TOPCon সোলার সেল উৎপাদন প্রক্রিয়া: একটি সম্পূর্ণ ধাপে ধাপে নির্দেশিকা

ভূমিকা

মনোক্রিস্টালাইন এন-টাইপ TOPCon সোলার সেল ফটোভোল্টাইক শিল্পের সবচেয়ে প্রতিশ্রুতিশীল উচ্চ-দক্ষতা প্রযুক্তিগুলির মধ্যে একটি হয়ে উঠেছে। তাদের উৎপাদনে সতর্কভাবে নিয়ন্ত্রিত ধাপগুলির একটি দীর্ঘ শৃঙ্খল জড়িত, যার মধ্যে রয়েছে টেক্সচারিং, বোরন ডিফিউশন, লেজার SE, অ্যানিলিং, ক্ষারীয় পলিশিং, PE-পলি, অ্যানিলিং, RCA ক্লিনিং, আবরণ, মেটালাইজেশন এবং চূড়ান্ত পরীক্ষা ও বাছাই। এই নিবন্ধে, আমরা প্রতিটি প্রধান প্রক্রিয়া ধাপ নিয়ে আলোচনা করি এবং কেন এটি গুরুত্বপূর্ণ তা ব্যাখ্যা করি।

1. টেক্সচারিং (TEX)

টেক্সচারিংয়ের উদ্দেশ্য

টেক্সচারিংয়ের লক্ষ্য হল ওয়েফার পৃষ্ঠের যান্ত্রিক ক্ষতি স্তর অপসারণ করা এবং একটি পিরামিড-আকৃতির টেক্সচার্ড পৃষ্ঠ তৈরি করা যা আলো শোষণ বাড়ায়। পৃষ্ঠের প্রতিফলন হ্রাস করে, শর্ট-সার্কিট কারেন্ট (Isc) উন্নত হয়, যা শেষ পর্যন্ত সেলের ফটোভোল্টাইক রূপান্তর দক্ষতা বাড়ায়।

ভেজা এচিং বর্তমানে মূলধারার টেক্সচারিং প্রক্রিয়া। ওয়েফার পৃষ্ঠের ধাতব আয়ন, ক্ষতি স্তর এবং অন্যান্য দূষণ পুনর্মিলন কেন্দ্র হিসাবে কাজ করে। যেহেতু পৃথক ইলেকট্রন এবং হোলগুলিকে ওয়েফার পৃষ্ঠ জুড়ে ভ্রমণ করতে এবং সংগ্রহ করতে হয়, এই পুনর্মিলন কেন্দ্রগুলি সংখ্যালঘু বাহক জীবনকাল হ্রাস করে, যার ফলে বাহকগুলি বাহ্যিক কারেন্ট হিসাবে আউটপুট হওয়ার আগেই পুনরায় একত্রিত হয়। পৃষ্ঠের অক্সাইড স্তর এবং জৈব দূষণ AlOx এবং SiNx স্তরগুলির জমা এবং প্যাসিভেশন গুণমানকেও প্রভাবিত করে, তাই পুঙ্খানুপুঙ্খ পৃষ্ঠ পরিষ্কার করা গুরুত্বপূর্ণ এবং সরাসরি সেলের দক্ষতাকে প্রভাবিত করে।

প্রতিক্রিয়া নীতি

টেক্সচারিং স্ফটিক সিলিকনের অ্যানিসোট্রপিক এচিং বৈশিষ্ট্যের উপর নির্ভর করে, যেখানে কম ঘনত্বের ক্ষার এবং সংযোজনকারী বিভিন্ন স্ফটিক অভিমুখে বিভিন্ন হারে এচ করে। (110) এবং (100) তলে এচ রেট (111) তলের তুলনায় অনেক বেশি। নির্দিষ্ট এচিং সময়ের পরে, মনোক্রিস্টালাইন ওয়েফার পৃষ্ঠে (111) তল দ্বারা গঠিত চারটি 'পিরামিড' কাঠামো অবশিষ্ট থাকে।

স্ফটিক তলগুলির মধ্যে পারমাণবিক বিন্যাস ভিন্ন, ফলে এচ রেট ভিন্ন হয়:

• (100) তল: অপেক্ষাকৃত আলগা পারমাণবিক বিন্যাস, বেশি উন্মুক্ত রাসায়নিক বন্ধন, ফলে এচ রেট সবচেয়ে দ্রুত।

• (110) তল: পারমাণবিক ঘনত্ব (100) এবং (111) এর মধ্যে, এচ রেট (100) এর চেয়ে দ্রুত কিন্তু সামান্য কম।

• (111) তল: সবচেয়ে ঘনবিন্যস্ত পারমাণবিক বিন্যাস, রাসায়নিক বন্ধন আক্রমণ করা কঠিন, ফলে এচ রেট সবচেয়ে ধীর।

টেক্সচারিং সংযোজনকারীর ভূমিকা

সংযোজনকারী সিলিকনের পৃষ্ঠটান কমায়, বিক্রিয়ার সময় গঠিত হাইড্রোজেন বুদবুদ মুক্তিতে সহায়তা করে এবং পিরামিডগুলিকে আরও সমান করে। এগুলি ওয়েফার পৃষ্ঠ এবং বিক্রিয়া দ্রবণের মধ্যে ভেজানো উন্নত করে, NaOH দ্রবণের এচিং শক্তি দুর্বল করে, নিউক্লিয়েশন পয়েন্ট এবং নিউক্লিয়েশন ঘনত্ব বাড়ায় এবং প্রচুর সংখ্যক ছোট পিরামিড গঠনে উৎসাহিত করে। সাধারণভাবে, সংযোজনকারীর বৈশিষ্ট্যগুলি টেক্সচারযুক্ত পিরামিড পৃষ্ঠের উপর সবচেয়ে সরাসরি প্রভাব ফেলে।

