बीसी सेल बनाना क्यों कठिन है: AIKO की स्व-मास्क्ड दो-चरणीय प्रक्रिया समझाई गई
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बैक-कॉन्टैक्ट (BC) सोलर सेल का कठिन हिस्सा सामने की ओर नहीं है। यह पीछे की ओर है, जहाँ दो विपरीत रूप से डोपित पैसिवेटिंग कॉन्टैक्ट्स को एक ही वेफर पर बारी-बारी से होना होता है, और जहाँ एक के लिए उपयुक्त प्रोसेस स्थितियाँ दूसरे को खराब कर देती हैं। AIKO का उत्तर — जिसे कंपनी अपनी सेल्फ-मास्क्ड टू-स्टेप प्रोसेस कहती है, और जिसे चीनी उद्योग कवरेज SeparaTech ब्रांड करता है — यह है कि दोनों कॉन्टैक्ट्स को एक ही पास में बनाने की कोशिश बंद की जाए, और जो डिफ्यूज़न फ़िल्में वैसे भी बनती हैं, उन्हें मास्किंग करने दिया जाए। यह एक निर्माण-संबंधी तर्क है, सामग्री-संबंधी नहीं, और इसीलिए इसे मॉड्यूल पक्ष से पढ़ना उचित है।
कठिनाई पीछे की ओर है
BC दोनों ध्रुवताओं को पीछे की ओर ले जाता है, इसलिए सामने की ओर कोई छाया नहीं पड़ती और पुनर्संयोजन के लिए कोई सामने का धातु–सिलिकॉन कॉन्टैक्ट नहीं होता। यही इस आर्किटेक्चर का पूरा उद्देश्य है, और यही समस्या का स्रोत भी है: पीछे की ओर अब P-प्रकार कॉन्टैक्ट, आइसोलेशन, N-प्रकार कॉन्टैक्ट का इंटरडिजिटेटेड पैटर्न वेफर पर दोहराते हुए चलाना होता है।
पैसिवेटिंग-कॉन्टैक्ट BC सेल पर, उनमें से प्रत्येक क्षेत्र में एक अति-पतली टनल ऑक्साइड, एक डोपित पॉलीसिलिकॉन परत, और एक स्थानीय धातु कॉन्टैक्ट हो सकता है। दोनों ध्रुवताएँ एक जैसी चीज़ें नहीं चाहतीं:
- ऑक्साइड की मोटाई। जो विंडो अच्छी टनलिंग और अच्छी पैसिवेशन देती है, वह बोरॉन-डोपित और फॉस्फोरस-डोपित पक्ष के लिए समान नहीं है।
- पॉलीसिलिकॉन की मोटाई और डोपिंग। N+ और P+ पॉली-Si के इष्टतम डोपेंट प्रोफ़ाइल अलग होते हैं और थर्मल बजट के प्रति संवेदनशीलता भी अलग होती है।
- डिफ्यूज़न की गहराई और एनीलिंग। जो एनील एक क्षेत्र को क्रिस्टलीकृत और सक्रिय करता है, वह दूसरे के इंटरफ़ेस स्टेट को बिगाड़ सकता है।
- इंटरफ़ेस दोष और धातु कॉन्टैक्ट। कॉन्टैक्ट प्रतिरोधकता और पुनर्संयोजन दोनों पक्षों पर अलग-अलग व्यवहार करते हैं।
इससे BC निर्माण का केंद्रीय विरोधाभास पैदा होता है। डिवाइस प्रत्येक क्षेत्र को अपने इष्टतम पर चाहता है। एक पारंपरिक फ़्लो एक ही प्रोसेस स्थितियों के सेट से दोनों को संभालना चाहता है, ताकि मास्क, पैटर्न, एच, क्लीन और स्ट्रिप चरणों की संख्या कम रहे।
एक चरण बनाम दो चरण
AIKO पारंपरिक दृष्टिकोण को एक-चरणीय प्रोसेस के रूप में प्रस्तुत करता है: दोनों ध्रुवताओं के लिए टनल ऑक्साइड और पॉलीसिलिकॉन परत एक साथ बनाएँ, फिर पैटर्न करें। इसके विरुद्ध तर्क सीधा है — जो एक रेसिपी N+ पॉली-Si के लिए सही है, वह ज़रूरी नहीं कि P+ पॉली-Si के लिए भी सही हो, और P पक्ष को बचाने के लिए ऑक्साइड की मोटाई, डोपिंग या थर्मल बजट समायोजित करने पर N पक्ष की हानि हो सकती है। अंत में जो मिलता है वह दोनों के बीच एक समझौता है।
