلیکشن کے ذریعے سیل کی سطح پر 0.05-0.1% جیتتا ہے۔ لیکن لیمینیشن کے بعد، EVA <380nm شارٹ ویو روشنی جذب کرتا ہے، گریڈینٹ گروپ کا شارٹ ویو کنارہ دب جاتا ہے، CTM گرتا ہے، اور اسی کارکردگی گریڈ پر خالص SiNx گروپ اسے پیچھے چھوڑ دیتا ہے۔

پروڈکٹ ایپلیکیشن

فرق کہاں ہے، اور کتنا

① سیل کی سطح: گریڈینٹ گروپ 0.05%-0.1% جیتتا ہے، تقریباً 1.4-2.8W

66 سیل 210 TOPCon لائن بیس لائن کے مطابق (0.1% سیل کارکردگی ≈ 2.8W ماڈیول پاور)، گریڈینٹ گروپ سیل کی سطح پر 0.05%-0.1% زیادہ چلتا ہے، جس کا مطلب ماڈیول پر 1.4-2.8W زیادہ ہونا چاہیے۔

② ماڈیول کی سطح: خالص SiNx دراصل 3-4W زیادہ (لائن ماپا گیا)

ماپا گیا، خالص SiNx گروپ کی ماڈیول پاور گریڈینٹ گروپ سے 3-4W زیادہ ہے۔ سیل کی سطح کا چھوٹا نقصان واپس جوڑیں، اور اس کا مطلب ہے کہ خالص SiNx گروپ صرف پیکیجنگ مرحلے میں 4.4-6.8W زیادہ حصہ ڈالتا ہے۔ 720W بیس لائن کے مقابلے میں، یہ 0.61%-0.94% پیکیجنگ گین کا فرق ہے۔

③ لٹریچر کی تائید: Zhang 2019 کا "57% کمی" (PERC پلیٹ فارم)

Zhang کی PERC دریافت قریب سے میل کھاتی ہے: SiOx تیسری تہہ والی فلم سیل کی سطح پر +0.15% جیتتی ہے، لیکن لیمینیشن کے بعد فائدہ 57% کم ہو جاتا ہے اور CTM تناسب 0.4 پوائنٹ گر جاتا ہے۔

66-سیل 210 TOPCon میں تبدیل، 0.1% سیل سطح کا فائدہ لیمینیشن کے بعد صرف تقریباً 0.04% رہ جاتا ہے، اور ماڈیول بالکل الٹ سکتا ہے۔ ایک ہی ذریعہ، ایک ہی وجہ جو آپ کی لائن کے نتیجے "خالص SiNx 3-4W زیادہ" کی ہے۔

④ ماڈیول کی سطح پر گریڈینٹ گروپ کیوں پیچھے رہ جاتا ہے؟

SiOx/SiOxNy والی گریڈینٹ فلم کی بنیادی طاقت 300-500nm شارٹ ویو اینٹی ریفلیکشن میں ہے۔ لیکن یہ بالکل وہی بینڈ ہے جہاں ماڈیول میں گلاس + EVA سب سے زیادہ جذب کرتے ہیں۔ گریڈینٹ فلم کا شارٹ ویو کنارہ پیکیجنگ میٹریلز سے سیدھا کھا جاتا ہے۔ اس کے برعکس خالص ملٹی لیئر SiNx اپنی اینٹی ریفلیکشن >400nm مرئی سے قریب انفراریڈ مرکزی بینڈ میں مکمل کرتا ہے (لیمینیشن کے بعد بھی مؤثر، جہاں سلیکون کی کوانٹم رسپانس زیادہ ہوتی ہے)، اس لیے ماڈیول کی سطح پر زیادہ فائدہ دیتا ہے۔

اسے لائن پر لانا: صرف سیل ایفیشنسی سے فیصلہ نہ کریں

① کیا یہ ابھی لائن پر چل سکتا ہے؟

دونوں چل سکتے ہیں۔ خالص ملٹی لیئر SiNx ایک پختہ راستہ ہے۔ گریڈینٹ فلم (SiNx/SiOxNy/SiOx) بھی ٹیوب PECVD پر کی جا سکتی ہے، بس ایک اضافی کوٹنگ لیئر اور N/O تناسب اور تین لیئر موٹائی کی مماثلت کے کنٹرول کا ایک اضافی مرحلہ۔