প্রক্রিয়া প্রবাহ

টেক্সচারিং ক্রম সাধারণত অন্তর্ভুক্ত করে: NaOH এবং H2O2 দিয়ে প্রাক-পরিষ্কার (60°C এ আল্ট্রাসোনিক পরিষ্কারের সহায়তায়, তারপর বিশুদ্ধ জল দিয়ে ধোয়া) জৈব পদার্থ, ধাতব অমেধ্য এবং করাতের ক্ষতি অপসারণ করতে; প্রায় 0.6% NaOH এবং 0.4% সংযোজনকারী ব্যবহার করে 82°C তে 420 সেকেন্ডের জন্য ক্ষারীয় টেক্সচারিং পিরামিড টেক্সচার গঠনের জন্য; অবশিষ্ট জৈব পদার্থ অপসারণের জন্য পোস্ট-পরিষ্কার; পাতলা অ্যাসিড (3.15% HCl + 7.1% HF) ব্যবহার করে অ্যাসিড পরিষ্কার অবশিষ্ট ক্ষার নিরপেক্ষ করতে এবং অক্সাইড স্তর অপসারণ করতে; পৃষ্ঠটান দ্বারা জল ফিল্ম অপসারণের জন্য ধীর টান-আউট প্রাক-ডিহাইড্রেশন; এবং অবশেষে 90°C গরম বাতাস দিয়ে শুকানো।

2. বোরন ডিফিউশন (B Diff)

উদ্দেশ্য

উচ্চ তাপমাত্রায়, বোরন পরমাণু N-টাইপ ওয়েফারের পৃষ্ঠে বিস্তৃত হয়ে PN জংশন গঠন করে। PN জংশনের অন্তর্নির্মিত ক্ষেত্র ফটো-জেনারেটেড ক্যারিয়ারগুলিকে পৃথক করে বাহ্যিকভাবে কারেন্ট আউটপুট করে। P-টাইপ ওয়েফার, উচ্চ গর্ত ঘনত্ব সহ, জংশন গঠনের জন্য ফসফরাস ডোপিং ব্যবহার করে; N-টাইপ ওয়েফার, উচ্চ ইলেকট্রন ঘনত্ব সহ, বোরন ডোপিং ব্যবহার করে।

প্রক্রিয়া নীতি

বোরন ট্রাইক্লোরাইড (BCl3) 800-900°C তাপমাত্রায় একটি কোয়ার্টজ টিউবের মধ্য দিয়ে যায় এবং অক্সিজেনের সাথে বিক্রিয়া করে B2O3 গঠন করে, যা নাইট্রোজেন বাহক গ্যাসের সাথে ওয়েফার পৃষ্ঠে জমা হয় এবং Si এর সাথে বিক্রিয়া করে বোরন পরমাণু তৈরি করে, একটি বোরোসিলিকেট গ্লাস (BSG) স্তর গঠন করে। বোরন পরমাণুগুলি তখন ওয়েফারে ছড়িয়ে পড়ে PN জংশন গঠন করে। BCl3 একটি বর্ণহীন ধূমায়িত তরল বা গ্যাস যার ঘনত্ব 1.35 kg/m3, গলনাঙ্ক -107.3°C এবং স্ফুটনাঙ্ক 12.5°C। এটি অদাহ্য, বিরক্তিকর এবং তীব্র গন্ধযুক্ত, পানিতে পচে হাইড্রোজেন ক্লোরাইড এবং বোরিক অ্যাসিড তৈরি করে উল্লেখযোগ্য তাপ নির্গত করে। মধ্যবর্তী পণ্য B2O3, যার গলনাঙ্ক 450°C এবং স্ফুটনাঙ্ক 1860°C, পুরো প্রক্রিয়া জুড়ে তরল থাকে এবং কোয়ার্টজ উপাদানগুলির জন্য অত্যন্ত ক্ষয়কারী।

বোরন ডিফিউশন ফসফরাস ডিফিউশনের চেয়ে বেশি কঠিন, তাই TOPCon পথটি সরঞ্জামের উপর উচ্চ চাহিদা রাখে, যার মধ্যে উচ্চতর একরূপতা, উচ্চতর ডিফিউশন তাপমাত্রা (সাধারণত 1000°C এর উপরে) এবং দীর্ঘতর ডিফিউশন সময় (ফিল্ম গঠনে প্রায়শই 240 মিনিট পর্যন্ত সময় লাগে) অন্তর্ভুক্ত, যা জংশন গঠন পর্যায়ে সরঞ্জাম এবং উৎপাদন খরচ বাড়ায়।

প্রক্রিয়া প্রবাহ

ডিফিউশন দুটি উপায়ে সম্পন্ন হয়। প্রি-ডিপোজিশন ডিফিউশন (BSG জমা করার ধাপ) নিম্ন তাপমাত্রা ব্যবহার করে এবং ওয়েফারকে একটি সম্পৃক্ত অমেধ্য বায়ুমণ্ডলে রাখে, তাই পৃষ্ঠের অমেধ্য ঘনত্ব স্থির থাকে; এটি ধ্রুবক পৃষ্ঠ উৎস ডিফিউশন নামে পরিচিত। পুনর্বণ্টন ডিফিউশন অক্সিজেন-সমৃদ্ধ বায়ুমণ্ডলে উচ্চ তাপমাত্রায় BSG থেকে বোরনকে ওয়েফারে ঠেলে দেয় বাহ্যিক অমেধ্য ছাড়া; এখানে পৃষ্ঠের ঘনত্ব সময়ের সাথে পরিবর্তিত হয়, যাকে সীমিত পৃষ্ঠ উৎস ডিফিউশন বলা হয়, যার গাউসীয় অমেধ্য বণ্টন থাকে।

