วิธีตัดเซลล์แสงอาทิตย์แบบหลายชิ้นให้ดีขึ้นได้อย่างไร?

คำตอบสั้น: การตัดเซลล์เต็มเป็นครึ่งหนึ่ง สามส่วน หรือชิ้นเล็กลงช่วยเพิ่มกำลังของโมดูลโดยลดกระแสที่แต่ละแถบนำพา ซึ่งลดการสูญเสียความต้านทานในริบบอน ประโยชน์จะลดลงเมื่อแถบเล็กลง และต้นทุนทางกลจะเพิ่มขึ้น มีสามวิธีที่โดดเด่น การเขียนด้วยเลเซอร์ตามด้วยการหักเชิงกลเป็นวิธีที่เร็วที่สุดและให้ภาระความร้อนน้อยที่สุด แต่คุณภาพขอบที่หักขึ้นอยู่กับความลึกของการเขียน การตัดเต็มรูปแบบด้วยเลเซอร์แยกเซลล์ด้วยลำแสงเพียงอย่างเดียวและให้ขอบที่สะอาดกว่าที่ความเร็วต่ำกว่า การแยกด้วยเลเซอร์เชิงความร้อนรวมเลเซอร์กับขั้นตอนการทำความเย็นเพื่อให้รอยแตกแผ่ไปตามเส้นทางที่ควบคุม ขนาดที่เกี่ยวข้องมีตั้งแต่ความยาวคลื่นเลเซอร์ 532 nm ผ่านขนาดลักษณะใกล้ 1 µm และ 20 µm ถึง 100 µm และแรงดันของแถบต่ำ — ประมาณ 0.55 V — ดังนั้นผลกำไรจึงมาจากความต้านทาน ไม่ใช่จากแรงดัน

การผลิตโมดูล PV · โดย Jerry, Ooitech

บทนำ

TOPCon, SHJ และ BC" title="วิธีตัดเซลล์แสงอาทิตย์แบบหลายชิ้นให้ดีขึ้นได้อย่างไร? ความจริงที่ขัดกับสัญชาตญาณเกี่ยวกับการสูญเสียที่ขอบในเซลล์ชนิด n-type TOPCon, SHJ และ BC"/>

为了追求更高的组件功率，工程师们常常将一个大电池片切成1/2、1/3甚至更多的“小电池片”，然后在组件内将它们串联和并联。关键在于减小电流并降低电阻功率损耗。但每一次切割都会在电池边缘留下未钝化的“伤口”。这些伤口变成载流子陷阱，并降低开路电压（Voc）和填充因子（FF）。子电池越小，这种边缘复合损失的影响就越大。

目前行业中最常用的方法“激光划片+机械裂片”（L&C）会在切割边缘留下严重的热损伤。多年来，业界一直认同一个观点：在p-n结侧划片造成的损伤最大，因此“p-n结侧是边缘损失的主要瓶颈”。这一信念催生了标准的技巧：“从n-n+侧划片以保护p-n结”。

但这个被广泛接受的“常识”是否真的反映了p-n结的内在电学行为？还是仅仅是激光热效应的产物？

核心发现：打破共识的内在电学行为

苏州大学FUNSOM研究所的一个研究团队在Nano Energy上发表了工作，使用他们称为“45°旋转裂片”的新型低损伤切割方法。它巧妙地避开了激光热损伤，并探测了p-n结边缘的真实内在电学行为。结论令业界惊讶：