| दृष्टिकोण | P और N क्षेत्रों को कैसे संभाला जाता है | परिणाम |
|---|---|---|
| पारंपरिक एक-चरणीय | ऑक्साइड निर्माण, जमाव और थर्मल चरण काफी हद तक दोनों ध्रुवताओं के बीच साझा | कम चरण, लेकिन P/N सीमा पर एक प्रोसेस समझौता |
| AIKO दो-चरणीय (SeparaTech) | पहले P-प्रकार पैसिवेटिंग कॉन्टैक्ट बनाया जाता है; फिर क्षेत्रों को परिभाषित किया जाता है और उसके बाद N-प्रकार पैसिवेटिंग कॉन्टैक्ट बनाया जाता है | अधिक प्रोसेस संगठन, लेकिन प्रत्येक क्षेत्र को अपनी अनुकूलन विंडो मिलती है |
AIKO का अपना विवरण परिणाम के बारे में यह है कि दोनों को अलग करने से प्रत्येक पक्ष को स्वतंत्र रूप से अनुकूलित किया जा सकता है, जिससे पैसिवेशन गुणवत्ता और इसलिए दक्षता बढ़ती है; कंपनी बताती है कि इस प्रोसेस ने बड़े पैमाने पर उत्पादन में 27% से अधिक की ABC सेलों की नींव रखी है। यह एक कंपनी का दावा है, जो स्वतंत्र परीक्षण संस्था के बजाय AIKO की अपनी प्रकाशित सामग्री में किया गया है, और इसे उसी रूप में पढ़ा जाना चाहिए।
क्रम में प्रोसेस
चीनी उद्योग कवरेज में प्रचलित प्रोसेस विवरण के आधार पर, जो AIKO पेटेंट पाठ और सार्वजनिक सामग्री का हवाला देता है, फ़्लो मोटे तौर पर इस प्रकार चलता है:
- बनाएँ P-प्रकार पैसिवेटिंग कॉन्टैक्ट पहले — टनल ऑक्साइड, बोरॉन-डोपित पॉलीसिलिकॉन, P+ क्षेत्र — जिसमें बोरॉन डिफ्यूज़न के उप-उत्पाद के रूप में सतह पर बोरॉन सिलिकेट ग्लास (BSG) बनता है।
- उपयोग करें पहला लेज़र पैटर्निंग चरण उन स्थानों को खोलने के लिए जो N क्षेत्र और आइसोलेशन क्षेत्र बनेंगे।
- चुनिंदा रूप से एच या क्षारीय-पॉलिश करें उन खुलने वाले स्थानों में खुली P-प्रकार संरचना को हटाने के लिए।
- बनाएँ नया टनल ऑक्साइड और N-प्रकार पॉलीसिलिकॉन, फॉस्फोरस-डोपित, जिसमें सतह पर फॉस्फोरस सिलिकेट ग्लास (PSG) बनता है।
- उपयोग करें दूसरा लेज़र चरण और स्थानीय हटाना अंतिम P, N और आइसोलेशन क्षेत्रों को परिभाषित करने के लिए।
महत्वपूर्ण बात यह है कि यह कोई नई सामग्री नहीं है। यह वही परतों का समूह है, जिसे समय और स्थान में पुनः क्रमित किया जाता है और फिर पैटर्निंग द्वारा पुनः एकीकृत किया जाता है। दावा क्रम और नियंत्रण के बारे में है, रसायन विज्ञान के बारे में नहीं।
डिफ्यूज़न फ़िल्में ही मास्क हैं
यह वह हिस्सा है जो लागत तर्क का अधिकांश भार उठाता है। BSG और PSG विदेशी परतें नहीं हैं — वे बोरॉन और फॉस्फोरस डिफ्यूज़न के दौरान स्वाभाविक रूप से बनती हैं। पारंपरिक फ़्लो में उन्हें हटाने योग्य अवशेष माना जाता है। दो-चरणीय मार्ग उन्हें रखता है और बाद की पैटर्निंग और चुनिंदा एच के लिए स्व-संरेखित मास्क के रूप में उपयोग करता है।