সাধারণ প্রক্রিয়া ধাপগুলি হল: নিম্নচাপে পৌঁছানোর জন্য ভ্যাকুয়াম পাম্পিং; ডিফিউশন তাপমাত্রায় (800-900°C) গরম করা; তাপমাত্রা ধরে রেখে চাপ আরও কমানো; নিম্নচাপে ফুটো সনাক্তকরণ; পরবর্তী ডিফিউশন ধাপকে ধীর করতে এবং বোরন ডিফিউশনকে আরও একরূপ করতে 1nm SiO2 স্তর গঠনের জন্য প্রি-অক্সিডেশন; সক্রিয় প্রি-ডিপোজিশন এবং প্যাসিভ ড্রাইভ-ইনের জন্য বোরন উৎস প্রবর্তন করে ডিফিউশন/ডিপোজিশন; ডিফিউশন হার এবং গভীরতা বাড়াতে 900°C এর উপরে আরও গরম করা; বোরন সামগ্রী নিয়ন্ত্রণ করতে, জংশন গভীর করতে, একটি প্রতিরক্ষামূলক স্তর গঠন করতে এবং সাবস্ট্রেট অমেধ্য অপসারণ করতে 100nm এর বেশি SiO2 স্তর গঠনের জন্য পোস্ট-অক্সিডেশন; নিরাপদ টিউব-খোলার তাপমাত্রায় শীতল করা; এবং N2 দিয়ে ভ্যাকুয়াম ভেঙে বায়ুমণ্ডলীয় চাপ পুনরুদ্ধার করা।

3. BSG অপসারণ এবং ক্ষারীয় এচিং

BSG অপসারণ

বোরন ডিফিউশনের পর, ওয়েফারের পিছন এবং প্রান্তে একটি পুরু BSG স্তর (40-100nm অক্সাইড) থাকে। এই বোরোসিলিকেট গ্লাস স্তর পরবর্তী প্রক্রিয়াগুলিতে বিরূপ প্রভাব ফেলে এবং PN জংশন লিকেজ সৃষ্টি করতে পারে, তাই ডোপিংয়ের পরে রাসায়নিক এচিং এবং পরিষ্কার করা প্রয়োজন। ক্ষারীয় এচিংয়ের আগে, একটি ইনলাইন সিঙ্গেল-সাইড HF প্রক্রিয়া পিছন এবং প্রান্তের BSG অপসারণ করে, যখন সামনের BSG ক্ষারীয় এচিংয়ের সময় মাস্ক হিসাবে সংরক্ষিত থাকে সামনের কাঠামো রক্ষা করতে।

ওয়েফার প্রথমে ইনলাইন HF পরিষ্কার সরঞ্জামে প্রবেশ করে, যেখানে প্রায় 60% HF পিছনের BSG দ্রবণে দ্রবীভূত করে যখন একটি জল ফিল্ম সামনের BSG রক্ষা করে, তারপর প্রায় 0.5 মিনিট বিশুদ্ধ জল ধোয়া হয়। ক্রমটিতে রয়েছে: SiO2 এর হাইড্রোফিলিসিটি ব্যবহার করে জল ফিল্ম প্রয়োগ করে সামনের BSG রক্ষা করা; পিছন এবং প্রান্তের BSG এর HF এচিং; সম্ভাব্য দূষিত জল ফিল্ম রিফ্রেশ করতে জল বন্দুক ধাপ; অবশিষ্ট HF অপসারণের জন্য জল ধোয়া; অবশিষ্ট অমেধ্য আয়ন অপসারণের জন্য অ্যাসিড পরিষ্কার; এবং সামনের জল ফিল্ম শুকানো।

ক্ষারীয় এচিং

ক্ষারীয় এচিংয়ের উদ্দেশ্য হল পিছন এবং প্রান্তের PN জংশন অপসারণ করে লিকেজ প্রতিরোধ করা, এবং পিছনের প্যাসিভেশনের প্রস্তুতির জন্য একটি অভিন্ন, পরিষ্কার পিছনের মরফোলজি তৈরি করা।

দুটি প্রধান পদ্ধতি রয়েছে। সেকেন্ডারি টেক্সচারিং প্রথম টেক্সচারিংয়ের মতো নীতিতে অনুরূপ, তবে সংযোজনকারী BSG এবং ক্ষারের মধ্যে প্রতিক্রিয়া হার কমাতে হবে। ক্ষারীয় পলিশিং উচ্চ-ঘনত্বের ক্ষার এবং সংযোজনকারী ব্যবহার করে ক্ষার-সিলিকন প্রতিক্রিয়া ত্বরান্বিত করে, অ্যানিসোট্রপিক এচিং বৈশিষ্ট্য দুর্বল করে এবং একটি উচ্চ প্রতিফলিত পলিশড মরফোলজি গঠন করে। ক্ষারীয় এচিং সংযোজনকারী সামনের BSG রক্ষা করে, ক্ষারের সাথে এর প্রতিক্রিয়া হার কমিয়ে অতিরিক্ত এচিং প্রতিরোধ করে, পরবর্তী ধাপের জন্য BSG কে মাস্ক হিসাবে রাখে, হাইড্রোজেন বুদবুদ মুক্ত করতে পৃষ্ঠের টান কমায়, ভেজানো উন্নত করে এবং নিউক্লিয়েশন ঘনত্ব বাড়ায়।