在低损伤切割下，p-n结侧的边缘载流子收集效率实际上高于n-n+侧。简单来说：从p-n结侧划片是更好的工业策略。这颠覆了二十年的公认做法。

如何在不损伤电池的情况下打开电池边缘

ในการศึกษา "พฤติกรรมทางไฟฟ้าภายในของรอยต่อ p-n" ก่อนอื่นคุณต้องแก้ปัญหาที่ยุ่งยาก ประเพณี การตัดด้วยเลเซอร์ ทิ้งชั้นที่หลอมละลายใหม่และแข็งตัวใหม่ รวมถึงรอยแตกขนาดเล็กและความเสียหายจากความร้อนจำนวนมากตามขอบ และทั้งหมดนั้นทำให้การสังเกตการณ์รอยต่อ p-n และพฤติกรรมการรวมตัวใหม่ที่พื้นผิวคลุมเครือ ทีมงานเลือกแนวทางที่แตกต่าง โดยใช้ลักษณะการแยกตัวแบบแอนไอโซทรอปิกของผลึกซิลิคอนเพื่อเสนอวิธีการ "การแยกตัวแบบหมุน 45°":

ขั้นตอนที่หนึ่ง: หมุนเวเฟอร์ 45 องศาในระนาบ

ขั้นตอนที่สอง: ขีดเส้นตื้นบนระนาบ (100) ด้วยหัวเพชร

ขั้นตอนที่สาม: แตกแยกตามตระกูลระนาบ {110} เพื่อให้ได้หน้าตัดที่เรียบระดับอะตอมและไม่มีความเสียหายจากความร้อน

หน้าตัดขอบที่ได้ด้วยวิธีนี้คงความสมบูรณ์ของโครงสร้างและไฟฟ้า เมื่อรวมกับเทคนิคการถ่ายภาพแรงดันไฟฟ้าโฟโต้ที่มีความละเอียดระดับไมโครเมตร คุณสามารถสแกนพฤติกรรมทางไฟฟ้าใกล้ขอบได้ทีละจุด โดยไม่ทำลายรอยต่อพี-เอ็น

การทดลองใช้เลเซอร์ความยาวคลื่น 532 นาโนเมตร (ความลึกทะลุประมาณ 1.3 ไมโครเมตร) ได้ความละเอียดเชิงพื้นที่ประมาณ 1 ไมโครเมตรภายใต้เลนส์วัตถุกำลังขยาย 50 เท่า ชัดเจนพอที่จะจับการสลายของแรงดันไฟฟ้าโฟโต้ภายในระยะไม่กี่สิบไมโครเมตรจากขอบ

ผลการทดลอง

รูปที่ 1 ผลของการตัดต่อความสมบูรณ์ของรอยต่อพี-เอ็น (a, b) แผนผังวิธีการแตกแยกแบบหมุน 45 องศา (c, d) และแผนผังโครงสร้างเซลล์ประสิทธิภาพสูงสามแบบ (e-g)

รูปที่ 1a แสดงกระบวนการ L&C แบบดั้งเดิมที่ขีดบนด้านรอยต่อพี-เอ็น: ขั้นแรกเลเซอร์เผาร่องบนพื้นผิวเซลล์ (เครื่องหมายเลเซอร์) จากนั้นใช้แรงกลหักเซลล์ออกจากกัน รูปที่ 1b เป็นภาพตัดขวาง SEM ของขอบหลังการตัดด้วย L&C คุณจะเห็นได้ชัดว่าส่วนตัดแบ่งเป็นสองโซน ส่วนบนคือ "บริเวณที่เลเซอร์เผา" แสดงลักษณะการหลอมละลายและแข็งตัวใหม่ที่ชัดเจน ส่วนล่างคือ "บริเวณที่แยกด้วยความเครียด" ฉีกขาดด้วยแรงกล ทิ้งรอยแตกขนาดเล็กและแอ่งหลอมละลายจำนวนมาก ความเสียหายจากความร้อนนี้คือสาเหตุที่ทำให้กระแสรั่วไหลพุ่งสูงและประสิทธิภาพเซลล์ลดลง

ที่น่าสังเกต: เมื่อเลเซอร์ขีดบนด้านรอยต่อพี-เอ็น รอยต่อพี-เอ็นเองถูกทำลายอย่างสิ้นเชิงจากความร้อน ดังนั้น "ปรากฏการณ์" ที่อุตสาหกรรมเคยเห็นเสมอว่า "ด้านรอยต่อพี-เอ็นเป็นคอขวดของการสูญเสียที่ขอบ" แท้จริงแล้วเป็นผลจากความเสียหายจากความร้อน