حال ہی میں TOPCon انڈسٹری دوبارہ "فرنٹ فلم SiNx ملٹی لیئر" طریقہ کو "فرنٹ فلم نائٹرس آکسائیڈ ملٹی لیئر" عمل کی جگہ فروغ دے رہی ہے۔ آپ نے جو ڈیٹا دیکھا وہ اس رجحان کا لائن سطح کا ثبوت ہے۔ بات یہ نہیں کہ گریڈینٹ فلم اچھی نہیں، بات یہ ہے کہ یہ لیمینیشن کے امتحان میں فیل ہو گئی۔

② کیا یہ اس کے قابل ہے؟

انحصار ہے آپ کیسے گنتے ہیں۔ صرف سیل ایفیشنسی دیکھیں تو گریڈینٹ فلم 0.05-0.1% زیادہ خوبصورت ہے۔ لیکن ماڈیول کی سطح پر خالص ملٹی لیئر SiNx 3-4W سے آگے نکل جاتا ہے، اور موجودہ TOPCon ماڈیول فی واٹ قیمتوں پر، یہ حقیقی پریمیم کی گنجائش ہے۔

فرنٹ فلم کے انتخاب میں دو پیمانوں کا نظریہ استعمال کرنا ہوگا: سیل ایفیشنسی کے ساتھ پیکیجنگ گین۔ اس ایک سیل سطح کے نمبر کو نہ دیکھیں، ورنہ آپ گریڈینٹ گروپ کی طرح ہو جائیں گے، سیل پر چہرہ جیت کر ماڈیول پر اصل ہار کر۔

③ کیا یہ مستحکم ہے؟

اس کی الگ جانچ ضروری ہے۔ دونوں ملٹی لیئر فلمیں ہیں، اور طویل مدتی اعتبار (نم گرمی میں فلم کا استحکام، مختلف انکیپسولنٹس کے ساتھ مماثلت) ناپنا ہوگا۔ UNSW Hoex ٹیم کے پہلے کام نے پہلے ہی دکھایا کہ TOPCon انکیپسولیشن فارمولوں کے لیے انتہائی حساس ہے۔ اینٹی ریفلیکشن فلم اور انکیپسولنٹ جڑے ہوئے ہیں۔ کوٹنگ بدلیں تو انکیپسولنٹ کا انتخاب بھی بدلنا پڑ سکتا ہے۔

لائن ورکر کے لیے احتیاطی مشورہ: جب دو فرنٹ فلم عملوں کا موازنہ کریں، صرف سیل ایفیشنسی کا موازنہ نہ کریں۔ 0.05-0.1% سیل سطح کا فرق چھوٹا لگتا ہے، لیکن ماڈیول کئی واٹ سے الٹ سکتا ہے۔ سیل ایفیشنسی اور ماڈیول پاور دونوں ناپیں، خاص طور پر پاور گریڈ پریمیم کے پیچھے بھاگنے والے ہائی اینڈ ماڈیولز کے لیے۔

حدود: پیپر کیا نہیں کہتا

• Zhang 2019 PERC پلیٹ فارم کا ثبوت ہے، TOPCon نہیں۔ لیکن فرنٹ اینٹی ریفلیکشن آپٹکس کی اصل ایک ہی ہے: EVA شارٹ ویو جذب کرتا ہے، SiOx فلمیں اپنا شارٹ ویو کنارہ کھو دیتی ہیں، CTM گرتا ہے۔ یہ پیکیجنگ آپٹکس کا عمومی اصول ہے، اور TOPCon فرنٹ فلم اس کی پیروی کرتی ہے۔ یہ لائن کیس TOPCon ہے، پیپر کے ساتھ سمت میں ہم آہنگ۔ مشورہ ہے کہ اپنی لائن پر EQE سپیکٹرل رسپانس کے ساتھ لیمینیشن سے پہلے/بعد ریفلیکشن تقسیم کے ساتھ دوبارہ چلائیں۔