AIKO के बताए गए लाभ यह हैं कि इससे बाहरी मास्किंग और सफाई की आवश्यकता समाप्त हो जाती है, संदूषण जोखिम और सामग्री खपत कम होती है, और समग्र प्रोसेस जटिलता एक-चरणीय फ़्लो के तुलनीय बनी रहती है। कंपनी थर्मल फ़ील्ड सिमुलेशन के माध्यम से उच्च-तापमान थर्मल वातावरण के पुनर्निर्माण का भी वर्णन करती है ताकि लैमिनर फ़्लो को पैसिवेशन काइनेटिक्स के साथ संतुलित किया जा सके, जिसमें प्रतिक्रिया कक्ष के भीतर तापमान नियंत्रण plus or minus 0.5 °C के भीतर रखा जाता है, साथ ही फ़िल्मों को कम-तनाव और एकरूप रखने के लिए एक तनाव-संतुलन प्रणाली।
ईमानदार चेतावनी यह है कि डिफ्यूज़न फ़िल्म को मास्क के रूप में उपयोग करना कोई नया विचार नहीं है — प्रारंभिक IBC पेटेंट साहित्य में समान सोच मौजूद है। यहाँ जिसका दावा किया गया है वह फ़िल्मों का विशिष्ट संयोजन, प्रोसेस क्रम, लेज़र पैरामीटर, और उत्पादन लाइन पर इन सबको बनाए रखने की क्षमता है।
लेज़र पैटर्निंग: माइक्रोन नियंत्रण, और इसकी अपनी बाधाएँ
एक बार P और N क्षेत्र अलग-अलग पास में बन जाने के बाद, कुछ ऐसा होना चाहिए जो यह तय करे कि प्रत्येक कहाँ स्थित है। यह लेजर पैटर्निंग चरण है, और इसकी सहनशीलता ऑप्टिक्स के बजाय ज्यामिति द्वारा निर्धारित होती है:
- अंतराल बहुत अधिक — आप प्रभावी उत्पादन क्षेत्र खो देते हैं।
- अंतराल बहुत कम — कोई भी गलत संरेखण या पार्श्व विसरण शॉर्ट-सर्किट जोखिम में बदल जाता है, और आइसोलेशन क्षेत्र के पास अपना काम करने के लिए कम जगह होती है।
क्षेत्र का आकार, किनारे की गुणवत्ता और आइसोलेशन चौड़ाई सभी एक साथ श्रेणी प्रतिरोध, पुनर्संयोजन, रिसाव और उपज में योगदान करते हैं। लिथोग्राफी सहनशीलता बनाए रख सकती थी, लेकिन इसकी लागत, टैक्ट और क्लीनरूम आवश्यकताएँ 10 GW या 20 GW फोटोवोल्टिक लाइन के लिए उपयुक्त नहीं हैं। लेजर उच्च-गति स्कैनिंग, डिजिटल नियंत्रण और कोई रेसिस्ट नहीं लाता, और अपनी समस्याएँ भी लाता है: थर्मल क्षति, किनारे का एब्लेशन, फिल्म अवशेष और बड़े क्षेत्र में एकरूपता।
AIKO’s 2026 अर्ध-वार्षिक रिपोर्ट में कथित तौर पर अल्ट्राफास्ट लेजर पैटर्निंग को दो-चरण प्रक्रिया के साथ एक मुख्य ABC प्रक्रिया के रूप में सूचीबद्ध किया गया है, जो एक उचित संकेत है कि इंजीनियरिंग प्रयास कहाँ है।
दो-चरण प्रक्रिया क्या ठीक नहीं करती
अलग-अलग पास में क्षेत्र बनने के बावजूद, वे अभी भी एक ही वेफर पर हैं। दूसरा उच्च-तापमान चरण पहले बने को प्रभावित कर सकता है:
- पहली पॉलीसिलिकॉन परत की क्रिस्टलीकरण अवस्था और डोपेंट वितरण
- पहले से बना टनल ऑक्साइड
- इंटरफेस हाइड्रोजन पैसिवेशन
- बोरॉन और फॉस्फोरस प्रणालियों के बीच क्रॉस-संदूषण
