মাল্টি-পিস সোলার সেল আরও ভালোভাবে কাটবেন কীভাবে?

দ্রুত উত্তর: একটি সম্পূর্ণ সেলকে অর্ধেক, এক-তৃতীয়াংশ বা ছোট টুকরোতে কাটলে প্রতিটি স্ট্রিপ যে কারেন্ট বহন করে তা কমে যায়, ফলে মডিউল পাওয়ার বাড়ে, যা রিবনে রেজিস্টিভ লস কমায়। স্ট্রিপ ছোট হওয়ার সাথে সাথে সুবিধা কমতে থাকে এবং যান্ত্রিক খরচ বাড়তে থাকে। তিনটি পদ্ধতি প্রধান। লেজার স্ক্রাইবিংয়ের পর যান্ত্রিক ব্রেকিং সবচেয়ে দ্রুত এবং সর্বনিম্ন তাপীয় লোড প্রবর্তন করে, তবে ব্রেক এজের গুণমান স্ক্রাইব গভীরতার উপর নির্ভর করে। লেজার ফুল কাটিং শুধুমাত্র বিম দিয়ে সেলকে আলাদা করে এবং কম গতিতে পরিষ্কার এজ দেয়। থার্মাল লেজার সেপারেশন একটি লেজারের সাথে একটি কুলিং ধাপ একত্রিত করে যাতে ক্র্যাক একটি নিয়ন্ত্রিত পথ ধরে ছড়িয়ে পড়ে। প্রাসঙ্গিক মাত্রাগুলি 532 nm লেজার তরঙ্গদৈর্ঘ্য থেকে 1 µm এবং 20 µm থেকে 100 µm পর্যন্ত ফিচার সাইজ পর্যন্ত বিস্তৃত, এবং স্ট্রিপ ভোল্টেজ কম — প্রায় 0.55 V — তাই লাভ ভোল্টেজ থেকে নয়, রেজিস্ট্যান্স থেকে আসে।

PV মডিউল ম্যানুফ্যাকচারিং · জেরি, Ooitech দ্বারা

ভূমিকা

TOPCon, SHJ এবং BC সেল-এ এজ লসের কাউন্টারইনটুইটিভ সত্য" title="মাল্টি-পিস সোলার সেল আরও ভালোভাবে কীভাবে কাটবেন? n-type TOPCon, SHJ এবং BC সেল-এ এজ লসের কাউন্টারইনটুইটিভ সত্য"/>

উচ্চতর মডিউল পাওয়ারের পেছনে ছুটতে গিয়ে, প্রকৌশলীরা প্রায়শই একটি বড় সেলকে ১/২, ১/৩ বা আরও বেশি "ছোট সেল"-এ কেটে ফেলেন, তারপর সেগুলোকে মডিউলের ভিতরে সিরিজ এবং প্যারালালে পুনরায় সংযুক্ত করেন। লক্ষ্য হলো কারেন্ট কমানো এবং প্রতিরোধী পাওয়ার লস কমানো। কিন্তু প্রতিটি কাটা সেলের প্রান্তে একটি আনপ্যাসিভেটেড "ক্ষত" রেখে যায়। সেই ক্ষতগুলো ক্যারিয়ার ফাঁদে পরিণত হয় এবং ওপেন-সার্কিট ভোল্টেজ (Voc) এবং ফিল ফ্যাক্টর (FF) খেয়ে ফেলে। সাব-সেল যত ছোট হয়, এই এজ রিকম্বিনেশন লস তত বেশি ক্ষতি করে।

আজকের সবচেয়ে সাধারণ শিল্প পদ্ধতি, "লেজার স্ক্রাইবিং + যান্ত্রিক ক্লিভিং" (L&C), কাটার পাশে গুরুতর তাপীয় ক্ষতি রেখে যায়। এবং বছরের পর বছর ধরে ক্ষেত্রটি একটি বিষয়ে একমত হয়েছে: p-n জংশন পাশে স্ক্রাইবিং সবচেয়ে বেশি ক্ষতি করে, তাই "p-n জংশন পাশ এজ লসের প্রধান বাধা"। এই বিশ্বাসই "p-n জংশন রক্ষা করতে n-n+ পাশ থেকে স্ক্রাইবিং"-এর মানক কৌশলের জন্ম দিয়েছে।

কিন্তু সেই ব্যাপকভাবে গৃহীত "সাধারণ জ্ঞান" কি সত্যিই p-n জংশনের অন্তর্নিহিত বৈদ্যুতিক আচরণকে প্রতিফলিত করে? নাকি এটি কেবল লেজারের তাপের একটি কৃত্রিম ফল?