• میکانزم اس مضمون کا اندازہ ہے، حتمی فیصلہ نہیں۔ "خالص ملٹی لیئر SiNx کا زیادہ پیکیجنگ گین" کی طبعی وضاحت (مؤثر سپیکٹرم تراشا گیا + کم پیراسٹک جذب) کو EQE سپیکٹرل رسپانس اور لیمینیشن سے پہلے/بعد ریفلیکشن/جذب تقسیم کے ڈیٹا سے پکا کرنا ہوگا۔ یہ تحریر طبعی فریم ورک اور سمت دیتی ہے۔ کون سا بینڈ غالب ہے اور پیراسٹک جذب کہاں سے آتا ہے، لائن سپیکٹرل ڈیٹا کا انتظار ہے۔

• 0.61%-0.94% پیکیجنگ گین کا فرق 3-4W اور 0.05-0.1% سے واپس حساب کیا گیا شدت کا اندازہ ہے۔ مختلف انکیپسولنٹس (EVA/POE/EPE) اور مختلف گلاس (کوٹڈ/ان کوٹڈ) اس نمبر کو ہلا دیں گے۔

• بائی فیشل ماڈیولز اور UV کٹ انکیپسولنٹ شارٹ ویو استعمال کو مزید بدلتے ہیں۔ دونوں گروپوں کے درمیان فرق ڈوئل گلاس + UV پاس منظر نامے میں دوبارہ تقسیم ہو سکتا ہے۔

خلاصہ

ایک ہی TOPCon سیلز، گریڈینٹ گروپ سیل سطح پر 0.1% جیتتا ہے، اور پیکیجنگ کے بعد 4W ہارتا ہے۔ فرق صرف ایفیشنسی نہیں، بات یہ ہے کہ اینٹی ریفلیکشن فلم کا امتحان ماڈیول مرحلے پر بدل گیا۔

سیل کا امتحان فل سپیکٹرم شارٹ ویو جانچتا ہے، اور گریڈینٹ گروپ اچھا جواب دیتا ہے۔ ماڈیول کا امتحان پیکیجنگ کے بعد مؤثر سپیکٹرم جانچتا ہے، اور خالص SiNx گروپ پلٹا مارتا ہے۔

وہ 2019 کا PERC پیپر پہلے ہی کہہ چکا: SiOx کو ماڈیول میں ڈالیں تو سیل سطح کا فائدہ 57% کٹ جاتا ہے۔ لائن پر ناپا گیا 3-4W الٹاؤ پیپر کے نتیجے سے سمت میں میل کھاتا ہے۔

فرنٹ فلم کے انتخاب میں، اس ایک سیل ایفیشنسی نمبر کو تال نہ بگاڑنے دیں۔ پیکیجنگ گین کو کل میں گنیں۔

Ooitech کا نقطہ نظر

یہاں سیل بمقابلہ ماڈیول کا فرق بالکل وہی جال ہے جس پر ہم ماڈیول لائن حوالے کرتے وقت نظر رکھتے ہیں۔ سیل پر چمکنے والی کوٹنگ گلاس اور EVA اوپر آنے پر خاموشی سے واٹ بہا سکتی ہے، اس لیے ہم ہمیشہ کلائنٹس کو کہتے ہیں کہ اینٹی ریفلیکشن کا انتخاب حقیقی CTM ڈیٹا کے خلاف طے کریں، لیب ایفیشنسی کے نہیں۔ چونکہ Ooitech صرف ماڈیول پروڈکشن لائنیں بناتا ہے، یہ سیل سے ماڈیول کا جوڑ ہی وہ جگہ ہے جہاں ہمارا لیمینیشن اور پروسیس ٹریننگ کا کام واقعی اپنا جواز کماتا ہے۔ اگر آپ دیکھنا چاہتے ہیں کہ یہ انتخاب چلتی TOPCon لائن پر کیسے نکلتے ہیں، تو Ooitech YouTube چینل (www.youtube.com/ooitech) پر بہت سی فیکٹری فوٹیج ہے جو فالو کرنے کے قابل ہے۔