- आइसोलेशन क्षेत्र में पुनर्संयोजन, पैटर्न संरेखण, और दूसरे थर्मल बजट के तहत पार्श्व विसरण
इसलिए सटीक विवरण यह नहीं है कि दो क्षेत्र स्वतंत्र हो जाते हैं। यह है कि प्रक्रिया क्रम को उन्हें यथासंभव अलग करने के लिए पुनः डिज़ाइन किया जाता है, जिससे प्रत्येक का स्वतंत्र अनुकूलन विंडो चौड़ा हो जाता है। यह अंतर तब मायने रखता है जब आप “स्वतंत्र रूप से अनुकूलित” संपर्कों के दावे को पढ़ते हैं।
वह संख्या जो वास्तव में निर्णय करती है
यह लेख एक कंपनी से आगे उपयोगी बनाने वाली रूपरेखा अर्थशास्त्र है। BC का औद्योगीकरण अकेले सेल दक्षता से तय नहीं होता। जो आंकड़ा मायने रखता है वह है:
दक्षता लाभ × उपज ÷ विनिर्माण लागत
प्रत्येक अतिरिक्त पैटर्निंग, एच, क्लीन या संरेखण चरण तीनों शर्तों को बदलता है। यह पूंजी और परिचालन लागत जोड़ता है, टैक्ट की खपत करता है, और टूटने का एक और अवसर बनाता है। इसलिए प्रक्रिया पक्ष से यह अवलोकन दोहराने योग्य है: गीगावाट पैमाने पर, एक मास्क या एक क्लीन चरण हटाना प्रयोगशाला दक्षता के एक और 0.05% से अधिक मूल्य का हो सकता है। आवश्यकता रिकॉर्ड सेल नहीं है — यह प्रतिदिन सैकड़ों हजारों वेफर हैं जिनमें P/N पैटर्न अभी भी संरेखित है।
मॉड्यूल लाइन तक क्या पहुँचता है
यह वह जगह है जहाँ यह हमारे लिए उतरता है, और यह एक बिंदु है जो खो जाता है जब BC को केवल एक सेल प्रौद्योगिकी के रूप में चर्चा की जाती है।
BC एक उपकरण वास्तुकलाहै, न कि एकल प्रक्रिया मार्ग। HPBC, ABC, N-प्रकार पैसिवेटिंग-संपर्क BC और GPC सभी सामने से एक जैसे दिखते हैं — कोई फ्रंट इलेक्ट्रोड नहीं, वाहक पीछे एकत्र होते हैं — लेकिन नीचे वे वाहक-चयनात्मक संपर्क, P और N क्षेत्र कैसे बनते हैं, उन्हें कैसे पैटर्न किया जाता है, आइसोलेशन संरचना, धातुकरण, और क्या प्रवाह मौजूदा TOPCon लाइन का पुन: उपयोग कर सकता है, में भिन्न हो सकते हैं। हमने उसका नामकरण पक्ष क्या BC सिर्फ एक प्रौद्योगिकी है? में और संरचनात्मक पक्ष BC प्रौद्योगिकी रोडमैप.
में कवर किया है।
- एक मॉड्यूल लाइन के लिए, परिणाम ठोस है: सामने से एक जैसे दिखने वाले सेल संभालने के लिए एक जैसे नहीं होते।
- रियर संपर्क लेआउट और पिच BC वेरिएंट के बीच भिन्न होते हैं, और यह सोल्डरिंग प्रक्रिया, प्लेसमेंट सहनशीलता और निरीक्षण रेसिपी को निर्धारित करता है। प्रक्रिया परिवर्तन मॉड्यूल लाइन के अपस्ट्रीम हो रहा है लेकिन यांत्रिक परिणाम उस पर पड़ते हैं। एक सख्त रियर पैटर्न का मतलब सख्त प्लेसमेंट विंडो है; एक पतला या अधिक तनावग्रस्त सेल का मतलब कटर और लैमिनेटर के बीच अधिक हैंडलिंग नुकसान है। BC का झुकना और विकृति मॉड्यूल पक्ष पर पहले से ही एक ज्ञात समस्या है, और हमने और क्यों BC सेल अधिक झुकते हैं.