মূল আবিষ্কার: একটি অন্তর্নিহিত বৈদ্যুতিক আচরণ যা ঐকমত্য ভঙ্গ করে

সুঝো বিশ্ববিদ্যালয়ের FUNSOM ইনস্টিটিউটের একটি গবেষণা দল ন্যানো এনার্জিতে কাজ প্রকাশ করেছে, যেখানে তারা একটি নতুন কম-ক্ষতির কাটিং পদ্ধতি ব্যবহার করেছে যাকে তারা "৪৫° ঘূর্ণন ক্লিভিং" বলে। এটি চতুরতার সাথে লেজারের তাপীয় ক্ষতি এড়িয়ে যায় এবং p-n জংশন প্রান্তের প্রকৃত অন্তর্নিহিত বৈদ্যুতিক আচরণ পরীক্ষা করে। উপসংহারটি শিল্পকে অবাক করেছে:

কম-ক্ষতির কাটিংয়ে, p-n জংশন পাশের প্রান্ত ক্যারিয়ার সংগ্রহ দক্ষতা আসলে n-n+ পাশের চেয়ে বেশি। সহজ ভাষায়: p-n জংশন পাশ থেকে স্ক্রাইবিং করাই ভালো শিল্প কৌশল। এটি বিশ বছরের গৃহীত অনুশীলনকে মাথায় উল্টে দেয়।

কীভাবে সেলের প্রান্ত খুলবেন ক্ষতি না করে

"p-n জাংশনের অন্তর্নিহিত বৈদ্যুতিক আচরণ" অধ্যয়ন করতে হলে প্রথমে একটি জটিল সমস্যার সমাধান করতে হবে। প্রচলিত লেজার কাটিং একটি পুনরায় গলিত ও পুনরায় কঠিনীভূত স্তর, সাথে মাইক্রোক্র্যাক এবং প্রান্ত বরাবর একগুচ্ছ তাপীয় ক্ষতি রেখে যায়, এবং এসবই p-n জাংশন ও পৃষ্ঠ পুনঃসংযোজন আচরণের যেকোনো পর্যবেক্ষণকে ঘোলা করে দেয়। দলটি ভিন্ন পথে গেছে, সিলিকন স্ফটিকের অ্যানাইসোট্রপিক ক্লিভিং প্রকৃতি ব্যবহার করে একটি "45° ঘূর্ণনশীল ক্লিভিং" পদ্ধতির প্রস্তাব করেছে:

ধাপ এক: ওয়েফারটিকে সমতলে 45° ঘোরান।

ধাপ দুই: হীরক স্ক্রাইবার দিয়ে (100) সমতলে একটি অগভীর রেখা প্রি-স্ক্র্যাচ করুন।

ধাপ তিন: {110} সমতল পরিবার বরাবর ক্লিভ করুন যাতে একটি পারমাণবিকভাবে সমতল, তাপীয়ভাবে ক্ষতিগ্রস্ত নয় এমন ক্রস-সেকশন পাওয়া যায়।

এইভাবে প্রাপ্ত প্রান্তের ক্রস-সেকশনটি তার কাঠামোগত এবং বৈদ্যুতিক অখণ্ডতা বজায় রাখে। মাইক্রোমিটার-রেজোলিউশন ফটোভোল্টেজ ইমেজিং কৌশলের সাথে মিলিয়ে, আপনি p-n জংশনের ক্ষতি না করে প্রান্তের কাছাকাছি বৈদ্যুতিক আচরণ পয়েন্ট বাই পয়েন্ট স্ক্যান করতে পারেন।

পরীক্ষায় একটি 532 nm লেজার ব্যবহার করা হয়েছে (প্রবেশের গভীরতা প্রায় 1.3 µm), 50× অবজেক্টিভের অধীনে প্রায় 1 µm স্থানিক রেজোলিউশনে পৌঁছানো যায়, যা প্রান্তের কয়েক দশ মাইক্রোমিটারের মধ্যে ফটোভোল্টেজ ক্ষয় আচরণ ধারণ করার জন্য যথেষ্ট পরিষ্কার।

পরীক্ষামূলক ফলাফল

চিত্র 1. p-n জংশনের অখণ্ডতার উপর কাটার প্রভাব (a, b), 45° ঘূর্ণনশীল ক্লিভিং পদ্ধতির পরিকল্পিত চিত্র (c, d), এবং তিনটি উচ্চ-দক্ষতা সেল কাঠামোর পরিকল্পিত চিত্র (e-g)।