4. জমা এবং প্রলেপ

এই পর্যায়ে টানেল অক্সাইড (TOX), পলি-Si স্তর এবং মাস্ক জমা করা হয়। জমা প্রধানত ভ্যাকুয়াম বাষ্প পর্যায়ে ঘটে এবং এটি ফিজিক্যাল ভেপর ডিপোজিশন (PVD), কেমিক্যাল ভেপর ডিপোজিশন (CVD) এবং অ্যাটমিক লেয়ার ডিপোজিশন (ALD) এ বিভক্ত করা যেতে পারে। PVD একটি উপাদান উৎসকে পরমাণু, অণু বা আয়নে বাষ্পীভূত করে এবং নিম্ন চাপে সাবস্ট্রেটে জমা করে; CVD সাবস্ট্রেটে রাসায়নিক বিক্রিয়ার মাধ্যমে জমা তৈরি করে; এবং ALD একক পারমাণবিক স্তর হিসাবে স্তরে স্তরে উপাদান জমা করে।

টানেল অক্সাইড স্তর (TOX)

টানেল অক্সাইড স্তরটি কোয়ান্টাম টানেলিং প্রভাবের উপর ভিত্তি করে তৈরি, যা একটি অতি-পাতলা অক্সাইড (সাধারণত 1-2nm) বাধা হিসেবে ব্যবহার করে। এন-টাইপ সিলিকন সাবস্ট্রেট এবং ডোপড পলি-সি স্তরের মধ্যে এটি ক্যারিয়ার-সিলেক্টিভ পরিবহন সক্ষম করে: ইলেকট্রন (সংখ্যাগরিষ্ঠ ক্যারিয়ার) অক্সাইডের মধ্য দিয়ে টানেল করে পলি-সি স্তরে প্রবেশ করে, যখন হোল (সংখ্যালঘু ক্যারিয়ার) উচ্চতর বাধা উচ্চতা (প্রায় 4.5-4.8eV) সম্মুখীন হয় এবং ব্লক হয়। এটি ব্যান্ড বেন্ডিং এবং ফিল্ড-ইফেক্ট প্যাসিভেশনও তৈরি করে, যেখানে ডোপড পলি-সি এবং সাবস্ট্রেটের মধ্যে কাজের ফাংশনের পার্থক্য ইন্টারফেস এনার্জি ব্যান্ডকে বাঁকিয়ে দেয় এবং একটি ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক ফিল্ড গঠন করে যা সংখ্যাগরিষ্ঠ ক্যারিয়ার বাড়ায় এবং সংখ্যালঘু ক্যারিয়ারকে প্রতিহত করে, আরও ইন্টারফেস রিকম্বিনেশন হ্রাস করে।

অক্সাইডটি থার্মাল অক্সিডেশন (LPCVD এর সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ) অথবা PECVD, PEALD এবং থার্মাল অক্সিডেশন (PECVD এর সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ) দ্বারা প্রস্তুত করা যেতে পারে। ফিল্ম ঘনত্বের দিক থেকে, PEALD সর্বোত্তম প্যাসিভেশন দেয় তবে উচ্চতর সরঞ্জাম খরচে, যখন থার্মাল অক্সিডেশন এবং PECVD আরও ভাল অর্থনীতি প্রদান করে। ALD সাধারণত প্রায় 0.7nm দেয়, থার্মাল অক্সিডেশন প্রায় 1.3nm দেয়, এবং টানেলিং মেকানিজম সাধারণত 1.6nm এর নিচে পুরুত্বে অর্জিত হয়। LPCVD আরও পরিপক্ক, সহজ নিয়ন্ত্রণ এবং উচ্চ ফিল্ম মানের মতো সুবিধা সহ, তবে সামনের প্রান্তে একটি র্যাপ-এরাউন্ড ডোপড পলি-সি স্তর তৈরি করে যা পরিষ্কার করতে হয় এবং ফিল্ম রেট ধীর। PECVD পলি-সি একটি নতুন প্রযুক্তি যার দ্রুত জমা, ইন-সিটু ডোপিং এবং কম র্যাপ-এরাউন্ড রয়েছে, তবে এর পরিপক্কতা এখনও উন্নতির প্রয়োজন এবং উচ্চ-তাপমাত্রা অ্যানিলিংয়ের সময় ধুলো, উচ্চ হাইড্রোজেন সামগ্রী এবং বুদবুদ গঠনের সমস্যা হতে পারে।

পলি-সি স্তর

পলিক্রিস্টালাইন সিলিকন (পলি) অগণিত ক্ষুদ্র সিলিকন দানা দিয়ে তৈরি, যার দানার আকার সাধারণত দশ থেকে শত ন্যানোমিটার এবং তাদের মধ্যে দানা সীমানা থাকে। পলি-সি স্তরটি সাধারণত ফসফরাস ডোপড হয়ে উচ্চ ডোপড এন-টাইপ পলি-সি গঠন করে, যা পরিবাহিতা উন্নত করে, ক্যারিয়ার-সিলেক্টিভ পরিবহন সক্ষম করে এবং সাবস্ট্রেটের সাথে ভাল ওমিক যোগাযোগ গঠন করে।