- क्यों BC स्ट्रिंग्स विकृत होती हैं के बारे में लिखा है। बैक-एंड धातुकरण मार्ग इंटरकनेक्शन को पूरी तरह बदल देता है। लागत समस्या रियर इलेक्ट्रोड पर चली जाती है, यही कारण है कि कम-चांदी और तांबा-आधारित धातुकरण और ज़ीरो-बसबार डिज़ाइन फ्रंट-एंड प्रक्रिया के साथ-साथ आगे बढ़ाए जा रहे हैं। सिल्वर-मुक्त बहस और
- रियर पर इंसुलेटिंग ग्लू की आवश्यकता दोनों स्ट्रिंगर पर पहुँचती हैं, भट्टी पर नहीं।
वही अर्थशास्त्र नियम डाउनस्ट्रीम भी लागू होता है। BC-तैयार स्ट्रिंगर खरीदने वाली मॉड्यूल लाइन वही गणना कर रही है जो सेल निर्माता करता है: क्षमता लाभ × उपज ÷ लागत। एक मशीन जो एक प्रक्रिया जोड़ती है लेकिन उपज की कीमत पर, उसने मदद नहीं की।, OSLB-1300 बैक-कॉन्टैक्ट सेल स्ट्रिंगर और सेल-पक्ष प्रक्रिया नवाचार हमारे लिए जो बदलता है वह एक नई मशीन श्रेणी नहीं है। यह मौजूदा स्टेशनों की विशिष्टता है — SC-20P बैक-कॉन्टैक्ट लेजर कटिंग प्लेटफ़ॉर्म
— क्योंकि वे स्टेशन हैं जो रियर पैटर्न को सबसे पहले देखते हैं।
| AIKO ABC बैक कॉन्टैक्ट सेल दो-चरण प्रक्रिया प्रवाह P प्रकार और N प्रकार पैसिवेटिंग संपर्क निर्माण को अलग करता है | संदर्भ |
|---|---|
| समयरेखा और प्रकाशित संख्याएँ | मील का पत्थर |
| N-प्रकार ऑल बैक कॉन्टैक्ट (ABC) का आविष्कार | AIKO प्रौद्योगिकी समयरेखा, 2019 |
| ABC सेल दक्षता 26.5% तक पहुँची | 2023 बैक कॉन्टैक्ट वर्कशॉप में AIKO प्रस्तुति |
| झुहाई प्रथम-चरण 6.5 GW ABC सेल लाइन उत्पादन में | चीनी उद्योग कवरेज में रिपोर्ट किया गया, 2022 |
| स्व-मास्क्ड दो-चरण प्रक्रिया को सार्वजनिक रूप से व्यावसायीकृत बताया गया | AIKO प्रकाशित सामग्री और PV Tech उद्योग अपडेट, जुलाई 2025 |
| 27% से अधिक ABC सेल को बड़े पैमाने पर उत्पादन का आधार बताया गया | AIKO 2026 अर्धवार्षिक रिपोर्ट, जैसा कि चीनी उद्योग कवरेज में उद्धृत किया गया है |
| G4 फुल-स्क्रीन अल्ट्रा मॉड्यूल में 26% अधिकतम दक्षता बताई गई है, मानक प्रारूप में लगभग 690 W तक | AIKO 2026 उत्पाद घोषणा (लॉन्च विनिर्देश) |
एक चेतावनी जो स्रोत कवरेज अच्छी तरह से देता है और जिसे बनाए रखने योग्य है: एक उत्पाद लॉन्च आंकड़ा और एक तृतीय-पक्ष वाणिज्यिक रैंकिंग एक ही माप नहीं हैं। सितंबर 2026 तक, तृतीय-पक्ष वाणिज्यिक मॉड्यूल रैंकिंग AIKO के सूचीबद्ध उत्पादों को 25.0% अधिकतम दक्षता पर रखती है, जो LONGi के साथ संयुक्त रूप से पहले स्थान पर है। 26% का लॉन्च विनिर्देश और 25.0% की वाणिज्यिक लिस्टिंग एक ही उत्पाद के विभिन्न चरणों का वर्णन करते हैं, और उन्हें इस तरह तुलना करना गलती है जैसे कि वे एक ही संख्या हों।
अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न
क्या दो-चरणीय प्रक्रिया एक नई सामग्री है या एक नई प्रक्रिया?