চিত্র 1a p-n জংশনের পাশে ঐতিহ্যবাহী L&C প্রক্রিয়া স্ক্রাইবিং দেখায়: প্রথমে একটি লেজার সেলের পৃষ্ঠে একটি খাঁজ তৈরি করে (লেজার মার্ক), তারপর যান্ত্রিক বল সেলটিকে ভেঙে ফেলে। চিত্র 1b হল L&C কাটার পরে প্রান্তের SEM ক্রস-সেকশন। আপনি স্পষ্টভাবে দেখতে পারেন যে অংশটি দুটি অঞ্চলে বিভক্ত। উপরের অংশটি "লেজার অ্যাবলেশন অঞ্চল", যা একটি স্পষ্ট পুনঃগলিত এবং পুনঃকঠিন রূপবিদ্যা দেখায়। নীচের অংশটি "স্ট্রেস-বিচ্ছিন্ন অঞ্চল", যা যান্ত্রিক বল দ্বারা ছিঁড়ে যায়, অনেক অনিয়মিত মাইক্রোক্র্যাক এবং গলিত পুল রেখে যায়। এই তাপীয় ক্ষতিই লিকেজ কারেন্ট স্পাইক এবং সেল কর্মক্ষমতা হ্রাসের কারণ।

লক্ষণীয়: যখন লেজার p-n জংশনের পাশে স্ক্রাইব করে, তখন p-n জংশন নিজেই তাপ দ্বারা সম্পূর্ণরূপে ধ্বংস হয়ে যায়। তাই শিল্পে সর্বদা দেখা যায় এমন "ঘটনা" যে "p-n জংশনের পাশটি প্রান্ত-ক্ষতির বাধা", আসলে তাপীয় ক্ষতির একটি কৃত্রিম ফলাফল।

চিত্র 1c এ প্রস্তাবিত 45° ঘূর্ণনশীল ক্লিভিং পদ্ধতি দেখানো হয়েছে: ওয়েফারটিকে ইন-প্লেন অক্ষের চারপাশে 45° ঘোরান, হীরার স্ক্রাইবার দিয়ে (100) তলটি স্ক্র্যাচ করুন, তারপর {110} ক্লিভিং তল বরাবর ছিঁড়ে ফেলুন। চিত্র 1d হল ক্লিভড প্রান্তের SEM চিত্র, স্কেল বার 20 µm। ক্রস-সেকশনটি অত্যন্ত সমতল এবং পরিষ্কার, কোনো গলনের চিহ্ন নেই, p-n জংশনের গঠন এবং বৈদ্যুতিক অখণ্ডতা সম্পূর্ণরূপে সংরক্ষণ করে। এটি "অন্তর্নিহিত আচরণ" অধ্যয়নের মূল চাবিকাঠি।

এই কাজটি তিনটি মূলধারার n-টাইপ উচ্চ-দক্ষতা সেল প্রযুক্তি দেখে: TOPCon, SHJ এবং TBC। তাদের একটি সাধারণ বৈশিষ্ট্য রয়েছে। একটি n-টাইপ c-Si সাবস্ট্রেটে তারা একটি p-n জংশন (হোমো- বা হেটেরোজংশন) এবং একটি n-n+ উচ্চ-নিম্ন জংশন উভয়ই বহন করে। তাই তাদের প্রান্ত আচরণ অধ্যয়ন বাস্তব শিল্প উৎপাদনের জন্য সরাসরি নির্দেশনা দেয়।

চিত্র 2. TOPCon, SHJ এবং TBC সেলের সামনের দিকের প্রান্ত ফটোভোল্টেজ বিশ্লেষণ।

চিত্র 2a দেখায় 532 nm লেজার সেলের সামনের পৃষ্ঠের প্রান্ত থেকে ভেতরের দিকে স্ক্যান করছে, একটি XY নির্ভুল স্টেজ এবং একটি বৈদ্যুতিক অ্যামপ্লিফায়ারের সাথে কাজ করে ফটোভোল্টেজ সংকেত রিয়েল টাইমে রেকর্ড করে, অবশেষে একটি 2D ফটোভোল্টেজ মানচিত্র তৈরি করে। চিত্র 2b হল TOPCon, SHJ এবং TBC (বাম থেকে ডান) এর সামনের দিকের ফটোভোল্টেজ চিত্র। উজ্জ্বল রঙ মানে উচ্চতর ফটোভোল্টেজ। তিনটি সেলই প্রান্তের ~100 µm এর মধ্যে একটি স্পষ্ট "গ্রেডিয়েন্ট ব্যান্ড" দেখায়, প্রান্তের কাছাকাছি ফটোভোল্টেজ কম। এটি প্রান্ত পুনর্মিলন ক্ষতির সরাসরি প্রমাণ।

