Bagaimana Satu Langkah Laser Memaksa Seluruh Pasta Perak Sisi Depan Mengubah Darahnya

Pendahuluan

Sebelum 2024, pasta perak depan TOPCon hampir semuanya didoping aluminium. Aluminium membantu menembus lapisan dielektrik, membantu menurunkan resistansi kontak, dan semua orang menggunakannya dengan baik. Kemudian LECO muncul dan seluruh gambaran berbalik. Pasta perak bebas aluminium mengambil alih hampir dalam semalam, dan pasta yang didoping aluminium turun menjadi peran pendukung. Setelah itu, semua orang mendalami arah bebas aluminium, mengasah formula pasta, desain molekuler, dan sinergi proses.

Jadi mengapa satu proses laser dapat mengubah formula pasta perak begitu keras? Di lini produksi, banyak orang tahu bahwa itu terjadi, tetapi tidak mengapa. Pahami ini, dan Anda sebenarnya memahami sintering depan TOPCon.

Metalisasi depan TOPCon bergerak dari "material mendominasi kontak" menjadi "material, laser, emitor, dan jari-jari berbagi pekerjaan."

Mulai Dari Struktur Depan

Ambil struktur TOPCon yang khas. Sisi depan biasanya merupakan tumpukan film dielektrik multi-lapisan, misalnya SiOx, SiNx, AlOx. Beberapa proses juga membawa lapisan fungsional seperti SiOxNy, dan tumpukan yang tepat berbeda-beda tergantung produsen. Di bawah semua itu terdapat emitor yang didifusi boron, dengan kedalaman sambungan khas hanya 0,8 hingga 1 mikron.

Frit kaca dalam pasta perak harus "memakan" film dielektrik ini satu per satu dalam beberapa detik sintering, sehingga dapat berakar di permukaan emitor. Banyak film, banyak gerbang. Setiap lapisan memiliki komposisi, ketebalan, dan kepadatan yang berbeda. Bagi frit kaca, ini adalah beberapa hidangan berbeda, dan masing-masing membutuhkan panasnya sendiri. Itulah alasan struktural mengapa jendela sintering depan TOPCon secara alami sempit: Anda tidak menyinter satu film, Anda menyinter banyak film.

Era Doping Aluminium: Aluminium Adalah Pedang Bermata Dua

Bagaimana pasta perak sebenarnya terhubung dengan silikon? Kira-kira seperti ini. Frit kaca meleleh dan menggores lapisan dielektrik terbuka lapis demi lapis. Melewati 650°C, perak mulai larut ke dalam kaca cair. Kembali pada tahun 2016, NREL dan SLAC merekamnya secara langsung dengan sinar-X in-situ: pada 700°C, hanya dalam 10 detik, 70% perak larut ke dalam fase kaca. Ion perak yang terlarut mengikuti kaca menuju permukaan emitor, bereaksi dengan silikon dalam reaksi oksidasi-reduksi, dan mengendap lagi sebagai perak metalik, tumbuh menjadi barisan "paku perak." Saat mendingin, kristalit perak berukuran beberapa nanometer mengendap di dalam kaca, membentuk saluran konduktif yang membawa arus keluar.

Sederhananya: sintering depan adalah membiarkan perak berjalan melalui kaca, dan berakar di dalam emitor.

Dalam proses ini, pekerjaan aluminium sangat nyata. Ia membantu membakar lapisan dielektrik, dan menekan resistansi kontak. Tetapi aluminium juga menanam ranjau darat. Kedalaman sambungan emitor boron hanya 0,8 hingga 1 mikron. Paku perak perlu masuk cukup dalam untuk membentuk kontak resistansi rendah, tetapi tidak boleh menembus sambungan p-n. Aluminium mengubah reaksi fase kaca, etsa antarmuka, dan perilaku pengendapan logam. Dalam sistem proses tertentu, terlalu banyak keterlibatan aluminium dapat meningkatkan risiko kontak over-firing dan kerusakan emitor. Dan utang buruk aluminium bukan hanya satu akun pasivasi ini. Di bawah sintering suhu tinggi, jari-jari logam melorot dan menyebar. Setelah pembakaran, jari-jari menjadi lebih lebar dan pendek, area bayangan tumbuh, dan kerugian optik meningkat. Di era doping aluminium, ini adalah dua buku besar yang buruk: antarmuka terluka oleh aluminium, dan jari-jari terbakar oleh api.

Satu baris: era doping aluminium menukar kekuatan kasar aluminium untuk kontak, dan membayar tagihan dengan pasivasi dan optik.

Begitu LECO Masuk, Langit Berubah

LECO (Laser Enhanced Contact Optimizing) pertama kali diusulkan pada tahun 2016 oleh Cell Engineering. Ia memasuki produksi massal TOPCon pada 2023-2024, dan sekarang menjadi konfigurasi standar industri. Maknanya bukan "satu langkah laser lagi." Maknanya adalah ia mendistribusikan ulang mekanisme pembentukan kontak depan. Untuk pertama kalinya, inisiatif pembentukan kontak sebagian diambil dari tangan pasta dan diberikan kepada laser, yang melakukan pemrosesan lokal presisi pada antarmuka kontak untuk "mengaktifkan" kontak. Pekerjaan yang biasa dilakukan aluminium, laser juga bisa melakukannya, dan melakukannya lebih presisi, tanpa merusak pasivasi.