एक नई प्रक्रिया। परतें समान परिवारों की हैं — टनल ऑक्साइड, डोप्ड पॉलीसिलिकॉन, धातु संपर्क। जो बदलता है वह यह है कि P और N पक्ष किस क्रम में बनते हैं और उसके बाद क्षेत्रों को कैसे परिभाषित किया जाता है।
दोनों क्षेत्रों को एक ही पास में अनुकूलित क्यों नहीं किया जा सकता?
क्योंकि कई प्रमुख पैरामीटर साझा होते हैं। ऑक्साइड की मोटाई, जमाव की स्थितियाँ और थर्मल बजट प्रत्येक एक साथ दोनों संपर्कों की गुणवत्ता निर्धारित करते हैं, और बोरॉन-डोप्ड पॉली-Si के लिए इष्टतम, फॉस्फोरस-डोप्ड पॉली-Si के लिए इष्टतम नहीं है। एक पास का अर्थ है वेफर पर कहीं समझौता।
स्व-मास्क्ड से क्या तात्पर्य है?
बोरॉन और फॉस्फोरस विसरण चरण सतह पर एक प्राकृतिक उप-उत्पाद के रूप में BSG और PSG छोड़ देते हैं। उन्हें हटाने के बजाय, प्रक्रिया उन्हें रखती है और निम्नलिखित पैटर्निंग और चयनात्मक एच के लिए मास्क के रूप में उपयोग करती है, जिससे कई बाहरी मास्क, कोट, एक्सपोज़, स्ट्रिप और क्लीन चरण हट जाते हैं।
क्या यह BC लागत को पूरी तरह हल करता है?
नहीं। यह फ्रंट-एंड डिवाइस निर्माण को संबोधित करता है। रियर इलेक्ट्रोड लागत एक अलग समस्या है, यही कारण है कि कम-चांदी और तांबा-आधारित धातुकरण और जीरो-बसबार इंटरकनेक्शन समानांतर रूप से विकसित किए जा रहे हैं। एक बहुत कुशल सेल जिसे जोड़ने के लिए अभी भी बड़ी मात्रा में चांदी का पेस्ट चाहिए, वह अभी तक आर्थिक रूप से पूर्ण उत्तर नहीं है।
क्या बेहतर सेल प्रक्रिया मॉड्यूल लाइन को आसान बनाती है?
स्वचालित रूप से नहीं। यह इसे कठिन बना सकती है। एक सख्त रियर पैटर्न प्लेसमेंट की आवश्यकता बढ़ाता है, और सेल तनाव या मोटाई में कोई भी बदलाव असेंबली लाइन पर हैंडलिंग हानि और टूटने के रूप में दिखाई देता है। सेल-साइड लाभ और मॉड्यूल-साइड लागत को एक साथ विचार करना होगा।
इस लेख की जानकारी कहाँ से आती है?
तीन जगहों से, और उनका अलग-अलग महत्व है। प्रक्रिया विवरण, SeparaTech नाम, पेटेंट गणना और दक्षता-गुणा-उपज ढांचा चीनी उद्योग लेख से आते हैं जो 新能供应链द्वारा प्रकाशित है, जो AIKO पेटेंट पाठ, 2026 अर्धवार्षिक रिपोर्ट और सार्वजनिक कंपनी सामग्री का हवाला देता है। अंग्रेजी प्रक्रिया विवरण और 27% से अधिक दक्षता के दावे AIKO की स्वयं की प्रकाशित सामग्रीसे आते हैं, जिसे PV Tech द्वारा उद्योग अपडेट के रूप में पुनःप्रकाशित किया गया है — यह कंपनी-लिखित सामग्री है और हमने इसे स्वतंत्र परिणाम के बजाय एक दावे के रूप में लेबल किया है। ABC दक्षता और समयरेखा के आंकड़े AIKO की 2023 बैक कॉन्टैक्ट वर्कशॉप में प्रस्तुति से आते हैं। इस लेख में कुछ भी हमारे स्वयं के BC सेल या AIKO की प्रक्रिया के मापन पर आधारित नहीं है।