তিনটি তুলনা করলে: TOPCon-এর সর্বোচ্চ ফটোভোল্টেজ (0.40–0.55 V) এবং দ্রুততম স্যাচুরেশন। TBC-এর সর্বনিম্ন (0.36–0.49 V) এবং ধীরতম ক্ষয়, অর্থাৎ এর প্রান্ত পুনর্মিলন সবচেয়ে খারাপ। এই ফলাফলটি "p-n জংশনই বাধা" এই সাধারণ ধারণার বিপরীত, কারণ সামনের দিক (আলো-মুখী দিক) সাধারণত ঠিক যেখানে p-n জংশন থাকে।

চিত্র 2c চিত্র 2b-এর কালো ড্যাশড লাইন বরাবর নিষ্কাশিত ফটোভোল্টেজ প্রোফাইলকে স্বাভাবিক করে। তিনটি বক্ররেখাই "প্রান্তে কম, মালভূমিতে উচ্চ" দেখায়, কিন্তু স্যাচুরেশন গতি (যা প্রান্ত পুনর্মিলন দৈর্ঘ্য প্রতিফলিত করে) স্পষ্টভাবে আলাদা:

• TOPCon: সংক্ষিপ্ততম ক্ষয় অঞ্চল, প্রায় 100 µm এর মধ্যে প্রায় স্যাচুরেশন, ক্ষুদ্রতম প্রান্ত ক্ষতি।

• SHJ: মাঝারি ক্ষয় অঞ্চল, ~200 µm এ প্রায় স্যাচুরেশন।

• TBC: ধীরতম পুনরুদ্ধার, সম্পূর্ণ স্যাচুরেশনের আগে ~500 µm পর্যন্ত বিস্তৃত, সবচেয়ে খারাপ প্রান্ত ক্ষতি।

চিত্র 2d পার্থক্যের পিছনে পদার্থবিদ্যা ব্যাখ্যা করে। একটি ফটোজেনারেটেড হোল শেষ পর্যন্ত দুটি কাজের একটি করে: একটি ইলেক্ট্রোড দ্বারা সংগ্রহ করা, বা প্রান্তে প্রবাহিত হয়ে পুনর্মিলন করা।

TOPCon: সামনে ইমিটার, অতি-সংক্ষিপ্ত হোল সংগ্রহ পথ

সামনের পৃষ্ঠটি একটি p+ ইমিটার। ছিদ্রগুলিকে সামনের ইলেকট্রোড দ্বারা সংগ্রহ করতে শুধুমাত্র খুব পাতলা ইমিটার অতিক্রম করতে হয়, তাই বেশিরভাগ ছিদ্র "কখনও সুযোগ পায় না" প্রান্তে পৌঁছানোর। একই সময়ে, p+ ইমিটার / SiOx / n-poly-Si দ্বারা গঠিত শক্তিশালী ক্ষেত্রটি প্রান্তেও কার্যকর থাকে, দ্রুত বাহকদের আলাদা করে। এটি মূল কারণ যে TOPCon-এর প্রান্ত ক্ষতি সবচেয়ে কম।

SHJ: সামনে ইলেকট্রন সংগ্রহ করে, ছিদ্র দীর্ঘ পথ নেয়

SHJ-এর সামনের পৃষ্ঠটি n-a-Si:H, যা ইলেকট্রন সংগ্রহ করে। ছিদ্রগুলিকে সংগ্রহ করার আগে পিছনের p-a-Si:H পর্যন্ত সম্পূর্ণ বিস্তার করতে হয়, এটি একটি খুব দীর্ঘ পথ। অত্যন্ত পরিবাহী TCO স্তরটি একটি "হাইওয়ে"-এর মতো কাজ করে, যা অনেক ছিদ্রকে পার্শ্বীয়ভাবে প্রান্তের দিকে বহন করে, এবং প্রান্ত পুনর্মিলন লক্ষণীয়ভাবে বৃদ্ধি পায়।

