محلول های اچینگ شیمیایی خشک و مرطوب برای آماده سازی سطح پردازش سلول های خورشیدی Topcon

• پیشرفت‌های اخیر در شیمی مرطوب مربوط به PERC و HJT نیز می‌تواند برای بهبود TOPCon اعمال شود.
• ابزارهای حذف قطره چکان BSG و تک طرفی به تغییرات خاص TOPCon در میان نیمکت های مرطوب نیاز دارند
• فناوری حکاکی خشک اتمسفر از فتوولتائیک های Nine به خوبی با الزامات حذف پوشش از سلول های TOPCon مطابقت دارد.

در حالی که هسته اصلی TOPCon نهفته در رسوب اکسید تونل زنی و لایه پلی سیلیکون، تولید این سلول ها، مشابه PERC، نیازمند مراحل پردازشی متعددی است که قابل ذکر است، هرچند حیاتی نیست. برخی از فرآیندهایی که بخشی از جریان فرآیند PERC هستند، بهینه‌سازی یا بهینه‌سازی شده‌اند، در حالی که مراحل کاملاً جدیدی نیز مورد نیاز است. مانند هر فناوری سلولی دیگر، TOPCon نیز با آماده سازی سطح شروع می شود، که نیاز به بهینه سازی دارد.

درمان مرطوب شیمیایی: در حالی که لزوماً تنها TOPCon را هدف قرار نمی دهد، پیشرفت های کلیدی که در منطقه مرطوب رخ می دهد قطعاً می تواند از پیشرفت های ایجاد شده برای سایر معماری های سلولی بهره مند شود. در حالی که دو ابزار تولید باید برای فرآیند TOPCon تطبیق داده شوند - BSG و ابزارهای حذف قطره چکان یک طرفه -، بهبود با سایر مراحل تصفیه شیمیایی مرطوب نیز در طرح بزرگتر موارد مهم است. رنا پلتفرم‌های ابزار خود را برای ابزارهای دسته‌ای که برای اچ کردن آسیب اره و بافت‌دهی استفاده می‌شوند، بهبود بخشیده است. Kuhnlein از RENA که در کنفرانس با راندمان بالا TaiyangNews ارائه کرد، اشاره کرد که جدیدترین پیشرفت‌های مرتبط با این ابزارهای دسته‌ای، توانایی قرار دادن ویفرهای بزرگتر و پردازش حامل‌ها با چگالی بارگذاری بالا است. به گفته Kuehnlein، با بهبود کیفیت ویفر به طور کلی و پیشرفت‌ها در زمینه افزودنی‌ها، امکان حذف کامل مرحله حذف آسیب اره از توالی PERC وجود دارد که می‌تواند به TOPCon نیز کمک کند.

یکی دیگر از توسعه‌های PERC که می‌تواند به TOPCon نیز کمک کند، اندازه و بازتاب هرم بهینه‌شده است. وضعیت فعلی هنر، اندازه هرم 1 تا 3 میکرومتر و بازتاب 9.9 تا 10.1 درصد با monoTEXH2.3 است. در حالی که رویکردهایی وجود دارد که می تواند اندازه هرم را از 0.5 به 3 میکرومتر و بازتاب متناظر آن 8.9 تا 10٪ کاهش دهد، مورد دوم فقط برای تعداد محدودی از اجراهای حدود 20 به دست می آید. RENA در حال کار بر روی یک فرآیند پایدارتر است که می تواند برای بیش از 200 اجرا دوام بیاورد، و توزیع اندازه هرم را در حدود 0.5 میکرومتر در حدود 2٪ منعکس می کند.

RENA از تجربه خود با HJT دریافت که تمیز کردن پس از بافت پتانسیل افزایش کارایی را دارد - تا 0.05٪ با PERC - که می تواند در پردازش TOPCon نیز پیاده سازی شود.

به منظور حذف پوشش، RENA یک پلت فرم ابزار حکاکی درون خطی به نام InPolySide را تبلیغ می کند. در طول مرحله اچینگ یک طرف قلیایی برای جدا کردن پلی، BSG در سمت امیتر سلول از اچ کردن امیتر جلوگیری می کند و فرآیند دقیقاً یک طرفه است، به این معنی که قسمت عقب کاملاً بدون تأثیر باقی می ماند. پس از مرحله استریپ، لیوان حکاکی می شود.

حکاکی خشک اتمسفر: به عنوان جایگزینی برای محلول های شیمیایی مرطوب برای از بین بردن پوشش، فتوولتائیک ناین مستقر در دوبلین، ایرلند، یک راه حل نوآورانه را ترویج می کند. این شرکت یک فرآیند اختصاصی به نام ADE ایجاد کرده است که مخفف عبارت Atmospheric Dry Etching است. این شرکت از سال 2010 فرآیند اچینگ خشک را به عنوان جایگزینی برای فرآیندهای شیمیایی مرطوب مورد استفاده در تولید سلول های PV توسعه داده است. چیزی که این فناوری را منحصربه‌فرد می‌کند این است که بافت خشک را در فشار اتمسفر انجام می‌دهد و نیاز به خلاء و پلاسما را که هم اجزای اصلی و هم محرک‌های هزینه در فناوری‌های معمولی حکاکی خشک هستند، از بین می‌برد.