পলি-Si প্রস্তুতিতে জমা এবং ডোপিং উভয়ই জড়িত। জমা প্রধানত LPCVD বা PECVD ব্যবহার করে, যার পুরুত্ব প্রায় 100-150nm; নিরাকার ফিল্ম অ্যানিলিংয়ের সময় স্ফটিকতা পরিবর্তন করে, মাইক্রোক্রিস্টালাইন-নিরাকার মিশ্র পর্যায় থেকে পলিক্রিস্টালাইনে রূপান্তরিত হয় এবং প্যাসিভেশন সক্রিয় করে। ডোপিংয়ের জন্য, LPCVD সাধারণত প্রথমে একটি অন্তর্নিহিত পলি-Si স্তর জমা করে এবং তারপর ডিফিউশন ফার্নেস বা আয়ন ইমপ্লান্টেশনের মাধ্যমে ফসফরাস ডোপিং সম্পন্ন করে (এক্স-সিটু ডোপিং), কারণ ধীর LPCVD জমার সময় ডোপিং এটিকে আরও ধীর করে দেবে। PECVD-এর ফিল্ম দক্ষতা বেশি এবং এটি আবরণের সময় ফসফরাস ডোপিং সম্পন্ন করতে পারে (ইন-সিটু ডোপিং)। LPCVD, পলি-Si-এর মূলধারার প্রযুক্তি, সিলেন (SiH4) তাপীয়ভাবে পচিয়ে সিলিকন পরমাণুতে রূপান্তরিত করে যা একটি ফিল্মে জমা হয়। মনে রাখবেন যে মোটা পলি-Si বেশি গুরুতর FCA (পরজীবী) ক্ষতি এবং বৃহত্তর শর্ট-সার্কিট কারেন্ট ক্ষতি ঘটায় এবং উচ্চতর ফসফরাস ডোপিং FCA শোষণ এবং কারেন্ট ক্ষতি বাড়ায়।

মাস্ক স্তর

মাস্ক স্তর সাধারণত পলি-Si জমার পরে প্রায় 10nm পুরু একটি SiO2 ফিল্ম যা পিছনের কাঠামো রক্ষা করার জন্য উত্থিত হয়, প্রধানত পরবর্তী ভেজা প্রক্রিয়াগুলিকে পলি-Si স্তর খোদাই করা থেকে বিরত রাখে। ট্যাঙ্ক-টাইপ ভেজা সরঞ্জামে পিছনের কাঠামো যাতে ক্ষতিগ্রস্ত না হয় তা নিশ্চিত করার জন্য, পলি প্রক্রিয়ার পরে সিলেন এবং নাইট্রাস অক্সাইড ব্যবহার করে পিছনের পৃষ্ঠে একটি SiOx মাস্ক (প্রায় 10nm) উত্থিত হয় (লক্ষ্য করুন: সিলেন এবং অক্সিজেন অ-ভ্যাকুয়াম পরিবেশে বিস্ফোরণের ঝুঁকি বহন করে)।

প্রক্রিয়া ধাপগুলি হল: ভ্যাকুয়াম প্রিহিটিং ওয়েফারকে প্রয়োজনীয় তাপমাত্রায় আনা; অন্তর্নিহিত সিলিকন উৎসের প্রি-ডিপোজিশন (শুধু গ্যাস, কোন RF নেই, টিউবটি সমানভাবে পূরণ করতে এবং চাপ স্থিতিশীল করতে); অন্তর্নিহিত সিলিকন উৎসের জমা (RF চালু, একটি আনডোপড ফিল্ম জমা করতে যা ডোপড পলি থেকে ফসফরাসকে ব্লক এবং বাফার করে); ডোপড সিলিকন উৎসের প্রি-ডিপোজিশন (শুধু গ্যাস); ডোপড সিলিকন উৎসের জমা (RF চালু, ফসফরাস-ডোপড পলি ফিল্ম জমা করতে); PECVD SiOx দ্বারা অক্সাইড মাস্ক গঠন; এবং N2/Ar পুর্জিং টিউব থেকে SiH4 এবং N2O বের করে দিতে যাতে ফার্নেস দরজা খোলার সময় দহন রোধ হয়।

5. অ্যানিলিং

অ্যানিলিংয়ের উদ্দেশ্য হল PECVD দ্বারা উত্থিত নিরাকার সিলিকনকে পলিক্রিস্টালাইন সিলিকনে রূপান্তর করা, ফসফরাস পরমাণু সক্রিয় করা এবং জংশনের গভীরতা বাড়ানো এবং পিনহোল গঠন করা। প্রক্রিয়াটি BN2 (বোরন নাইট্রাইড) প্রবর্তন করে এবং ধীরে ধীরে 890-920°C তে উত্তপ্ত করে, যেখানে BN2 উচ্চ তাপমাত্রায় চালিত হয় পলি ফিল্মের ফসফরাস পরমাণু সক্রিয় করতে এবং কার্যকর ডোপিং গঠন করতে।

অ্যানিলিং এবং TOX-এর মধ্যে একটি সম্পর্ক রয়েছে: টানেল অক্সাইড অপরিবর্তিত রেখে, অ্যানিলিং তাপমাত্রা বৃদ্ধি করলে বেশি পিনহোল এবং ইন-ডিফিউশন তৈরি হয়, যা যোগাযোগ প্রতিরোধ ক্ষমতা কমায় এবং FF উন্নত করে, পাশাপাশি প্যাসিভেশন প্রয়োজনীয়তা পূরণ করে; একই অ্যানিলিং তাপমাত্রায়, একটি মোটা টানেল অক্সাইড বেশি পিনহোল এবং ইন-ডিফিউশন এবং উচ্চ স্যাচুরেশন কারেন্ট তৈরি করে।