TBC: সমস্ত ইলেকট্রোড পিছনে, সম্পূর্ণ মুছে ফেলা

TBC-তে প্রতিটি ইলেকট্রোড পিছনে থাকে। সামনের পৃষ্ঠে উৎপন্ন বাহকদের সংগ্রহ করতে পুরো ওয়েফার জুড়ে পার্শ্বীয়ভাবে ভ্রমণ করতে হয়। আরও খারাপ, সামনের Al2O3 প্যাসিভেশন স্তরটি প্রচুর স্থির ঋণাত্মক চার্জ বহন করে, যা Si পৃষ্ঠে একটি ছিদ্র জমা স্তর প্ররোচিত করে এবং একটি "ছিদ্র পরিবাহী চ্যানেল" গঠন করে যা ছিদ্রগুলিকে প্রান্তের দিকে আরও জোরালোভাবে ঠেলে দেয়।

দ্রুত নোট: সামনের দিকের ফটোভোল্টেজ আচরণ প্রধানত দুটি জিনিস দ্বারা নির্ধারিত হয়, "বাহক সংগ্রহ দূরত্ব" এবং "পার্শ্বীয় পরিবহন চ্যানেল আছে কিনা", এবং এটি p-n জংশনের দিকের সাথে কোনো সম্পর্ক নেই।

চিত্র 3. TOPCon, SHJ এবং TBC কোষের পিছনের দিকের প্রান্ত ফটোভোল্টেজ বিশ্লেষণ।

চিত্র 3a পিছনের দিকের প্রান্ত থেকে লেজার স্ক্যানিং স্কেচ করে। চিত্র 3b হল সংশ্লিষ্ট 2D ফটোভোল্টেজ মানচিত্র। চিত্র 2b-এর সাথে তুলনা করলে, তিনটি কোষই সামনের দিকের তুলনায় কম পিছনের দিকের ফটোভোল্টেজ দেখায় (কারণ সামনের পৃষ্ঠে সাধারণত ভালো অ্যান্টি-রিফ্লেকশন নকশা এবং উচ্চতর আলো ব্যবহার থাকে)। চিত্র 3c একটি আকর্ষণীয় বিষয় প্রকাশ করে: পিছনের দিকের প্রান্তের "বিজয়ী" হয়ে ওঠে TBC। যদিও SHJ-এরও পিছনে একটি p-n জংশন আছে, এর প্রান্ত ফটোভোল্টেজ আসলে TOPCon-এর চেয়ে কম, যা আরও দেখায় যে "p-n জংশনের অবস্থান" প্রান্ত ক্ষতি নির্ধারণের একমাত্র কারণ নয়। চিত্র 3d পিছনের দিকের সংখ্যালঘু বাহক পরিবহন প্রক্রিয়া স্কেচ করে। পিছনের অংশটি বিশেষ: পিছনের n-poly-Si-তে ইলেকট্রনের উচ্চ ঘনত্ব থাকে, যা একটি শক্তিশালী ক্ষেত্র পরিবেশ গঠন করে যা ছিদ্রকে দমন করে কিন্তু ইলেকট্রন সংগ্রহকে উৎসাহিত করে।

TOPCon পিছনের দিক: ছিদ্রের "দ্রুত লেন" দমন করা হয়

পিছনের n-poly-Si-তে উচ্চ ইলেকট্রন ঘনত্ব হোল পরিবহনকে দমন করে। হোলগুলিকে সংগ্রহ করার আগে সামনের p+ emitter-এ পৌঁছানোর জন্য পুরো n-টাইপ c-Si সাবস্ট্রেট অতিক্রম করতে হয়। এই "দীর্ঘ-দূরত্বের পরিবহন" পিছনের ফটোভোল্টেজকে সাধারণত কম করে, কিন্তু এটি প্রান্তে পৌঁছানো হোলের সংখ্যাও কমিয়ে দেয়।

SHJ পিছনের দিক: হেটারোজাংশন শক্তিশালী, কিন্তু TCO একটি দ্বি-ধারী তলোয়ার

SHJ-এর n-টাইপ c-Si / p-a-Si:H হেটারোজাংশন সত্যিই TOPCon-এর চেয়ে শক্তিশালী ক্যারিয়ার বিচ্ছেদ প্রদান করে, কিন্তু এর TCO-এর পার্শ্বীয় রোধ কম এবং এটি এখনও প্রান্তে হোলের একটি উল্লেখযোগ্য অংশ "শর্ট-সার্কিট" করে। ফলাফল: শক্তিশালী বিচ্ছেদ ক্ষমতা মানে ছোট প্রান্ত ক্ষতি নয়।