Keluarkan aluminiumnya, dan bahaya terbesar di sisi depan, yaitu tembusnya aluminium yang merusak pasivasi emitor boron, hilang dari sumbernya. Inilah yang disebut industri sebagai "lompatan besar": langsung dari pasta perak yang didoping aluminium ke pasta perak bebas aluminium, hampir tanpa keadaan transisi di antaranya.

Inilah titik yang paling sering salah dibaca orang: pasta perak bebas aluminium bukan sekadar "menghapus aluminium." Hapus aluminiumnya, dan tugas menembus lapisan dielektrik sepenuhnya jatuh pada frit kaca, sementara pembentukan kontak jatuh pada LECO. Formula kaca, morfologi bubuk perak, dan jendela suhu sintering dari pasta bebas aluminium semuanya harus didesain ulang. Menghilangkan aluminium memecah satu masalah lama menjadi dua masalah baru, lalu menyelesaikannya satu per satu.

Setelah Bebas Aluminium, Pertarungan Berlanjut pada "Kemampuan Internal"

Pasta perak bebas aluminium bukanlah garis finis, melainkan garis start. Selama dua tahun terakhir, semua orang terus mengasah arah bebas aluminium, menggiling "kemampuan internal" pasta itu sendiri. Agustus ini, tim Ye Jichun dari Institut Material Ningbo, bersama JA Solar dan Zhejiang Guangda Electronics, memublikasikan pekerjaan metalisasi depan 26,31% di Matter. Itulah pameran terbaru dari gelombang kemampuan internal ini.

Sel surya TOPCon efisiensi 26,31% yang dimungkinkan oleh metalisasi sinergis dengan pengurangan bayangan optik dan kerugian resistansi kontak, https://doi.org/10.1016/j.matt.2026.102965

Jika diurai, ia melakukan dua hal yang tidak berani dipikirkan siapa pun di era aluminium.

Pertama, membuat pasta perak "konformal." Berawal dari mekanisme breakdown dan rebuild reversibel dari jaringan tiksotropik polimer dalam pasta, mereka mendesain ulang konfigurasi molekul jaringan polimer dan jaringan ikatan hidrogen antarmolekul, sehingga pasta "berdiri" setelah dicetak. Rasio aspek jari yang dicetak mencapai 55%, sehingga jari-jarinya tinggi dan sempit. Jangan remehkan angka itu. Yang paling ditakuti sintering suhu tinggi adalah jari yang melorot dan menyebar. Rasio aspek 55% berarti bayangan berkurang drastis, dan sebagian besar kerugian optik terselamatkan. Ini adalah "kekuatan cerdas" di tingkat pasta, bukan kekuatan kasar aluminium, melainkan desain reologi.

Kedua, membuat kontak "terlokalisasi pada titik." Proses LECO yang disesuaikan menerapkan bias terbalik pada sel sementara laser frekuensi tunggal memindai jari-jari depan secara kontinu. Injeksi pembawa memicu panas Joule lokal, membentuk kontak paduan Pb-Ag/Si hemispherical di bahu piramida. Perhatikan tiga kata kunci: penetrasi rendah, resistansi rendah, lokasi diskrit. Reaksi kontak logam-semikonduktor terbatas pada titik-titik kecil, bukan seluruh permukaan yang "terbakar" seperti pada sintering tradisional. Kerusakan kisi yang diinduksi aluminium hilang, dan kerugian rekombinasi yang diinduksi logam turun banyak.

Hasil Institut Ningbo: efisiensi bersertifikat pihak ketiga 26,31%, kerapatan arus hubung singkat 41,98 mA/cm², mencatat rekor bersertifikat untuk Jsc sel TOPCon area besar. Kenaikan Jsc ini pada dasarnya bukan dari sintering yang lebih kuat "membakar" kontak, tetapi dari "menghemat" kerugian di kedua ujung sekaligus, bayangan jari dan rekombinasi antarmuka.

Sisi Depan Bukan Hanya Medan Tempur Pasta

Ambil contoh Nature Energy 26,66% itu lagi. Banyak orang hanya menatap polisilikon lapisan ganda di bagian belakangnya, tetapi sisi depannya juga diproses, dan logikanya sama dengan pekerjaan Matter tersebut.