รูปที่ 1c แสดงวิธีการตัดแบบหมุน 45° ที่เสนอในงานนี้: หมุนเวเฟอร์ 45° รอบแกนในระนาบ ขีดบนระนาบ (100) ด้วยหัวเพชร แล้วฉีกตามระนาบแตก {110} รูปที่ 1d เป็นภาพ SEM ของขอบที่ตัด สเกลบาร์ 20 ไมโครเมตร หน้าตัดเรียบและสะอาดมาก ไม่มีร่องรอยการหลอมเหลวเลย คงโครงสร้างและความสมบูรณ์ทางไฟฟ้าของรอยต่อ p-n ได้อย่างสมบูรณ์ นี่คือกุญแจสำคัญในการศึกษา "พฤติกรรมภายใน"

งานนี้ศึกษาสามเทคโนโลยีเซลล์ประสิทธิภาพสูงชนิด n หลัก: TOPCon, SHJ และ TBC พวกมันมีลักษณะร่วมกัน บนซับสเตรต c-Si ชนิด n พวกมันมีทั้งรอยต่อ p-n (แบบโฮโมหรือเฮเทอโร) และรอยต่อความสูง-ต่ำ n-n+ ดังนั้นการศึกษาพฤติกรรมขอบของพวกมันจึงให้คำแนะนำโดยตรงสำหรับการผลิตในอุตสาหกรรมจริง

รูปที่ 2. การวิเคราะห์โฟโตโวลเทจขอบด้านหน้าของเซลล์ TOPCon, SHJ และ TBC

รูปที่ 2a แสดงการสแกนเลเซอร์ 532 นาโนเมตรจากขอบพื้นผิวด้านหน้าของเซลล์เข้าด้านใน ทำงานร่วมกับแท่นเคลื่อนที่แม่นยำ XY และเครื่องขยายสัญญาณไฟฟ้าเพื่อบันทึกสัญญาณโฟโตโวลเทจแบบเรียลไทม์ สุดท้ายสร้างแผนที่โฟโตโวลเทจ 2 มิติ รูปที่ 2b เป็นภาพโฟโตโวลเทจด้านหน้าของ TOPCon, SHJ และ TBC (จากซ้ายไปขวา) สีสว่างหมายถึงโฟโตโวลเทจสูงกว่า เซลล์ทั้งสามแสดง "แถบไล่ระดับ" ที่ชัดเจนภายในระยะ ~100 ไมโครเมตรจากขอบ โดยโฟโตโวลเทจต่ำกว่าเมื่อใกล้ขอบ นี่คือหลักฐานโดยตรงของการสูญเสียจากการรวมตัวที่ขอบ

เมื่อเปรียบเทียบทั้งสาม: TOPCon มีโฟโตโวลเทจสูงสุด (0.40–0.55 V) และอิ่มตัวเร็วที่สุด TBC มีต่ำสุด (0.36–0.49 V) และลดลงช้าที่สุด หมายความว่าการรวมตัวที่ขอบแย่ที่สุด ผลลัพธ์นี้ขัดกับความเชื่อทั่วไปที่ว่า "รอยต่อ p-n เป็นคอขวด" เพราะด้านหน้า (ด้านที่รับแสง) มักจะเป็นตำแหน่งที่รอยต่อ p-n อยู่พอดี

รูปที่ 2c ปรับโปรไฟล์โฟโตโวลเทจที่ดึงตามเส้นประสีดำในรูปที่ 2b ให้เป็นมาตรฐาน เส้นโค้งทั้งสามแสดง "ต่ำที่ขอบ สูงบนที่ราบ" แต่ความเร็วในการอิ่มตัว (ซึ่งสะท้อนความยาวการรวมตัวที่ขอบ) แตกต่างกันอย่างชัดเจน:

• TOPCon: บริเวณการลดลงสั้นที่สุด ใกล้จะอิ่มตัวภายในประมาณ 100 ไมโครเมตร การสูญเสียขอบน้อยที่สุด