TBC পিছনের দিক: হোল HSC ঠিক পিছনে রয়েছে, একটি নিজস্ব মাঠের সুবিধা

TBC-এর পিছনের HSC সরাসরি ফটোজেনারেটেড হোলের মুখোমুখি হয়। ক্যারিয়ারগুলি ঠিক পিছনে সংগ্রহ করা হয়, তাই প্রান্তে অনেক কম প্রবাহিত হয়, এবং পিছনের ফটোভোল্টেজ সবচেয়ে দ্রুত স্যাচুরেট হয়।

দ্রষ্টব্য: পিছনের ফটোভোল্টেজ আচরণ সামনের তুলনায় একটি "বিপরীত" প্রবণতা দেখায়। TBC সামনে সবচেয়ে খারাপ কিন্তু পিছনে সবচেয়ে ভাল, যা দেখায় যে "কোন দিক আলোর মুখোমুখি" তা "কোন দিক p-n জাংশন" তার চেয়ে বেশি গুরুত্বপূর্ণ।

চিত্র 4. TOPCon এবং SHJ কোষের ক্রস-সেকশনাল ফটোভোল্টেজ বিতরণ মডেল।

যদি চিত্র 2 এবং 3 প্রান্তটি "পাশ থেকে" দেখে, তাহলে চিত্র 4 এটিকে "আড়াআড়িভাবে" কেটে দেখায়। লেজার সরাসরি ক্রস-সেকশনে স্ক্যান করে, তাই আপনি p-n জংশন থেকে n-n+ পর্যন্ত সম্পূর্ণ বৈদ্যুতিক আচরণ এক শটে দেখতে পান। এটি গবেষণার সবচেয়ে মৌলিক অংশ। চিত্র 4a হল TOPCon-এর ক্রস-সেকশনাল ফটোভোল্টেজ মানচিত্র, বাম থেকে ডানে সামনের দিক (p+ emitter / p-n জংশন) এবং পিছনের দিক (n-poly-Si / n-n+ জংশন)। আপনি দেখতে পারেন বাম দিক (p-n জংশন) সামগ্রিকভাবে উজ্জ্বল, এবং ডান দিক (n-n+) গাঢ়। চিত্র 4b-তে নিষ্কাশিত বক্ররেখা খুব স্পষ্ট: p-n জংশন দিক থেকে n-n+ দিকে, ফটোভোল্টেজ একঘেয়েভাবে হ্রাস পায়, পুরো ক্ষয় অঞ্চল প্রায় 100 µm। এই ফলাফল ঐতিহ্যগত ধারণা "p-n জংশন হল প্রান্ত-ক্ষতির বাধা" সম্পূর্ণভাবে প্রত্যাখ্যান করে, কারণ কম-ক্ষতির অবস্থায় p-n জংশন দিকটি উচ্চ-ফটোভোল্টেজ অঞ্চল। চিত্র 4c শারীরিক কারণ দেয়: p-n জংশন দিকে (p+ emitter) সংখ্যালঘু বাহক (হোল) সংগ্রহ করতে অল্প দূরত্ব ভ্রমণ করে, যখন n-n+ দিকে (n-poly-Si অঞ্চল) হোলগুলিকে p+ emitter-এ পৌঁছাতে পুরো n-টাইপ c-Si অতিক্রম করতে হয়, যা দীর্ঘ পথ এবং উচ্চ পুনর্মিলন সম্ভাবনা, তাই ক্ষতি বেশি। চিত্র 4d–f SHJ কোষে একই প্রবণতা দেখায়: পিছনের p-n জংশন (p-a-Si:H / n-c-Si) থেকে সামনের n-n+ জংশন (i/n-a-Si:H / n-c-Si) পর্যন্ত, ফটোভোল্টেজ আবার একঘেয়েভাবে হ্রাস পায়। বিভিন্ন কোষ কাঠামো জুড়ে এই নিয়মিততা ধরে রাখা গবেষণার মূল যুক্তিগুলির মধ্যে একটি।

এটি পরিমাণগতভাবে বর্ণনা করতে, দলটি একটি এক-মাত্রিক সংখ্যালঘু বাহক বিস্তার মডেল তৈরি করেছে। চিত্র 4g হল মডেলের পরিকল্পিত চিত্র, যা p-n জংশন দিক (হোল নির্বাচনী যোগাযোগ, HSC) থেকে ESC দিক (ইলেকট্রন নির্বাচনী যোগাযোগ, ESC) পর্যন্ত একঘেয়েভাবে হ্রাস পাওয়া বক্ররেখা (কমলা) দেখায়। চিত্র 4h আরও HSC এবং ESC দিকের বাহক আচরণ তুলনা করে:

