- Les développements récents en chimie humide liés au PERC et au HJT peuvent également être appliqués pour l'amélioration de TOPCon
- Les outils de suppression des émetteurs BSG et d'un seul côté nécessitent des modifications spécifiques TOPCon parmi les bancs humides
- La technologie de gravure sèche atmosphérique de Nines photovoltaïque répond parfaitement aux exigences d'élimination de l'enveloppement des cellules TOPCon
Alors que le noyau de TOPCon réside dans le dépôt d'oxyde tunnel et de la couche de polysilicium, la production de ces cellules, similaires au PERC, nécessite plusieurs étapes de traitement qui méritent d'être mentionnées, mais pas critiques. Certains des processus qui font partie du flux de processus PERC sont modifiés ou optimisés, tandis que de toutes nouvelles étapes sont également nécessaires. Comme pour toute autre technologie cellulaire, TOPCon commence également par la préparation de la surface, ce qui nécessite une certaine optimisation.
Traitement chimique humide : Bien qu'ils ne visent pas nécessairement TOPCon uniquement, les développements clés en cours dans le domaine des bancs humides peuvent certainement bénéficier des améliorations apportées aux autres architectures de cellules. Alors que deux outils de production doivent être adaptés pour le processus TOPCon - BSG et les outils d'élimination des émetteurs unilatéraux -, des améliorations avec d'autres étapes de traitement chimique par voie humide sont également importantes dans un schéma plus large. RENA a amélioré ses plates-formes d'outils pour les outils discontinus utilisés pour la gravure et la texturation des dégâts de scie. Lors d'une présentation à la conférence TaiyangNews High Efficiency, Kuhnlein de RENA a mentionné que les développements les plus récents associés à ces outils par lots sont la capacité d'accueillir des tranches plus grandes et de traiter les supports avec une densité de chargement élevée. Avec l'amélioration de la qualité des plaquettes en général et les développements dans le domaine des additifs, il est possible d'éliminer complètement l'étape d'élimination des dommages causés par la scie de la séquence PERC, ce qui peut également bénéficier à TOPCon, selon Kuehnlein.
Un autre développement PERC qui peut également aider TOPCon est une taille de pyramide et une réflectivité optimisées. L'état de l'art actuel est une taille de pyramide de 1 à 3 µm et une réflectivité de 9.9 à 10.1% avec monoTEXH2.3. Bien qu'il existe des approches qui peuvent réduire la taille de la pyramide de 0.5 à 3 µm et la réflectivité correspondante de 8.9 à 10 %, cette dernière n'est atteinte que pour un nombre limité d'exécutions d'environ 20. RENA travaille sur un processus plus stable qui peut durer pour plus de 200 passages, réalisant une distribution de taille de pyramide de 0.5 à 2 µm et résultant en une réflectivité d'environ 9.3 %.
RENA a appris de son expérience avec HJT que le nettoyage après la texturation a le potentiel d'améliorer l'efficacité - jusqu'à 0.05 % avec le PERC -, ce qui peut également être mis en œuvre dans le traitement TOPCon.
Afin de supprimer l'enveloppement, RENA promeut une plate-forme d'outils de gravure en ligne appelée InPolySide. Au cours de l'étape de gravure alcaline simple face pour décaper le poly, le BSG du côté émetteur de la cellule empêche la gravure de l'émetteur et le processus est précisément unilatéral, ce qui signifie que l'arrière n'est pas du tout affecté. Après l'étape de décapage, le verre est décapé.
Gravure sèche atmosphérique : Comme alternative aux solutions chimiques humides pour enlever l'enveloppement, Nines Photovoltaïque basé à Dublin, en Irlande, promeut une solution innovante. La société a développé un procédé exclusif appelé ADE, qui signifie Atmospheric Dry Etching. La société développe le procédé de gravure sèche depuis 2010 en remplacement des procédés chimiques par voie humide généralement utilisés dans la fabrication des cellules photovoltaïques. Ce qui rend cette technologie unique, c'est qu'elle réalise une texturation sèche à pression atmosphérique, éliminant le besoin de vide et de plasma, qui sont à la fois des ingrédients clés et des facteurs de coût dans les technologies de gravure sèche typiques, souligne Laurent Clochard, CTO de Nines Photovoltaics.