• SHJ: บริเวณการลดลงปานกลาง ใกล้จะอิ่มตัวที่ ~200 ไมโครเมตร

• TBC: การฟื้นตัวช้าที่สุด ยาวไปจนถึง ~500 ไมโครเมตรก่อนจะอิ่มตัวเต็มที่ การสูญเสียขอบแย่ที่สุด

รูปที่ 2d อธิบายฟิสิกส์เบื้องหลังความแตกต่าง โฮลที่ถูกสร้างด้วยแสงจะจบลงด้วยหนึ่งในสองสิ่ง: ถูกเก็บโดยอิเล็กโทรด หรือลอยไปที่ขอบและรวมตัวกันใหม่

TOPCon: อิมิตเตอร์อยู่ด้านหน้า เส้นทางการเก็บโฮลสั้นมาก

พื้นผิวด้านหน้าเป็นอิมิตเตอร์ชนิด p+ รูขุมขนเพียงแค่ต้องข้ามอิมิตเตอร์ที่บางมากเพื่อถูกเก็บที่อิเล็กโทรดด้านหน้า ดังนั้นรูขุมขนส่วนใหญ่ "ไม่มีโอกาส" ที่จะไปถึงขอบ ในเวลาเดียวกัน สนามไฟฟ้าที่แข็งแกร่งซึ่งเกิดจาก p+ emitter / SiOx / n-poly-Si ยังคงมีประสิทธิภาพที่ขอบเช่นกัน โดยแยกตัวพาประจุอย่างรวดเร็ว นี่คือเหตุผลหลักที่ TOPCon มีการสูญเสียที่ขอบน้อยที่สุด

SHJ: ด้านหน้าเก็บอิเล็กตรอน รูขุมขนต้องเดินทางไกล

พื้นผิวด้านหน้าของ SHJ เป็น n-a-Si:H ซึ่งเก็บอิเล็กตรอน รูขุมขนต้องกระจายไปจนถึง p-a-Si:H ด้านหลังก่อนที่จะถูกเก็บ ซึ่งเป็นเส้นทางที่ยาวมาก เพิ่มชั้น TCO ที่นำไฟฟ้าได้ดีเหมือน "ทางด่วน" ที่นำรูขุมขนจำนวนมากไปทางด้านข้างสู่ขอบ ทำให้การรวมตัวที่ขอบเพิ่มขึ้นอย่างเห็นได้ชัด

TBC: อิเล็กโทรดทั้งหมดอยู่ด้านหลัง เก็บได้หมด

ใน TBC อิเล็กโทรดทุกตัวอยู่ด้านหลัง ตัวพาประจุที่สร้างที่พื้นผิวด้านหน้าต้องเดินทางด้านข้างข้ามเวเฟอร์ทั้งหมดเพื่อถูกเก็บ ยิ่งไปกว่านั้น ชั้นพาสซิเวชัน Al2O3 ด้านหน้ามีประจุลบคงที่จำนวนมาก ทำให้เกิดชั้นสะสมรูขุมขนที่พื้นผิวซิลิคอนและสร้าง "ช่องนำรูขุมขน" ที่ผลักรูขุมขนไปทางขอบมากขึ้น

หมายเหตุสั้นๆ: พฤติกรรมโฟโตโวลเทจด้านหน้าถูกกำหนดโดยสองสิ่งหลัก คือ "ระยะการเก็บตัวพาประจุ" และ "มีช่องนำด้านข้างหรือไม่" และไม่เกี่ยวข้องกับทิศทางของรอยต่อ p-n เอง