• HSC দিক: সংখ্যালঘু বাহক (হোল) অল্প দূরত্বে সংগ্রহ করা হয়, পুনর্মিলন সম্ভাবনা কম।

• ESC দিক: সংখ্যালঘু বাহকদের HSC-তে পৌঁছাতে দীর্ঘ দূরত্ব বিস্তার করতে হয়, পথে প্রচুর পুনর্মিলন ঘটে।

• p-n জংশনের বাহক পৃথকীকরণ প্রক্রিয়ার দ্বৈত সুবিধা রয়েছে: ভারী ডোপড যোগাযোগ এবং প্যাসিভেটেড যোগাযোগ, যা সাধারণ উচ্চ-নিম্ন জংশন (n-n+) এর চেয়ে বেশি কার্যকর।

দ্রুত নোট: ক্রস-সেকশনাল ফটোভোল্টেজ মডেল পরিমাণগতভাবে নিশ্চিত করে যে "p-n জংশন দিকের বৈদ্যুতিক কর্মক্ষমতা n-n+ দিকের চেয়ে ভাল", এবং প্রান্ত ক্ষতি মূল্যায়নের জন্য একটি নতুন মেট্রিক হিসাবে "সংখ্যালঘু বাহক বিস্তার দৈর্ঘ্য L" প্রস্তাব করে।

চিত্র 5. শিল্প থার্মাল লেজার সেপারেশন (TLS) পদ্ধতিতে তৈরি একটি TOPCon কোষের ক্রস-সেকশনাল ফটোভোল্টেজ বিশ্লেষণ।

45° ক্লিভিং পদ্ধতি থেকে প্রাপ্ত সিদ্ধান্ত শিল্পোৎপাদনের কাটিংয়ের ক্ষেত্রেও প্রযোজ্য কিনা তা যাচাই করতে, দলটি "থার্মাল লেজার সেপারেশন" (TLS) পদ্ধতি ব্যবহার করেছে (চিত্র 5a) — প্রথমে একটি লেজার p-n জাংশন পাশে প্রি-ট্রিটমেন্ট করে (চিত্রে Pre-grooving), তারপর কুলিং ওয়াটার পৃথকীকরণে সহায়তা করে। TLS আজকের স্বীকৃত কম-ক্ষতির কাটিং কৌশলগুলির মধ্যে একটি। চিত্র 5b হল TLS কাটিংয়ের পরে TOPCon-এর ক্রস-সেকশনাল ফটোভোল্টেজ চিত্র: বাম পাশ (p-n জাংশন) স্পষ্টভাবে ডান পাশের (n-n+) চেয়ে উজ্জ্বল। চিত্র 5c-এর পরিমাণগত বক্ররেখা দেখায় যে p-n জাংশন থেকে পিছনের দিকে, ফটোভোল্টেজ এখনও একঘেয়েভাবে হ্রাস পায়, যা 45° ক্লিভিং ফলাফলের সাথে সম্পূর্ণ সামঞ্জস্যপূর্ণ।

মূল যাচাই: এমনকি শিল্পোৎপাদনের TLS পদ্ধতিতে (সরাসরি p-n জাংশন পাশ থেকে স্লাইসিং), ফটোভোল্টেজ এখনও "উচ্চ p-n জাংশন, নিম্ন n-n+" প্রবণতা দেখায়। এটি বলে যে কম-ক্ষতির কাটিংয়ের অধীনে, "p-n জাংশন" মোটেও বাধা নয়, বরং এটি সুবিধার জায়গা। শিল্পের পূর্ব অভিজ্ঞতা যে "p-n জাংশন পাশ TLS কাটিংয়ে ভালো পারফর্ম করে" অবশেষে পরীক্ষা এবং তত্ত্ব উভয় দ্বারা নিশ্চিত হয়েছে।

চিত্র 6. TBC এবং THBC কোষের ক্রস-সেকশনাল ফটোভোল্টেজ বিশ্লেষণ, সাথে কম-ক্ষতির p-n জাংশন কাটিং কৌশলের একটি পরিকল্পিত চিত্র।