6. PSG অপসারণ এবং RCA পরিষ্কার

PEALD দ্বারা n+-poly-Si ফিল্ম জমা করার সময়, ওয়েফারের সামনের দিকে একটি স্থানীয় n+-poly স্তর তৈরি হয়, যা একটি পাতলা Mask (SiOx) ফিল্ম দ্বারা আবৃত থাকে। একক-পার্শ্ব HF SiOx অপসারণ করে, তারপর একটি ক্ষারীয় স্নান সামনের n+-poly-Si অপসারণ করে। ওয়েফারটি শুকানোর আগে রাসায়নিক বিক্রিয়ার জন্য ক্রমিকভাবে এচিং ট্যাঙ্ক, ক্ষারীয় ট্যাঙ্ক এবং পরিষ্কার ট্যাঙ্কের মধ্য দিয়ে যায়।

RCA-র উদ্দেশ্য হল র‍্যাপ-এরাউন্ড প্লেটিং অপসারণ এবং প্রান্ত লিকেজ প্রতিরোধের জন্য প্রান্ত এচিং করা, এবং সামনের ও পিছনের BSG এবং মাস্ক অপসারণ করে ওয়েফার পরিষ্কার করা এবং সামনের ও পিছনের প্যাসিভেশন ফিল্মের জন্য প্রস্তুতির জন্য ডিহাইড্রেট করা। যেহেতু পলি হল পলিক্রিস্টালাইন সিলিকন, তাই র‍্যাপ-এরাউন্ড অপসারণের জন্য উচ্চ ঘনত্বের ক্ষার এবং সংযোজন সহ ক্ষারীয় পলিশিং ব্যবহার করা হয়।

RCA সংযোজনগুলি অজৈব পদার্থ এবং অবশিষ্ট পণ্য পরিষ্কার করে পৃষ্ঠের ভেজানো উন্নত করে, OH- এবং সিলিকনের মধ্যে বন্ধন ত্বরান্বিত করতে প্রতিক্রিয়া অনুঘটক হিসাবে কাজ করে এবং র‍্যাপ-এরাউন্ড ও প্রান্ত এচিং গতি বাড়ায় এবং সিলিকন ডাই অক্সাইডের ক্ষার এচিং হার কমিয়ে সামনের BSG এবং পিছনের মাস্ককে অতিরিক্ত এচিং থেকে রক্ষা করে।

প্রক্রিয়া ধাপগুলি হল: N2 অ্যানিলিংয়ের পরে সামনের এবং প্রান্তে গঠিত PSG অপসারণের জন্য ইনলাইন HF, পিছনের পলি রক্ষার জন্য পিছনের PSG অক্ষত রেখে; অতিরিক্ত সামনের এবং প্রান্তের পলি অপসারণের জন্য NaOH এবং সংযোজন সহ ক্ষারীয় পলিশিং; অবশিষ্ট সংযোজন এবং অমেধ্য অপসারণের জন্য ক্ষারীয় ধোয়া; অবশিষ্ট ক্ষার নিরপেক্ষ এবং ধাতব আয়ন অপসারণের জন্য অ্যাসিড পরিষ্কার; জলছাপ প্রতিরোধের জন্য একটি রোবট সহ কক্ষ তাপমাত্রার ডিওনাইজড জল ব্যবহার করে ধীর টান-আউট; এবং ওয়েফার এবং ক্যারিয়ারে তরল অবশিষ্ট রোধ করতে 90°C তাপমাত্রায় শুকানো।

7. ALD (পারমাণবিক স্তর জমা)

পারমাণবিক স্তর জমা (ALD) প্রক্রিয়ায়, উপাদানটি সাবস্ট্রেটের উপর একক পারমাণবিক স্তর হিসাবে জমা হয় এবং এর স্ব-সীমাবদ্ধ প্রকৃতি দ্বারা চিহ্নিত করা হয়, যা ALD-এর ভিত্তি। সময় বা স্থানিক ব্যবধানের মাধ্যমে, সাবস্ট্রেটটি পর্যায়ক্রমে বিভিন্ন পূর্বসূরীর সংস্পর্শে আসে। যখন সাবস্ট্রেটটি পূর্বসূরী A-এর বায়ুমণ্ডলে থাকে, তখন A রাসায়নিকভাবে পৃষ্ঠে শোষিত হয় যতক্ষণ না সম্পৃক্ততা অর্জিত হয়, তারপর বন্ধ হয়ে যায়; যখন পূর্বসূরী B-এর সংস্পর্শে আসে, তখন B ইতিমধ্যে শোষিত A-এর সাথে বিক্রিয়া করে, উপজাত উৎপন্ন করে যতক্ষণ না প্রথম পূর্বসূরী সম্পূর্ণরূপে গ্রাসিত হয় এবং বিক্রিয়া স্বয়ংক্রিয়ভাবে বন্ধ হয়ে যায়, প্রয়োজনীয় পারমাণবিক স্তর গঠন করে। ALD এই বিক্রিয়াটি পুনরাবৃত্তি করে কাঙ্ক্ষিত ফিল্ম তৈরি করে।