รูปที่ 3. การวิเคราะห์โฟโตโวลเทจที่ขอบด้านหลังของเซลล์ TOPCon, SHJ และ TBC

รูปที่ 3a แสดงการสแกนเลเซอร์จากขอบด้านหลัง รูปที่ 3b คือแผนที่โฟโตโวลเทจ 2 มิติที่สอดคล้องกัน เมื่อเทียบกับรูปที่ 2b เซลล์ทั้งสามมีโฟโตโวลเทจด้านหลังต่ำกว่าด้านหน้า (เพราะพื้นผิวด้านหน้ามักมีการออกแบบป้องกันแสงสะท้อนที่ดีกว่าและใช้แสงได้สูงกว่า) รูปที่ 3c เผยสิ่งที่น่าสนใจ: ผู้ชนะที่ขอบด้านหลังคือ TBC แม้ว่า SHJ จะมีรอยต่อ p-n ที่ด้านหลังเช่นกัน แต่โฟโตโวลเทจที่ขอบของมันต่ำกว่า TOPCon ซึ่งแสดงเพิ่มเติมว่า "ตำแหน่งรอยต่อ p-n" ไม่ใช่ปัจจัยเดียวที่กำหนดการสูญเสียที่ขอบ รูปที่ 3d แสดงกลไกการขนส่งตัวพาส่วนน้อยด้านหลัง ด้านหลังมีความพิเศษ: n-poly-Si ด้านหลังมีความเข้มข้นของอิเล็กตรอนสูง ก่อให้เกิดสภาพแวดล้อมสนามไฟฟ้าแรงที่ยับยั้งรูขุมขนแต่ส่งเสริมการเก็บอิเล็กตรอน

ด้านหลังของ TOPCon: "ช่องทางด่วน" ของรูขุมขนถูกระงับ

ความเข้มข้นของอิเล็กตรอนสูงใน n-poly-Si ด้านหลังช่วยยับยั้งการเคลื่อนที่ของโฮล โฮลต้องข้ามซับสเตรต c-Si ชนิด n ทั้งหมดเพื่อไปถึง p+ emitter ด้านหน้าก่อนที่จะถูกเก็บรวบรวม "การเคลื่อนที่ระยะไกล" นี้ทำให้โฟโตโวลเทจด้านหลังโดยทั่วไปต่ำกว่า แต่ก็ลดจำนวนโฮลที่ไปถึงขอบได้เช่นกัน

ด้านหลังของ SHJ: เฮเทอโรจังก์ชันแข็งแรง แต่ TCO เป็นดาบสองคม

เฮเทอโรจังก์ชัน n-type c-Si / p-a-Si:H ของ SHJ ให้การแยกตัวพาที่แข็งแกร่งกว่า TOPCon จริง แต่ TCO ของมันมีความต้านทานด้านข้างต่ำและยังคง "ลัดวงจร" โฮลจำนวนพอสมควรไปที่ขอบ ผลลัพธ์คือความสามารถในการแยกที่แข็งแกร่งไม่ได้หมายความว่าการสูญเสียที่ขอบน้อย

ด้านหลังของ TBC: HSC ของโฮลอยู่ที่ด้านหลังโดยตรง เป็นข้อได้เปรียบในบ้าน

HSC ด้านหลังของ TBC หันหน้าเข้าหาโฮลที่เกิดจากแสงโดยตรง ตัวพาจะถูกเก็บรวบรวมที่ด้านหลังทันที จึงมีโฮลไหลไปที่ขอบน้อยกว่ามาก และโฟโตโวลเทจด้านหลังอิ่มตัวเร็วที่สุด

หมายเหตุสั้นๆ: พฤติกรรมโฟโตโวลเทจด้านหลังแสดงแนวโน้ม "กลับด้าน" เมื่อเทียบกับด้านหน้า TBC แย่ที่สุดที่ด้านหน้าแต่ดีที่สุดที่ด้านหลัง แสดงให้เห็นว่า "ด้านไหนหันเข้าหาแสง" สำคัญกว่า "ด้านไหนเป็นรอยต่อ p-n"

