يُشجع النمو السريع والتوسع المُطرد لصناعة الطاقة الكهروضوئية في الصين على تطوير الخلايا الشمسية التي تُوفر كفاءة عالية، مثل الخلايا ثنائية الوجه من النوع N، وخلايا HJT، والخلايا نصف المقطوعة. وفي الوقت نفسه، أصبح خفض التكلفة وتحسين الكفاءة الهدفين الرئيسيين للصناعة بأكملها.

ومع ذلك، فإن زيادة كفاءة الخلايا الشمسية بنسبة 0.01% فقط تتطلب جهودًا جبارة. ووفقًا لتوقعات CPIA، سترتفع حصة خلايا TOPcon+HJT في السوق إلى 35% بحلول عام 2025، ومن الناحية النظرية، من المُرجح أن تحقق خلايا النوع N، التي تتميز بانخفاض محتوى الأكسجين وكفاءة تحويل عالية، كفاءة أعلى من خلايا النوع P.

تتطلب المرحلة الجديدة من تحسين كفاءة الخلايا الشمسية خلايا أحادية السيليكون من النوع N فائقة الجودة، والتي تُوفر محتوى أكسجين أقل، ومقاومة أقل، وعمرًا أطول لحاملات الأقلية. ويُعد فرن نمو بلوري مُصمم هندسيًا ومُثبتًا علميًا شرطًا أساسيًا لإنتاج خلايا أحادية السيليكون عالية الجودة كهذه.

كلما كان جسم الفرن وحجم البلورة أكبر، زاد الوقت اللازم لاستقرار درجة حرارة صهر السيليكون، وهذا سيؤثر سلبًا على استقرار محتوى الأكسجين في البلورات الأحادية. لمعالجة هذه الصعوبة التقنية وتلبية احتياجات السوق، قامت شركة Songci Electromechanical بالكثير من التطوير الفني والتحقق والاختبارات، وفي النهاية حصلت على الحل لتقليل محتوى الأكسجين في خلايا Mono-Si، وهو فرن نمو البلورة منخفض محتوى الأكسجين: SC-1600-LO₂.

أجرى فريق البحث والتطوير في Songci Electromechanical بحوثًا واسعة واختبارات حول آلية حدوث عيوب الدوائر المتحدة المركز في البلورات الأحادية من النوع N، وكذلك تقنية التحكم في الأكسجين المقابلة. ساعدت المحاكاة العددية لعملية Czochralski والدراسة الأساسية لعيوب الدوائر المتحدة المركز الفريق على اكتشاف العلاقة بين احتمال حدوث هذه العيوب ومحتوى الأكسجين في البلورات الأحادية. باستخدام تقنية نمو البلورة منخفضة الأكسجين وتحسينات البرمجيات والأجهزة للفرن، تمكن الفريق من تقليل نسبة عيوب الدوائر المتحدة المركز بشكل كبير. تحت نفس الظروف، يمكن تقليل عيب الدوائر المتحدة المركز بنسبة 50%.

مقارنة بمستوى محتوى الأكسجين في خلايا السيليكون الشائعة، يمكن لفرن نمو البلورة منخفض الأكسجين تقليل محتوى الأكسجين بنسبةأكثر من 24% تحت نفس الظروف، كما يتم تحسين كفاءة الخلية بنسبة 0.1% وفقًا لبيانات خط الاختبار.

تصميم خطة خفض محتوى الأكسجين من Songci Electromechanical:

● محاكاة عملية المنطقة الساخنة وأخذ مسار تدفق السوائل في الاعتبار لضمان أن موقع الفتح ومسار الأنابيب مصممان بعناية ليلائما الفرن تمامًا ويتم إزالة أكبر قدر ممكن من الشوائب مثل الأكسجين.

● إضافة الوحدة الوظيفية للتحكم في الأكسجين إلى خوارزميات التحكم بالبرنامج وتشغيل وظيفة إزالة الأكسجين من حين لآخر دون التأثير على نمو البلورة؛ سيتم دمج وحدات إزالة الشوائب الأخرى لاحقًا بنفس الطريقة.

● تعديل بعض أجزاء حزمة العملية لتعزيز التوافق بين العملية والأجهزة.

يمكن لفرن نمو البلورة منخفض محتوى الأكسجين من Songci Electromechanical أن يضمن تحسين الكفاءة ويحقق فوائد للعملاء ويساعدهم على استرداد تكلفة المعدات بسرعة. حاليًا، تقوم عدة شركات رائدة في مجال الطاقة الشمسية باختبار نمو البلورات منخفضة الأكسجين باستخدام أفران مختبر Songci Electromechanical.

معلومات عنا

شركة Songci Electromechanical (Wuxi Songci Electromechanical Co., Ltd.)، شركة فرعية تابعة لـ Wuxi Autowell Technology Co., Ltd. (رمز السهم: 688516)، تعمل بشكل رئيسي في البحث والتطوير وتصنيع وبيع معدات نمو البلورات لصناعات الطاقة الشمسية وأشباه الموصلات، وكذلك تقديم حلول متكاملة. مع أكثر من عقد من الخبرة في التصنيع والأداء الممتاز لفرن SC-1600، حققت Songci Electromechanical إنجازات ملحوظة حتى عام 2022: أكثر من 2000 وحدة معدات تم بيعها سنويًا وزيادة ستة أضعاف في قيمة الطلب السنوية. تشمل قائمة عملائها المرموقين قادة الصناعة مثل Trina Solar وQinghai Jinko Solar وJA Solar وYuze Semiconductor وHoshine وZhongchengyu Energy، ولا سيما عقد بارز مع Adani Solar في الهند، الذي يمثل تسليم أول قضيب سيليكون أحادي البلورة في البلاد.

حاليًا، تعمل Songci Electromechanical على تطوير نظام نمو البلورات الذكي بناءً على البيانات الكبيرة. في المستقبل، ستسعى Songci Electromechanical لتجاوز الاختناقات التقنية للعمليات والمعدات، ودمج نمو البلورات مع الذكاء الاصطناعي والبيانات الكبيرة لتحقيق طريقة إنتاج علمية مع وظائف الاستشعار الكامل، التنبؤ الديناميكي والتحكم التعاوني. من أجل تلبية المتطلبات الجديدة للخلايا الشمسية الأكبر والأرق والأعلى جودة، تلتزم Songci Electromechanical بتقديم حلول ممتازة، وخلق قيمة أكبر للعملاء ودفع التصنيع الذكي العالمي في صناعة الطاقة الشمسية.