ওয়েফারের পিছনের দিকে, AlOx প্যাসিভেশন পিছনের পৃষ্ঠের পুনর্মিলন হার হ্রাস করে। অ্যালুমিনিয়াম অক্সাইড স্থির ঋণাত্মক চার্জ বহন করে যা ওয়েফার পৃষ্ঠের অ্যালুমিনিয়াম অক্সাইড এবং সিলিকন অক্সাইডের মধ্যবর্তী ইন্টারফেসে অবস্থিত; এই উচ্চ-ঘনত্বের ঋণাত্মক চার্জ কার্যকর ক্ষেত্র প্যাসিভেশন নিশ্চিত করে। অ্যালুমিনিয়াম অক্সাইড চমৎকার রাসায়নিক প্যাসিভেশনও প্রদান করে, স্ফটিক সিলিকন পৃষ্ঠের ড্যাংলিং বন্ডগুলিকে সম্পৃক্ত করে এবং ইন্টারফেস অবস্থার ঘনত্ব হ্রাস করে।

প্রক্রিয়া ধাপগুলি হল: প্রাক-জমা (শুধুমাত্র গ্যাস, কোন RF নেই, টিউবটি সমানভাবে পূর্ণ করা এবং চাপ স্থিতিশীল করা, গ্যাসের অপচয় এবং নিরাপত্তা ঝুঁকি এড়াতে সংক্ষিপ্ত রাখা); জমা (RF চালু, TMA প্লাজমা গঠন করে যা পৃষ্ঠের সাথে বিক্রিয়া করে AlOx গঠন করে, তারপর নিষ্ক্রিয় গ্যাস পরিশোধন, 40 চক্রের জন্য পুনরাবৃত্তি); এবং Ar পরিশোধন TMA এবং O2 কে টিউব থেকে বের করে দেওয়ার জন্য যাতে চুল্লির দরজা খোলার সময় TMA জ্বলতে না পারে।

8. সামনে এবং পিছনে সিলিকন নাইট্রাইড (SiNx)

SiNx আবরণ বিভিন্ন উদ্দেশ্যে কাজ করে। এটি কোষের পৃষ্ঠকে রক্ষা করে, যেহেতু সিলিকন নাইট্রাইডের খুব উচ্চ শক্তি রয়েছে যা 1200°C পর্যন্ত সহ্য করতে পারে, প্রায় সমস্ত অজৈব অ্যাসিড এবং 30% এর নিচে NaOH-এর বিরুদ্ধে চমৎকার রাসায়নিক জারা প্রতিরোধ ক্ষমতা রয়েছে এবং এটি একটি উচ্চ-কার্যক্ষমতা সম্পন্ন বৈদ্যুতিক অন্তরক। এটি অ্যান্টি-রিফ্লেকশন প্রদান করে, বাতাসে সর্বোত্তম একক স্তর প্রতিসরাঙ্ক 1.96; সিলিকন উপাদান বৃদ্ধি পৃষ্ঠ প্যাসিভেশন শক্তিশালী করে, এবং সাহিত্যে 2.3 প্রতিসরাঙ্কে পৃষ্ঠ পুনর্মিলন বেগ 20cm/s এর নিচে নেমে যাওয়ার কথা বলা হয়েছে, 2.1 এবং 2.3 এর মধ্যে সর্বোত্তম বাল্ক প্যাসিভেশন সহ। এটি এর ঘন কাঠামোর মাধ্যমে জারণও প্রতিরোধ করে। TOPCon সামনের ইমিটার প্যাসিভেশন প্রধানত অ্যালুমিনিয়াম অক্সাইড প্লাস SiNx:H ফিল্ম ব্যবহার করে, যখন পিছনের প্যাসিভেশন প্রধানত পলি-Si ব্যবহার করে।

SiNx প্যাসিভেশন প্রক্রিয়া দুটি উপায়ে কাজ করে। রাসায়নিক প্যাসিভেশন ড্যাংলিং বন্ড হ্রাস করে ইন্টারফেস ডিফেক্ট ঘনত্ব কমায়, হয় পৃষ্ঠের স্তর তৈরি করে যা পরমাণুকে ড্যাংলিং বন্ড সম্পৃক্ত করার জন্য পর্যাপ্ত সময় এবং শক্তি দেয়, অথবা হাইড্রোজেন সমৃদ্ধ ডাইইলেকট্রিক ফিল্ম জমা করে এবং সিন্টারিংয়ের সময় হাইড্রোজেন মুক্ত করে যাতে এটি ড্যাংলিং বন্ডের সাথে বন্ধন তৈরি করে। ফিল্ড-ইফেক্ট প্যাসিভেশন পৃষ্ঠের কাছে একটি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র তৈরি করে পৃষ্ঠে পৌঁছানো সংখ্যালঘু বাহকের সংখ্যা হ্রাস করে, যা একই মেরুত্বের বাহককে প্রতিহত করে, এটি উচ্চ পৃষ্ঠ ডোপিং ঘনত্ব হ্রাস করে বা উচ্চ স্থির চার্জযুক্ত ডাইইলেকট্রিক স্তর যুক্ত করে অর্জন করা হয়।