รูปที่ 4. แบบจำลองการกระจายโฟโตโวลเทจตามภาคตัดขวางของเซลล์ TOPCon และ SHJ

หากรูปที่ 2 และ 3 มองขอบ "จากด้านข้าง" รูปที่ 4 จะตัดมัน "ตามขวาง" เลเซอร์สแกนบนหน้าตัดโดยตรง ดังนั้นคุณจึงเห็นพฤติกรรมทางไฟฟ้าทั้งหมดตั้งแต่รอยต่อ p-n ไปจนถึง n-n+ ในครั้งเดียว นี่คือส่วนที่แปลกใหม่ที่สุดของการศึกษานี้ รูปที่ 4a คือแผนที่โฟโตโวลเทจตามหน้าตัดของ TOPCon จากซ้ายไปขวาคือด้านหน้า (ตัวปล่อย p+ / รอยต่อ p-n) และด้านหลัง (n-poly-Si / รอยต่อ n-n+) คุณจะเห็นว่าด้านซ้าย (รอยต่อ p-n) สว่างกว่าโดยรวม และด้านขวา (n-n+) มืดกว่า เส้นโค้งที่สกัดได้ในรูปที่ 4b ชัดเจนมาก: จากด้านรอยต่อ p-n ไปยังด้าน n-n+ โฟโตโวลเทจลดลงอย่างซ้ำซาก โดยมีบริเวณการสลายตัวทั้งหมดประมาณ 100 ไมโครเมตร ผลลัพธ์นี้ปฏิเสธมุมมองดั้งเดิมที่ว่า "รอยต่อ p-n คือคอขวดของการสูญเสียที่ขอบ" อย่างสิ้นเชิง เพราะภายใต้สภาวะความเสียหายต่ำ ด้านรอยต่อ p-n กลับเป็นโซนโฟโตโวลเทจสูง รูปที่ 4c ให้เหตุผลทางกายภาพ: ทางด้านรอยต่อ p-n (ตัวปล่อย p+) พาหะส่วนน้อย (โฮล) เดินทางเพียงระยะสั้นเพื่อถูกเก็บ ในขณะที่ด้าน n-n+ (บริเวณ n-poly-Si) โฮลต้องข้ามซิลิคอนชนิด n ทั้งหมดเพื่อไปถึงตัวปล่อย p+ ซึ่งเป็นเส้นทางยาวที่มีความน่าจะเป็นในการรวมตัวกันสูง ดังนั้นการสูญเสียจึงมากกว่า รูปที่ 4d–f แสดงแนวโน้มเดียวกันทุกประการบนเซลล์ SHJ: จากรอยต่อ p-n ด้านหลัง (p-a-Si:H / n-c-Si) ไปยังรอยต่อ n-n+ ด้านหน้า (i/n-a-Si:H / n-c-Si) โฟโตโวลเทจลดลงอย่างซ้ำซากอีกครั้ง ความสม่ำเสมอนี้ที่เกิดขึ้นในโครงสร้างเซลล์ที่แตกต่างกันเป็นหนึ่งในข้อโต้แย้งหลักของการศึกษานี้

เพื่ออธิบายสิ่งนี้ในเชิงปริมาณ ทีมงานได้สร้างแบบจำลองการแพร่ของพาหะส่วนน้อยแบบหนึ่งมิติ รูปที่ 4g คือแผนผังแบบจำลอง แสดงเส้นโค้ง (สีส้ม) ที่ลดลงอย่างซ้ำซากจากด้านรอยต่อ p-n (หน้าสัมผัสคัดเลือกโฮล, HSC) ไปยังด้าน ESC (หน้าสัมผัสคัดเลือกอิเล็กตรอน, ESC) รูปที่ 4h เปรียบเทียบพฤติกรรมของพาหะบนด้าน HSC และ ESC เพิ่มเติม:

• ด้าน HSC: พาหะส่วนน้อย (โฮล) ถูกเก็บในระยะสั้น ความน่าจะเป็นในการรวมตัวกันต่ำ

• ด้าน ESC: พาหะส่วนน้อยต้องแพร่เป็นระยะทางไกลเพื่อไปถึง HSC โดยรวมตัวกันอย่างหนักตลอดทาง

