- Desenvolvimentos recentes em química úmida relacionados ao PERC e HJT também podem ser aplicados para melhorar o TOPCon
- As ferramentas de remoção BSG e de emissor de lado único exigem mudanças específicas do TOPCon entre as bancadas molhadas
- A tecnologia de gravação a seco atmosférico da Nines fotovoltaica se adapta perfeitamente aos requisitos de remoção de wraparound das células TOPCon
Enquanto o núcleo de TOPCon reside na deposição do óxido de tunelamento e da camada de polissilício, produzindo essas células, semelhantes ao PERC, requer várias etapas de processamento que valem a pena mencionar, embora não sejam críticas. Alguns dos processos que fazem parte do fluxo do processo PERC são ajustados ou otimizados, embora também sejam necessárias etapas totalmente novas. Como em qualquer outra tecnologia de célula, o TOPCon também começa com a preparação da superfície, que requer alguma otimização.
Tratamento químico úmido: Embora não necessariamente direcionado apenas ao TOPCon, os principais desenvolvimentos que ocorrem na área de bancada úmida podem definitivamente se beneficiar das melhorias feitas em outras arquiteturas de células. Embora duas ferramentas de produção precisem ser adaptadas para o processo TOPCon – BSG e ferramentas de remoção de emissor de lado único –, melhorias com outras etapas de tratamento químico úmido também são importantes no esquema mais amplo. RENA vem aprimorando suas plataformas de ferramentas para as ferramentas de lote usadas para gravação e texturização de danos por serra. Apresentando na TaiyangNews High Efficiency Conference, Kuhnlein da RENA mencionou que os desenvolvimentos mais recentes associados a essas ferramentas de lote são a capacidade de acomodar wafers maiores e processar os transportadores com alta densidade de carga. Com a melhoria da qualidade do wafer em geral e desenvolvimentos no campo de aditivos, há potencial para eliminar completamente a etapa de remoção de danos da serra da sequência PERC, o que também pode beneficiar o TOPCon, de acordo com Kuehnlein.
Outro desenvolvimento PERC que também pode ajudar a TOPCon é um tamanho de pirâmide e refletividade otimizados. O estado atual da técnica é um tamanho de pirâmide de 1 a 3 µm e 9.9 a 10.1% de refletividade com monoTEXH2.3. Embora existam abordagens que podem reduzir o tamanho da pirâmide de 0.5 a 3 µm e refletividade correspondente de 8.9 a 10%, esta última só é alcançada para um número limitado de execuções de cerca de 20. A RENA está trabalhando em um processo mais estável que pode durar para mais de 200 execuções, realizando uma distribuição de tamanho de pirâmide de 0.5 a 2 µm e resultando em uma refletividade de cerca de 9.3%.
A RENA aprendeu com sua experiência com HJT que a limpeza após a texturização tem potencial para melhorar a eficiência – até 0.05% com PERC -, o que também pode ser implementado no processamento TOPCon.
Para remover o wraparound, a RENA está promovendo uma plataforma de ferramentas de gravação em linha chamada InPolySide. Durante a etapa de gravação de um lado alcalino para remover o poli, o BSG no lado do emissor da célula evita a gravação do emissor e o processo é precisamente de um lado, o que significa que a parte traseira não é afetada. Após a etapa de decapagem, o vidro é decapado.
Decapagem a seco atmosférica: Como alternativa às soluções químicas úmidas para remover o wraparound, Nines Fotovoltaica com sede em Dublin, na Irlanda, está promovendo uma solução inovadora. A empresa desenvolveu um processo proprietário chamado ADE, que significa Atmospheric Dry Etching. A empresa vem desenvolvendo o processo de gravação a seco desde 2010 como um substituto para os processos químicos úmidos normalmente usados na fabricação de células fotovoltaicas. O que torna essa tecnologia única é que ela realiza texturização a seco à pressão atmosférica, eliminando a necessidade de vácuo e plasma, que são ingredientes-chave e direcionadores de custo em tecnologias típicas de gravação a seco, ressalta o CTO da Nines Photovoltaics, Laurent Clochard.
A zona de reação do reator é isolada do resto por meio de cortinas de gás. O processo é realizado de forma inline. Os wafers são alimentados nas máquinas por meio de um transportador de wafer aquecido. Um gás de gravação, que é o flúor (F2), é termicamente ativado para dissociar as moléculas. O decapante é então entregue aos wafers por meio de um dispositivo de distribuição especificamente projetado para criar a profundidade, textura e uniformidade necessárias do decapagem. Clochard esclarece que a tecnologia não tem nenhum impacto adverso especial no meio ambiente. A ideia do flúor como um gás de gravura em si faz soar o alarme sobre os gases de efeito estufa. No entanto, ao contrário do SF comumente usado6 com alto potencial de aquecimento global para corrosão a seco, o flúor molecular usado por Nines tem potencial de aquecimento global zero.
A ferramenta, quando foi lançada em 2017, foi projetada principalmente para texturização, para ser específica, para multicristalino, em que os ganhos em reflexão ADE são muito superiores ao que pode ser alcançado com as soluções de química úmida de última geração. No entanto, com o mercado mudando para o monocristalino, a Nines Photovoltaics também voltou seu foco para o PERC convencional e outras tecnologias avançadas. Enquanto a tecnologia ainda levava adiante suas vantagens na texturização, o ADE encontrou uma aplicação ainda mais atraente no processamento de células TOPCon. Dada a sua natureza de lado único do processo, ele pode ser efetivamente usado para a remoção de wraparound. "O que mais?" diz Clochard, “Você pode optar por decapagem de superfície e/ou remoção de bordas, pois a tecnologia também é seletiva”. Isso significa que o processo da Nines Photovoltaics não apenas realiza a gravação sem perturbar o perfil do emissor subjacente, mas também pode ser projetado para remover o polissilício nas bordas do wafer, que é o principal contribuinte para as derivações e perdas de rendimento. A ferramenta tem aplicação mesmo quando os processos de deposição são de face única.
A Nines está atualmente operando uma linha piloto em suas instalações em Dublin e fez parceria com a Fraunhofer ISE para o desenvolvimento de processos celulares, além de fornecer um sistema em escala de P&D. A empresa está agora pronta com a plataforma em escala de produção, que é oferecida em 2 variantes – ADE-3000 e ADE-6000. Este último processa wafers até um tamanho de M4 em seis pistas e M6 a G12 em 4 pistas. A ferramenta tem um rendimento nominal de 12,000 e 8,000 wafers por hora, respectivamente, em uma área de 12 m2. O número de pistas é exatamente metade com o ADE-3000, assim como a taxa de transferência. Esses números de produtividade, no entanto, são para o processo de texturização, o que significa que a capacidade da ferramenta seria muito maior para gravação de um lado no TOPCon. “A quantidade de silício que precisa ser removida 10 vezes menos do que você faria para texturizar”, explica Clochard. A empresa também está disposta a fornecer um sistema de escala de P&D com pista única de transporte. Quanto aos custos, Clochard diz que os custos são consideravelmente menores do que os processos químicos úmidos e os benefícios são mais aparentes na produção em maior escala. Isso é facilitado pelo fato de que o gás de decapagem pode ser produzido no local, de acordo com Clochard.
Retirado de Notícias de Taiyang