ناحیه واکنش راکتور با استفاده از پرده های گازی از بقیه جدا می شود. این فرآیند به صورت درون خطی انجام می شود. ویفرها با استفاده از یک حامل ویفر گرم شده وارد دستگاه می شوند. یک گاز حکاکی که فلوئور است (F₂) از نظر حرارتی به منظور تفکیک مولکول ها فعال می شود. سپس اچانت از طریق یک دستگاه توزیع مهندسی شده خاص به ویفرها تحویل داده می شود تا عمق اچ، بافت و یکنواختی ایجاد شود. کلچارد تصریح می کند که این فناوری هیچ تأثیر نامطلوب خاصی بر محیط زیست ندارد. تصور فلوئور به عنوان یک گاز حکاکی، خود زنگ خطر گازهای گلخانه ای را به صدا در می آورد. با این حال، بر خلاف SF معمولا استفاده می شود₆ با پتانسیل بالای گرمایش جهانی برای اچینگ خشک، فلوئور مولکولی مورد استفاده توسط ناین پتانسیل گرمایش جهانی صفر دارد.

این ابزار، زمانی که در سال 2017 معرفی شد، عمدتاً برای بافت‌دهی، به‌طور خاص، برای چندبلوری طراحی شده بود، که در آن دستاوردهای بازتابی ADE بسیار بالاتر از آن چیزی است که می‌توان با راه‌حل‌های شیمیایی مرطوب به دست آورد. با این حال، با تغییر بازار به سمت تک کریستالی، ناینز فتوولتائیک نیز تمرکز خود را به جریان اصلی PERC و سایر فناوری‌های پیشرفته معطوف کرد. در حالی که این فناوری هنوز مزایای خود را در بافت سازی به پیش می برد، ADE کاربرد جذاب تری در پردازش سلولی TOPCon پیدا کرد. با توجه به ماهیت تک جانبی فرآیند، می توان آن را به طور موثر برای حذف پوشش استفاده کرد. "چه چیزی بیشتر؟" کلچارد می‌گوید: «می‌توانید حکاکی سطح و/یا حذف لبه را انتخاب کنید، زیرا این فناوری نیز انتخابی است». این بدان معناست که فرآیند Nine Photovoltaics نه تنها حکاکی را بدون ایجاد اختلال در مشخصات امیتر زیرین انجام می دهد، بلکه می توان آن را برای حذف پلی سیلیکون روی لبه های ویفر، که عامل اصلی در شنت ها و تلفات تسلیم است، مهندسی کرد. این ابزار حتی زمانی که فرآیندهای رسوب یک طرفه هستند نیز کاربرد دارد.

ناینز در حال حاضر یک خط آزمایشی را در تاسیسات خود در دوبلین راه‌اندازی می‌کند و با Fraunhofer ISE برای توسعه فرآیند سلولی شریک شده و در عین حال یک سیستم در مقیاس تحقیق و توسعه را نیز ارائه کرده است. این شرکت در حال حاضر با پلتفرم در مقیاس تولید آماده است که در 2 نوع ADE-3000 و ADE-6000 ارائه می شود. دومی ویفرها را تا اندازه M4 در شش خط و M6 تا G12 را در 4 خط پردازش می کند. این ابزار دارای توان عملیاتی به ترتیب 12,000 و 8,000 ویفر در ساعت در فاصله 12 متری است.². تعداد خطوط با ADE-3000 دقیقاً نصف است، همچنین توان عملیاتی نیز همینطور است. با این حال، این ارقام خروجی مربوط به فرآیند بافت هستند، به این معنی که ظرفیت ابزار برای اچ کردن یک طرفه در TOPCon بسیار بالاتر خواهد بود. کلچارد توضیح می‌دهد: «میزان سیلیکونی که باید ۱۰ برابر کمتر از مقداری که برای بافت‌دهی برداشته می‌شود، برداشته شود». این شرکت همچنین مایل به ارائه یک سیستم در مقیاس تحقیق و توسعه با یک خط حمل و نقل است. در مورد هزینه ها، کلچارد می گوید که هزینه ها به طور قابل توجهی کمتر از فرآیندهای شیمیایی مرطوب است و مزایای آن در تولید در مقیاس بزرگتر آشکارتر است. به گفته کلچارد، این امر با این واقعیت تسهیل می شود که گاز حکاکی را می توان در محل تولید کرد.

منبع از تایانگ نیوز