Di bagian depan, resistansi lembaran emitor boron dinaikkan dari biasanya 215 Ω/sq menjadi 430 Ω/sq. Resistansi lembaran yang lebih tinggi berarti pasivasi yang lebih baik (masa hidup pembawa minoritas naik dari 0,70 ms menjadi 1,12 ms, kerapatan arus saturasi gelap turun dari 9 menjadi 5 fA/cm²), tetapi kontak menjadi lebih sulit dibuat. Solusinya berjalan di dua kaki. Jari-jari dipersempit dari 20 μm menjadi 10 μm, dan jarak antar jari diperketat dari 1120 μm menjadi 825 μm, menggunakan jari yang lebih rapat dan halus untuk mengkompensasi kerugian transportasi lateral dari resistansi lembaran tinggi, dan mengurangi penggunaan perak per unit area sekitar sepertiga. Kaki lainnya mengandalkan proses aktivasi kontak untuk mendukungnya, memecahkan masalah kontak resistansi lembaran tinggi pada langkah metalisasi.

Yang lebih menarik adalah menempatkan kedua pekerjaan tersebut berdampingan. Tim yang sama. Nature Energy "memblokir perak" di belakang, Matter "menghilangkan aluminium" di depan. Satu depan, satu belakang, keduanya adalah "pengurangan dalam metalisasi." Buku pedoman era aluminium tentang "menukar kekuatan kasar dengan kontak, membayar dengan pasivasi" secara sistematis sedang dipensiunkan, digantikan oleh: pasta cerdas, laser yang diposisikan tepat, jari-jari halus, pasivasi tebal.

Pertarungan Berikutnya: Gunakan Lebih Sedikit Perak

Bebas aluminium memecahkan masalah "kerusakan pasivasi", tetapi langkah berikutnya dalam penurunan biaya dan peningkatan efisiensi adalah "kurangi kandungan perak."

Jika pasta perak bebas aluminium memecahkan "bagaimana membuat kontak tanpa merusak pasivasi," maka perak berlapis tembaga, pasta perak rendah, dan bahkan metalisasi tembaga murni memecahkan masalah berikutnya: bagaimana menggunakan lebih sedikit perak.

DK Electronic telah mengembangkan solusi metalisasi perak rendah berbasis tembaga, dan bekerja sama dengan pelanggan terkemuka untuk menjadi yang pertama mencapai produksi massal pada sel TOPCon. JinkoSolar sedang menangani pasta tembaga murni dan pasta nikel serta pasta logam dasar konduktif lainnya. Solusi metalisasi ACM LONGi sudah ditempatkan di papan.

Pada tahun 2026, bebas perak telah bergeser dari "arah penelitian" menjadi "perlombaan industrialisasi."

Pasta perak bebas aluminium memecahkan "bagaimana tidak merusak pasivasi," pasta tembaga tinggi / tembaga murni harus memecahkan "bagaimana menggunakan lebih sedikit perak." Pertarungan berikutnya sudah dimulai.

Tiga Garis Untuk Dibawa Kembali Ke Lini Produksi

Pertama, bebas aluminium bukan tentang menghemat tenaga, tetapi tentang mengubah strategi. Dari "aluminium membakar untuk Anda" menjadi "sinergi formula plus laser." Pahami ini, dan Anda tahu mengapa jendela proses masih sempit, karena sekarang pembakaran dan kontak adalah dua mekanisme independen yang bekerja, membutuhkan koordinasi yang lebih ketat.

Kedua, sebelum Anda menyesuaikan jendela sintering depan, pertama-tama cari tahu berapa banyak film yang ada di depan Anda dan apa masing-masing film itu. Waktu "menembus" dari tumpukan yang berbeda bertambah. Jangan hanya menatap puncak kurva tungku, perhatikan pita suhu dan waktu reaksi yang cocok dengan setiap film.

Ketiga, tiga buku besar efisiensi depan sekarang dihitung secara terpisah. Jari-jari menangani bayangan (rasio aspek adalah kunci), pasta plus LECO menangani kontak, resistansi lembaran plus film pasivasi menangani rekombinasi. Buku besar mana pun yang tidak seimbang adalah tempat efisiensi macet. Di masa depan, item keempat akan ditambahkan ke buku besar ini: kandungan perak.

Pandangan Ooitech

Yang mengejutkan kami saat mengamati pergeseran ini adalah bahwa permainan sisi depan tidak lagi tentang satu material pahlawan yang menopang seluruh kontak. LECO, jari-jari yang lebih halus, resistansi lembaran yang lebih tinggi, dan pasivasi yang lebih tebal kini membagi tugas, dan itu mengubah cara jalur modul harus memikirkan input sel dari hulu dan penyambungan tali di hilir. Di sisi kami yang membangun jalur produksi modul turnkey, rasio aspek dan lebar jari seperti angka 10 μm dan 55% di sini secara langsung memengaruhi cara tabber-stringer dan interkoneksi diatur, sehingga tren metalisasi sel bukan hanya urusan pembuat sel. Kami ingin mendengar dari para insinyur jalur produksi tentang apa yang sebenarnya rusak lebih dulu saat Anda mendorong batas-batas ini. Jika Anda ingin konten pabrik surya yang lebih praktis, saluran YouTube kami www.youtube.com/ooitech layak untuk diikuti.