SiNx প্রক্রিয়া ধাপগুলি হল: প্রি-ডিপোজিশন (শুধু গ্যাস, আরএফ নেই, টিউব ভর্তি এবং চাপ স্থিতিশীল করা); ডিপোজিশন 1-2-3 (আরএফ চালু, SiH4 এবং NH3 প্রবর্তন করে তিনটি SiNx স্তর তৈরি করা যার Si-N অনুপাত ধীরে ধীরে হ্রাস পায়, কারণ উচ্চতর Si-N অনুপাত উচ্চতর প্রতিসরাঙ্ক দেয়); ডিপোজিশন 4 (আরএফ চালু, SiH4, O2 এবং NH3 একটি SiONx স্তর তৈরি করে); ডিপোজিশন 5 (আরএফ চালু, SiH4 এবং O2 একটি SiO2 স্তর তৈরি করে); এবং লাইন ও টিউব থেকে প্রতিক্রিয়াশীল গ্যাস অপসারণ এবং চুল্লির দরজা খোলার সময় SiH4 বিস্ফোরণ রোধ করতে N2 পিউরজিং।

9. স্ক্রিন প্রিন্টিং (মেটালাইজেশন)

টেক্সচারিং, ডিফিউশন এবং আবরণ পিএন জংশন ও প্যাসিভেশন সম্পন্ন করার পর, কোষ আলোর অধীনে কারেন্ট উৎপন্ন করতে পারে। এই কারেন্ট নিষ্কাশন ও সংগ্রহ করতে, কোষের পৃষ্ঠে সামনের ও পিছনের ইলেকট্রোড মুদ্রিত হয়, সাধারণত স্ক্রিন প্রিন্টিং, শুকানো এবং সিন্টারিংয়ের মাধ্যমে।

স্ক্রিন প্রিন্টিং সিস্টেম পাঁচটি উপাদান নিয়ে গঠিত: স্কুইজি, কালি (পেস্ট), স্ক্রিন, সাবস্ট্রেট (ওয়েফার) এবং প্রিন্টিং প্ল্যাটফর্ম। উপযুক্ত পেস্ট প্রিন্টিং কর্মক্ষমতা (সান্দ্রতা, শিয়ার-থিনিং ক্ষমতা) বৃহৎ আকারের ভর মুদ্রণের পূর্বশর্ত, এবং স্ক্রিন মেশ কাউন্ট, তারের ব্যাস এবং ডিজাইন করা লাইন প্রস্থ মূলত মুদ্রিত আকৃতি নির্ধারণ করে। অপারেশনে, পেস্ট প্যাটার্নযুক্ত জাল খোলার মধ্য দিয়ে যায় এবং একটি স্কুইজি স্ক্রিন জুড়ে চলার সময় চাপ প্রয়োগ করে, পেস্টটিকে প্যাটার্ন খোলা থেকে ওয়েফারের উপর চাপ দেয়। পেস্টের সান্দ্রতা এটিকে সীমার মধ্যে আটকে রাখে এবং স্কুইজি স্ক্রিন ও সাবস্ট্রেটের সাথে রৈখিক যোগাযোগ বজায় রাখে, যোগাযোগ রেখাটি স্কুইজির সাথে চলতে থাকে এবং মুদ্রণ স্ট্রোক সম্পন্ন করে।

পেস্টটিকে অবশ্যই ব্যাপক উৎপাদনের জন্য চমৎকার মুদ্রণযোগ্যতা, কম যোগাযোগ প্রতিরোধ ক্ষমতা এবং উচ্চতর FF-এর জন্য ইমিটারের সাথে ভাল ওহমিক যোগাযোগ, ধাতবকরণ-প্ররোচিত Voc ক্ষতি সীমিত করতে ইমিটারের ন্যূনতম ক্ষতি এবং কারেন্ট ক্ষতি কমাতে সর্বনিম্ন সম্ভাব্য বাল্ক প্রতিরোধ ক্ষমতা প্রদান করতে হবে। প্রক্রিয়া ধাপগুলি হল: পেস্টের জৈব পদার্থ বাষ্পীভূত করতে শুকানো; গ্লাস ফ্রিট গলাতে, সিলভার কণা দ্রবীভূত করতে এবং প্যাসিভেশন স্তর খুলতে প্রি-সিন্টারিং; গ্লাসে আরও ধাতু দ্রবীভূত করতে এবং একসাথে বন্ধন করতে সিন্টারিং; এবং শীতলকরণ যাতে গ্লাসে দ্রবীভূত ধাতু পৃষ্ঠে জমা হয়, ধাতু এবং অর্ধপরিবাহীর মধ্যে ওহমিক যোগাযোগ তৈরি করে।

উপসংহার

TOPCon উৎপাদন প্রক্রিয়া হল টেক্সচারিং, ডোপিং, প্যাসিভেশন, ডিপোজিশন, অ্যানিলিং এবং মেটালাইজেশন ধাপগুলির একটি নির্ভুল ক্রম, যার প্রতিটি উচ্চতর রূপান্তর দক্ষতার জন্য ক্যারিয়ার নির্বাচনীতা সর্বাধিক করতে এবং পুনর্মিলন কমাতে ডিজাইন করা হয়েছে।

ooitech-এর দৃষ্টিভঙ্গি: ooitech বিশ্বাস করে যে TOPCon-এর উচ্চ দক্ষতা টানেল অক্সাইড এবং প্যাসিভেটেড কন্টাক্ট প্রযুক্তির সমন্বয় থেকে আসে, যেখানে প্রতিটি পরিষ্কার, ডিপোজিশন এবং অ্যানিলিং ধাপ ক্যারিয়ার নির্বাচনীতা এবং পৃষ্ঠ প্যাসিভেশনের সীমা ঠেলে দেওয়ার জন্য একসাথে কাজ করে।

সম্পর্কিত পড়া: ফটোভোল্টাইক মডিউলের উৎপাদন প্রক্রিয়া এবং প্রযুক্তি · কিভাবে একটি সোলার প্যানেল উৎপাদন লাইন কাজ করে