চিত্র 6a এবং 6b হল TBC এবং THBC কোষের ক্রস-সেকশনাল ফটোভোল্টেজ চিত্র। TBC-এর সর্বোচ্চ ফটোভোল্টেজ 0.39 V, এবং THBC সামান্য কম (0.21 V), তবে উভয়ই স্পষ্ট "উজ্জ্বল p-n জাংশন, অন্ধকার n-n+" স্থানিক বণ্টন দেখায়। চিত্র 6c এবং 6d-তে নিষ্কাশিত বক্ররেখাগুলি চিত্র 4-এর মতো একই প্যাটার্ন অনুসরণ করে: p-n জাংশন থেকে n-n+ এর দিকে একঘেয়ে হ্রাস। বিশেষ উল্লেখযোগ্য হল চিত্র 6c-এর ছোট ইনসেট: প্রতিটি কোষ কাঠামোর ফটোভোল্টেজের "দিকনির্দেশক বণ্টন" একটি "ঘন উপরের-বাম, বিরল নিচের-ডান" প্যাটার্ন দেখায়, যার অর্থ p-n জাংশন পাশের বৈদ্যুতিক সুবিধা কাঠামো এবং প্রক্রিয়া জুড়ে সর্বজনীন। চিত্র 6e ব্যাখ্যা করে যে ব্যাক-কন্টাক্ট কোষগুলিকে বিশেষ কী করে: HSC পিছনে "কাছাকাছি" হোল সংগ্রহ করে, এবং ESC পিছনে "কাছাকাছি" ইলেকট্রন সংগ্রহ করে। p-n জাংশন অঞ্চলে উৎপন্ন সংখ্যালঘু বাহক (হোল) HSC-তে পৌঁছাতে শুধুমাত্র অল্প দূরত্ব প্রয়োজন, তাই ক্ষতি কম; n-n+ অঞ্চলের সংখ্যালঘু বাহকদের দীর্ঘ পথ পাড়ি দিতে হয়, তাই ক্ষতি বেশি। এই প্যাটার্নটি TOPCon এবং SHJ-এর সাথে হুবহু মেলে। এই সমস্ত প্রমাণের ভিত্তিতে, দলটি চিত্র 6f-এ একটি সম্পূর্ণ নতুন কাটিং কৌশল প্রস্তাব করেছে:

শিল্প সুপারিশ

কম-ক্ষতির কাটিং-এ (যেমন TLS), আপনার p-n জাংশন দিক থেকে স্লাইস করা উচিত। কারণ: p-n জাংশন দিকে উচ্চতর ক্যারিয়ার পৃথকীকরণ দক্ষতা এবং ছোট সংখ্যালঘু ক্যারিয়ার পরিবহন পথ থাকে। এমনকি কিছু প্রক্রিয়া বিঘ্নের মধ্যেও, এটি শালীন বৈদ্যুতিক কর্মক্ষমতা বজায় রাখে। এই সুপারিশটি বিশ বছর ধরে চলা "p-n জাংশন স্পর্শ করা এড়িয়ে চলুন" শিল্প অনুশীলনকে উল্টে দেয়।

Ooitech-এর দৃষ্টিভঙ্গি

সত্যি বলতে, এটি এমন একটি আবিষ্কার যা নিঃশব্দে একটি লাইন-স্তরের অভ্যাসকে পুনর্লিখন করে, হেডলাইন স্পেক নয়। যারা n-টাইপ লাইন চালান তাদের জন্য মূল কথা: আপনার লেজার কাটিং রেসিপিকে সেলের নিজস্ব ক্যারিয়ার পদার্থবিজ্ঞানের সাথে যুক্ত করুন, এবং পুরনো নিয়ম ছিল বলে অন্ধভাবে n-n+ দিকে স্ক্রাইব রাখবেন না। কম-ক্ষতির পৃথকীকরণ (TLS-স্টাইল) এখানে আসল সক্ষমকারী, এবং একটি সোলার সেল লেজার কাটিং মেশিনে সেই প্রক্রিয়াটি সঠিকভাবে সেট করাই হল যেখানে মডিউল নির্মাতারা প্রকৃত Voc এবং FF লাভ বা হারান। আমরা আমাদের কাটিং এবং স্ট্রিংিং স্টেশনগুলি TOPCon, SHJ এবং BC ফরম্যাট জুড়ে এজ ক্ষতি কম রাখতে তৈরি করি, তাই এই ধরনের গবেষণা সরাসরি উৎপাদনে মানচিত্রিত হয়। আপনি যদি চলমান লাইনে এই ধাপগুলি দেখতে চান, Ooitech YouTube চ্যানেলটি www.youtube.com/ooitech অনুসরণ করার মতো।