来自我国组件制造商中来和澳大利亚新南威尔士大学(UNSW)的一组研究人员分析了我国制造商自行开发的新型激光辅助烧制技术对生产隧道氧化物钝化接触(TOPCon)的影响太阳能电池。
这项新技术被称为中来特殊注射金属化(JSIM)，它由激光辅助烧制工艺组成，该工艺利用定制的银(Ag)浆料在 TOPCon 太阳能电池上形成正面接触。这是一种低温烧制技术，旨在促进焊膏渗透电池正面的抗反射涂层。
该研究的主要作者 Bram Hoex 告诉《光伏》杂志：“JSIM 技术已经由中来 (Jolywood) 进行大批量生产，其他公司也在开发和实施自己的激光辅助点火技术。” “中来是首批在大批量生产中提升 TOPCon 技术的制造商之一。”
在《太阳能材料和太阳能电池》上发表的论文“通过激光增强接触烧制增强 TOPCon 技术的可靠性”中，Hoex 和他的同事解释说，他们使用污染物引起的加速 DH85 测试来评估 JSIM 工艺在太阳能电池中的有效性。提高接触质量和耐腐蚀性，同时还降低生产成本。
他们基于 G10 n 型直拉 (Cz) 硅晶圆和通过标准正面金属化工艺开发的参考 TOPCon 器件，构建了尺寸为 182 mm × 182 mm 的 TOPCon 电池。通过 JSM 构建的电池基于等离子体氧化和等离子体辅助原位掺杂沉积(POPAID) 制成的触点，这是中来自行开发的物理气相沉积技术。
两种电池类型均经过 DH85 测试，温度为 85°C，相对湿度为 85%。激光器的工作波长为 1030 nm，频率为 1000 Hz。
“为了评估接触电阻，我们特别关注 TOPCon 电池的非母线区域。我们采用 FOBA M1000 划线激光器，创建了 6 毫米宽的条纹用于接触电阻评估，”研究团队解释道。“相比之下，基线样品使用标准商用银/铝浆料和传统烧制工艺进行了正面金属化。值得注意的是，两批 TOPCon 电池都具有相同的丝网印刷图案设计。”
学者们使用 Zeiss 550 Crossbeam 冷冻聚焦离子束扫描电子显微镜来分析金属触点的横截面图像。他们发现 JSIM 太阳能电池的平均功率转换效率为 25.1%，填充因子为 83.2%，而参考电池的平均功率转换效率和填充因子分别为 25.0% 和 82.9%。
测试还表明，与对照设备相比，JSIM 电池中的金属触点对氯化钠 (NaCl) 引起的劣化和腐蚀不太敏感。科学家们进一步解释说：“这一改进归功于烧制技术提供的更宽的加工窗口，以及能够使用不含铝的浆料来接触 TOPCon 太阳能电池正面的轻掺杂硼表面。”
利用这些电池，该团队分别使用聚烯烃弹性体 (POE) 和发泡聚乙烯 (EPE) 进行前部和后部封装，构建了 JSIM 144 半切电池模块，并将其性能与未采用 JSIM 工艺制造的控制面板进行了比较。
两种面板类型均经过 DH85 测试，并且还发现 JSIM 样品与参考模块相比具有更好的性能。研究人员表示：“JSIM 模块的填充因子下降了 0.6%，而基线模块的填充因子损失明显更高，达 4.9%。”
该团队表示，一系列测试表明，JSIM工艺不仅可以生产出更可靠的太阳能电池和模块，而且由于执行过程中使用的材料用量较少，还可以降低生产成本。他们总结道：“这项工作表明，JSIM 等激光辅助烧制工艺可以显着提高 TOPCon 太阳能电池的固有耐腐蚀性。”