La zone réactionnelle du réacteur est isolée du reste au moyen de rideaux de gaz. Le processus est accompli en ligne. Les plaquettes sont introduites dans les machines au moyen d'un support de plaquettes chauffé. Un gaz de gravure, qui est le fluor (F2), est activé thermiquement afin de dissocier les molécules. L'agent de gravure est ensuite délivré aux tranches via un dispositif de distribution spécialement conçu afin de créer la profondeur, la texture et l'uniformité de gravure requises. Clochard précise que la technologie n'a pas d'impact négatif particulier sur l'environnement. L'idée du fluor en tant que gaz de gravure sonne l'alarme sur les gaz à effet de serre. Cependant, contrairement au SF couramment utilisé6 avec un potentiel de réchauffement global élevé pour la gravure sèche, le fluor moléculaire utilisé par Nines a un potentiel de réchauffement global nul.
L'outil, lors de son introduction en 2017, était principalement conçu pour la texturation, plus précisément, pour le multicristallin, dans lequel les gains en réflexion ADE sont bien supérieurs à ce qui peut être obtenu avec les solutions chimiques humides de pointe. Cependant, avec le passage du marché au monocristallin, Nines Photovoltaics s'est également concentré sur le PERC grand public et d'autres technologies avancées. Alors que la technologie conservait ses avantages dans la texturation, l'ADE a trouvé une application encore plus attrayante dans le traitement des cellules TOPCon. Compte tenu de la nature unilatérale du processus, il peut être utilisé efficacement pour l'élimination de l'enveloppement. "Quoi de plus?" dit Clochard, "Vous pouvez opter pour la gravure de surface et/ou l'élimination des bords, car la technologie est également sélective." Cela signifie que le processus de Nines Photovoltaics accomplit non seulement la gravure sans perturber le profil d'émetteur sous-jacent, mais qu'il peut également être conçu pour éliminer le polysilicium sur les bords de la tranche, qui est le principal contributeur aux shunts et aux pertes de rendement. L'outil a une application même lorsque les processus de dépôt sont unilatérals.
Nines exploite actuellement une ligne pilote dans son usine de Dublin et s'est associée à Fraunhofer ISE pour le développement de processus cellulaires tout en ayant également fourni un système à l'échelle de la R&D. L'entreprise est maintenant prête avec la plate-forme à l'échelle de la production, qui est proposée en 2 variantes - ADE-3000 et ADE-6000. Ce dernier traite des wafers jusqu'à une taille de M4 en six voies et M6 à G12 en 4 voies. L'outil a un débit nominal de 12,000 8,000 et 12 XNUMX tranches par heure, respectivement, dans une empreinte de XNUMX m2. Le nombre de voies est exactement la moitié avec ADE-3000, tout comme le débit. Cependant, ces chiffres de débit concernent le processus de texturation, ce qui signifie que la capacité de l'outil serait beaucoup plus élevée pour la gravure d'un seul côté dans TOPCon. "La quantité de silicium qui doit être retirée est 10 fois inférieure à ce que vous feriez pour la texturation", explique Clochard. La société est également disposée à fournir un système d'échelle R&D avec une seule voie de transport. En ce qui concerne les coûts, Clochard affirme que les coûts sont considérablement inférieurs à ceux des procédés chimiques humides et que les avantages sont plus apparents dans une production à plus grande échelle. Ceci est facilité par le fait que le gaz de gravure peut être produit sur place, selon Clochard.
Source à partir de Nouvelles de Taiyang