• กลไกการแยกพาหะของรอยต่อ p-n มีประโยชน์สองเท่าของหน้าสัมผัสที่โดปหนักบวกกับหน้าสัมผัสแบบพาสซีฟ ซึ่งมีประสิทธิภาพมากกว่ารอยต่อความสูง-ต่ำธรรมดา (n-n+)

หมายเหตุสั้นๆ: แบบจำลองโฟโตโวลเทจตามหน้าตัดยืนยันในเชิงปริมาณว่า "ประสิทธิภาพทางไฟฟ้าด้านรอยต่อ p-n ดีกว่าด้าน n-n+" และเสนอ "ความยาวการแพร่ของพาหะส่วนน้อย L" เป็นตัวชี้วัดใหม่สำหรับการประเมินการสูญเสียที่ขอบ

รูปที่ 5. การวิเคราะห์โฟโตโวลเทจตามหน้าตัดของเซลล์ TOPCon ที่ทำโดยวิธีการแยกด้วยเลเซอร์ความร้อน (TLS) ระดับอุตสาหกรรม

เพื่อตรวจสอบว่าข้อสรุปจากวิธีการหักมุม 45 องศานั้นใช้ได้กับการตัดในระดับอุตสาหกรรมหรือไม่ ทีมงานได้ใช้วิธีการ "การแยกด้วยเลเซอร์ความร้อน" (TLS) (รูปที่ 5a) — ขั้นแรกเลเซอร์จะเตรียมพื้นผิวด้านรอยต่อ p-n (Pre-grooving ในรูป) จากนั้นน้ำหล่อเย็นจะช่วยในการแยก TLS เป็นหนึ่งในเทคนิคการตัดที่เสียหายน้อยซึ่งเป็นที่ยอมรับในปัจจุบัน รูปที่ 5b คือภาพโฟโตโวลเทจภาคตัดขวางของเซลล์ TOPCon หลังการตัดด้วย TLS: ด้านซ้าย (รอยต่อ p-n) สว่างกว่าด้านขวา (n-n+) อย่างชัดเจน เส้นกราฟเชิงปริมาณในรูปที่ 5c แสดงให้เห็นว่าจากรอยต่อ p-n ไปยังด้านหลัง โฟโตโวลเทจยังคงลดลงอย่างต่อเนื่อง ซึ่งสอดคล้องกับผลการหักมุม 45 องศาอย่างสมบูรณ์

การตรวจสอบที่สำคัญ: แม้จะใช้วิธี TLS ในระดับอุตสาหกรรม (การตัดโดยตรงจากด้านรอยต่อ p-n) โฟโตโวลเทจยังคงแสดงแนวโน้ม "รอยต่อ p-n สูง, n-n+ ต่ำ" ซึ่งบ่งชี้ว่าภายใต้การตัดที่เสียหายน้อย "รอยต่อ p-n" ไม่ใช่อุปสรรคเลย แต่กลับเป็นจุดที่ได้เปรียบ ประสบการณ์ในอุตสาหกรรมก่อนหน้านี้ที่ว่า "ด้านรอยต่อ p-n ให้ประสิทธิภาพดีกว่า" ในการตัดด้วย TLS ได้รับการยืนยันทั้งจากการทดลองและทฤษฎีในที่สุด

รูปที่ 6. การวิเคราะห์โฟโตโวลเทจภาคตัดขวางของเซลล์ TBC และ THBC พร้อมแผนผังกลยุทธ์การตัดรอยต่อ p-n ที่เสียหายน้อย

รูปที่ 6a และ 6b คือภาพโฟโตโวลเทจภาคตัดขวางของเซลล์ TBC และ THBC เซลล์ TBC มีโฟโตโวลเทจสูงสุดที่ 0.39 V และ THBC ต่ำกว่าเล็กน้อย (0.21 V) แต่ทั้งคู่แสดงการกระจายเชิงพื้นที่ที่ชัดเจน "รอยต่อ p-n สว่าง, n-n+ มืด" เส้นกราฟที่สกัดได้ในรูปที่ 6c และ 6d เป็นไปตามรูปแบบเดียวกันกับรูปที่ 4: ลดลงอย่างต่อเนื่องจากรอยต่อ p-n ไปยัง n-n+ สิ่งที่น่าสนใจเป็นพิเศษคือภาพแทรกขนาดเล็กในรูปที่ 6c: "การกระจายตามทิศทาง" ของโฟโตโวลเทจสำหรับโครงสร้างเซลล์แต่ละแบบแสดงรูปแบบ "หนาแน่นด้านบนซ้าย, เบาบางด้านล่างขวา" ซึ่งหมายความว่าข้อได้เปรียบทางไฟฟ้าของด้านรอยต่อ p-n เป็นสากลในทุกโครงสร้างและกระบวนการ รูปที่ 6e อธิบายสิ่งที่ทำให้เซลล์แบบหน้าสัมผัสด้านหลังพิเศษ: HSC เก็บโฮล "ใกล้เคียง" ที่ด้านหลัง และ ESC เก็บอิเล็กตรอน "ใกล้เคียง" ที่ด้านหลัง พาหะส่วนน้อย (โฮล) ที่สร้างขึ้นในบริเวณรอยต่อ p-n ต้องการระยะทางสั้นเท่านั้นเพื่อไปถึง HSC ดังนั้นการสูญเสียจึงน้อย; พาหะส่วนน้อยในบริเวณ n-n+ ต้องเดินทางไกล ดังนั้นการสูญเสียจึงมากกว่า รูปแบบนี้ตรงกับ TOPCon และ SHJ อย่างแน่นอน จากหลักฐานทั้งหมดนี้ ทีมงานได้เสนอกลยุทธ์การตัดแบบใหม่ในรูปที่ 6f:

คำแนะนำสำหรับอุตสาหกรรม

ภายใต้การตัดที่เสียหายต่ำ (เช่น TLS) คุณควรตัดจากด้านรอยต่อ p-n เหตุผล: ด้านรอยต่อ p-n มีประสิทธิภาพการแยกพาหะสูงกว่าและเส้นทางการเคลื่อนที่ของพาหะส่วนน้อยที่สั้นกว่า แม้ภายใต้การรบกวนของกระบวนการบางอย่าง ก็ยังคงประสิทธิภาพทางไฟฟ้าที่ดี คำแนะนำนี้พลิกกลับแนวปฏิบัติในอุตสาหกรรมยี่สิบปีที่ว่า "หลีกเลี่ยงการสัมผัสรอยต่อ p-n"

มุมมองของ Ooitech

ตามตรง นี่คือหนึ่งในการค้นพบที่เขียนนิสัยระดับไลน์ใหม่แบบเงียบๆ มากกว่าสเปกที่โดดเด่น สิ่งที่ควรจดจำสำหรับผู้ที่ดำเนินไลน์ประเภท n-type: จับคู่สูตรการตัดด้วยเลเซอร์กับฟิสิกส์พาหะของเซลล์เอง และอย่าจอดรอยขีดที่ด้าน n-n+ อย่างไม่ลืมหูลืมตาเพียงเพราะเป็นกฎเก่า การแยกที่เสียหายต่ำ (แบบ TLS) คือตัวขับเคลื่อนที่แท้จริงที่นี่ และการปรับกระบวนการนั้นบนเครื่องตัดเลเซอร์เซลล์แสงอาทิตย์คือจุดที่ผู้ผลิตโมดูลได้หรือเสีย Voc และ FF จริงๆ เราสร้างสถานีตัดและเชื่อมต่อของเราเพื่อให้ความเสียหายที่ขอบต่ำในทุกรูปแบบ TOPCon, SHJ และ BC ดังนั้นงานวิจัยแบบนี้จึงเชื่อมโยงโดยตรงกับการผลิต หากคุณต้องการเห็นว่าขั้นตอนเหล่านี้เป็นอย่างไรบนไลน์ที่ทำงานจริง ช่อง YouTube ของ Ooitech ที่ www.youtube.com/ooitech น่าติดตาม