Heterojunction solar cell
ہیٹرو جنکشن سولر سیل (ایچ جے ٹی)، جسے مختلف طور پر سلیکن ہیٹرو جنکشنز (ایس ایچ جے) یا ہیٹرو جنکشن ود انٹرنسک تھن لیئر (ایچ آئی ٹی) کے نام سے جانا جاتا ہے، فوٹو وولٹک سیل ٹیکنالوجیز کا ایک خاندان ہے جو مختلف بینڈ گیپس والے سیمی کنڈکٹرز کے درمیان بنے ہیٹرو جنکشن پر مبنی ہے۔ یہ ایک ہائبرڈ ٹیکنالوجی ہے، جو روایتی کرسٹل شمسی خلیوں کے پہلوؤں کو پتلی فلم والے شمسی خلیوں کے ساتھ جوڑتی ہے۔ سلیکن ہیٹرجنکشن پر مبنی شمسی پینل رہائشی اور یوٹیلیٹی مارکیٹوں کے لیے تجارتی طور پر بڑے پیمانے پر تیار کیے جاتے ہیں۔ 2023 تک، سلیکن ہیٹروجنکشن فن تعمیر میں تجارتی سائز کے سلکان شمسی خلیوں کے لیے سیل کی سب سے زیادہ کارکردگی ہے۔ 2022-2024 میں، ایس ایچ جے خلیات سے توقع کی جاتی ہے کہ وہ مارکیٹ شیئر میں ایلومینیم بیک سرفیس فیلڈ (آل-بی ایس ایف) شمسی خلیات کو پیچھے چھوڑ کر پی ای آر سی/ٹی او پی سی او این (پاسیوٹیڈ ایمیٹر ریئر سیل/ٹنل آکسائیڈ پاسیوٹیڈ کانٹیکٹ) کے بعد دوسری سب سے زیادہ اپنائی جانے والی تجارتی شمسی سیل ٹیکنالوجی بن جائیں گے، جو 2032 تک بڑھ کر تقریبا 20 فیصد ہو جائیں گی۔ ایس ایچ جے خلیات عام طور پر ایک فعال کرسٹل سلکان جذب کرنے والے سبسٹریٹ پر مشتمل ہوتے ہیں جو ہائیڈروجنڈ اندرونی بے ساختہ سلکان (جسے اے-سی: ایچ کے طور پر ظاہر کیا جاتا ہے) یا نینو کرسٹلین سلکان ("بفر پرت") کی ایک پتلی پرت، اور مناسب طریقے سے ڈوپ شدہ بے ساختہ سلکان انتخابی رابطوں کی پرتوں کے ذریعے غیر فعال ہوتے ہیں۔ منتخب رابطہ مواد اور جذب کرنے والے میں بینڈ کے فرق مختلف ہوتے ہیں، جس سے ہیٹروجنکشن بنتا ہے جو روایتی شمسی خلیوں کے پی این جنکشن سے ملتا جلتا ہے۔ ہیٹروجنکشن شمسی خلیوں کی اعلی کارکردگی زیادہ تر بفر تہوں کی بہترین غیر فعال خصوصیات کی وجہ سے ہوتی ہے، خاص طور پر جذب کرنے والے سے انتہائی ریکومبینیشن-فعال دھاتی رابطوں کو الگ کرنے کے حوالے سے۔ اگرچہ اندرونی بفر پرتیں مؤثر طریقے سے غیر موصل ہوتی ہیں، لیکن چارج کیریئر پھیل سکتے ہیں کیونکہ موٹائی عام طور پر 10 این ایم سے کم ہوتی ہے۔ غیر فعال پرت کے لیے یہ فائدہ مند ہے کہ فوٹون کے پرجیوی جذب کو کم سے کم کرنے کے لیے بینڈ کا فرق زیادہ ہو، کیونکہ جذب گتانک جزوی طور پر بینڈ کے فرق پر منحصر ہوتا ہے۔ ان کی ہم آہنگ ساخت کی وجہ سے، ایس ایچ جے ماڈیولز میں عام طور پر 90 فیصد سے زیادہ دو طرفہ عنصر ہوتا ہے۔ چونکہ پتلی پرتیں عام طور پر درجہ حرارت کے لیے حساس ہوتی ہیں، اس لیے ہیٹروجنکشن خلیات کم درجہ حرارت کے مینوفیکچرنگ کے عمل تک محدود ہوتے ہیں۔ یہ الیکٹروڈ میٹالائزیشن کے لیے چیلنجز پیش کرتا ہے، کیونکہ عام سلور پیسٹ اسکرین پرنٹنگ کے طریقہ کار میں 800 ڈگری سیلسیس تک فائر کرنے کی ضرورت ہوتی ہے۔ زیادہ تر بفر پرت کے مواد کے لیے اوپری رواداری سے بہت اوپر۔ نتیجے کے طور پر، الیکٹروڈ کم علاج کرنے والے درجہ حرارت کے سلور پیسٹ، سلور لیپت تانبے کے پیسٹ، یا الیکٹروپلٹڈ تانبے پر مشتمل ہوتے ہیں۔ ہیٹروجنکشن ڈھانچہ، اور بے ساختہ سلکان کی تہوں کی کرسٹل لائن سلکان کو مؤثر طریقے سے غیر فعال کرنے کی صلاحیت 1970 کی دہائی سے اچھی طرح سے دستاویزی ہے۔ بے ساختہ اور کرسٹل سلکان کا استعمال کرتے ہوئے ہیٹرو جنکشن شمسی خلیات 1983 میں 12 فیصد سے زیادہ کی تبدیلی کی کارکردگی کے ساتھ تیار کیے گئے تھے۔ سانیو الیکٹرک کمپنی (اب پیناسونک گروپ کا ایک ذیلی ادارہ) نے 1990 کی دہائی کے اوائل میں اے-سی اور ایم یو سی-سی اندرونی تہوں سمیت ہیٹروجنکشن ڈیوائسز سے متعلق کئی پیٹنٹ دائر کیے، جن کا ٹریڈ مارک "ہیٹروجنکشن ود انٹریسنک پتلی پرت" (ایچ آئی ٹی) تھا۔ اندرونی پرت کی شمولیت نے ٹریپنگ اسٹیٹس کی کم کثافت کے ذریعے ڈوپڈ اے-سی ہیٹروجنکشن شمسی خلیوں پر کارکردگی میں نمایاں اضافہ کیا، اور ڈارک ٹنلنگ رساو کے دھاروں کو کم کیا۔ ایس ایچ جے شمسی خلیوں کی تحقیق اور ترقی کو 2011 میں سنیو کے جاری کردہ پیٹنٹ کی میعاد ختم ہونے تک دبا دیا گیا تھا، جس سے مختلف کمپنیوں کو تجارتی بنانے کے لیے ایس ایچ جے ٹیکنالوجی تیار کرنے کا موقع ملا۔ 2014 میں، 25 فیصد سے زیادہ تبادلوں کی استعداد کے ساتھ ایچ آئی ٹی خلیات تیار کیے گئے، جو اس وقت سنگل جنکشن کرسٹل لائن سلکان خلیات کے لیے سب سے زیادہ تھے۔ یہ ریکارڈ حال ہی میں 2018 میں کنیکا کارپوریشن نے توڑا تھا، جس نے 26.7% ایفیشنٹ لارج ایریا انٹرڈیجیٹیٹڈ بیک کانٹیکٹ (IBC) SHJ سولر سیل تیار کیے، اور پھر 2022 میں LONGi نے 26.81 ٪ ایفیشنسی کے ساتھ۔ 2023 تک، یہ مونوجنکشن سلکان شمسی خلیوں کے لیے ریکارڈ کی گئی سب سے زیادہ کارکردگی ہے۔ ہیٹرو جنکشن ماڈیولز کو 23.89 ٪ تک کی کارکردگی کے ساتھ تیار کیا گیا ہے۔ 2023 میں، ایس ایچ جے نے مونولیتھک ٹینڈم خلیوں میں پیرووسکائٹ کے ساتھ مل کر 33.2% پر سب سے زیادہ دوہری جنکشن سیل کی کارکردگی بھی ریکارڈ کی۔ ایس ایچ جے شمسی خلیات اب گیگا واٹ پیمانے پر بڑے پیمانے پر تیار کیے جاتے ہیں۔ 2022 میں، ایس ایچ جے پروڈکشن لائنوں کے قیام یا توسیع کے لیے منصوبہ بند منصوبوں کی کل اضافی صلاحیت تقریبا 350 جی ڈبلیو/سال تھی۔ 24 سے زیادہ (زیادہ تر چینی) مینوفیکچررز اپنی ہیٹروجنکشن پیداواری صلاحیت شروع کر رہے ہیں یا بڑھا رہے ہیں، جیسے کہ ہواسن، رزن، زنگانگ (گولڈن گلاس)، لانگ، میئر برگر اور بہت کچھ۔ یوٹیلیٹی اسکیل پروجیکٹس 2022 کے اوائل میں، ماڈیول سپلائر ہواسن کی ایک پریس ریلیز کے مطابق، بلغاریہ کے صوبہ پازارڈزک کے گاؤں اپریلسی کے قریب بلغاریائی ای پی سی کمپنی انیر کام نے 150 میگاواٹ کا ہیٹروجنکشن سولر فارم مکمل کیا تھا-جو اس وقت کا سب سے بڑا ایچ جے ٹی سولر فارم تھا۔ 2023 میں، اسی سپلائر نے انرکام کو ایچ جے ٹی ماڈیولز کے مزید 1.5 جی ڈبلیو سپلائی ڈیل کا اعلان کیا۔ فوائد کارکردگی کارکردگی اور وولٹیج ایس ایچ جے لیبارٹری (عالمی ریکارڈ کی کارکردگی) اور تجارتی پیداوار (اوسط کارکردگی) دونوں میں کرسٹل سلکان شمسی خلیوں میں سب سے زیادہ کارکردگی رکھتے ہیں۔ 2023 میں تجارتی ایس ایچ جے خلیوں کی اوسط کارکردگی 25.0% تھی، اس کے مقابلے میں این-ٹائپ ٹوپکون کے لیے 24.9% اور پی-ٹائپ پی ای آر سی کے لیے 23.3% تھی۔ اعلی کارکردگی زیادہ تر بہت زیادہ اوپن سرکٹ وولٹیج کی وجہ سے ہے-مستقل طور پر 700 ایم وی سے زیادہ-بہترین سطح کی غیر فعالیت کے نتیجے میں۔ 2023 کے بعد سے، پیرووسکائٹ ٹنڈمز میں ایس ایچ جے کے نچلے خلیات بھی 33.2% پر سب سے زیادہ 2-جنکشن سیل کی کارکردگی رکھتے ہیں۔ ان کی اعلی سطح کی غیر فعالیت کی وجہ سے، ہیٹروجنکشن خلیات میں عام طور پر دیگر سلکان شمسی خلیات (جیسے ٹی او پی سی او این) کے مقابلے میں کم ڈایڈڈ سیچوریشن کرنٹ کثافت ہوتی ہے، جو بہت زیادہ فل فیکٹر اور وولٹیج کی اجازت دیتی ہے ؛ اور اس وجہ سے اعلی کارکردگی ریکارڈ ہوتی ہے۔ بفیشیلٹی سے مراد شمسی خلیے کی سامنے یا پیچھے کی سطح سے روشنی کو قبول کرنے کی صلاحیت ہے۔ پچھلی سطح سے روشنی کا مجموعہ تعینات کردہ شمسی صفوں میں توانائی کی پیداوار کو نمایاں طور پر بہتر بنا سکتا ہے۔ ایس ایچ جے خلیوں کو دونوں طرف کنڈکٹو اے آر سی کے ساتھ تیار کیا جا سکتا ہے، جو بیک گرڈ والے پی ای آر سی خلیوں کے لیے ~70% کے مقابلے میں 90 فیصد سے زیادہ دو طرفہ عنصر کی اجازت دیتا ہے۔ بائی فیسیل سولر ماڈیولز سے توقع کی جاتی ہے کہ 2032 تک مونو فیسیل ماڈیولز پر ان کا مارکیٹ شیئر نمایاں طور پر بڑھ کر 85 فیصد ہو جائے گا۔ زندگی ان کی اعلی دو پہلویت کی وجہ سے، سلکان ہیٹروجنکشن ماڈیول دیگر سیل ٹیکنالوجیز کے مقابلے گلاس گلاس ماڈیول ڈیزائن کے زیادہ فوائد سے فائدہ اٹھا سکتے ہیں۔ ای پی ای کیپسولینٹ کا استعمال کرتے ہوئے شیشے کے شیشے کے ماڈیول پانی کے داخل ہونے کو روکنے میں خاص طور پر موثر ہیں، جو پی وی ماڈیولز میں کارکردگی کے انحطاط کی ایک اہم وجہ ہے۔ جب مناسب ماڈیول اینکیپسولینٹ کے ساتھ استعمال کیا جاتا ہے، تو گلاس گلاس ایس ایچ جے ماڈیول سے عام طور پر توقع کی جاتی ہے کہ اس کی آپریشنل عمر 30 سال سے زیادہ ہوگی۔ یہ گلاس پولیمر فوئل بیک شیٹ (2023 تک سب سے زیادہ مارکیٹ شیئر والی ماڈیول ٹیکنالوجی) سے نمایاں طور پر طویل ہے۔ شیشے کے شیشے کے ماڈیول شیشے کے بیک شیٹ ماڈیولز سے بھاری ہوتے ہیں، تاہم ٹمپریڈ شیشے کی ٹیکنالوجیز اور ماڈیول ڈیزائن میں بہتری کی وجہ سے شیشے کی موٹائی (اور اس وجہ سے وزن) میں کمی کی توقع ہے، جس میں 2030 کی دہائی میں مرکزی دھارے میں 3.3 ملی میٹر سے 2 ملی میٹر یا اس سے کم کی طرف جھکاؤ ہے۔ اس کے نتیجے میں، آئی ٹی آر پی وی (2023) کے مطابق 2020 کی دہائی کے وسط میں گلاس گلاس ماڈیولز کے غالب پی وی ٹیکنالوجی بننے کی توقع ہے۔ مثال کے طور پر، اینیل نے 2022 میں 93 فیصد کی 30 سالہ کارکردگی کے ساتھ یوٹیلیٹی اسکیل 680 ڈبلیو ہیٹروجنکشن ماڈیولز کا اعلان کیا تھا۔ درجہ حرارت کا گتانک درجہ حرارت کے گتانک سے مراد ہے کہ شمسی ماڈیول کی آؤٹ پٹ پاور درجہ حرارت کے ساتھ کس طرح تبدیل ہوتی ہے۔ عام طور پر، شمسی ماڈیولز بلند درجہ حرارت پر آؤٹ پٹ پاور اور کارکردگی میں کمی دیکھتے ہیں۔ لیب ٹیسٹنگ اور سپلائر ڈیٹاشیٹ سروے سے، ایس ایچ جے خلیوں کے ساتھ تیار کردہ ماڈیولز مستقل طور پر مساوی یا کم درجہ حرارت گتانک کی پیمائش کرتے ہیں (یعنی۔ کارکردگی میں کمی کم شدید ہے) ال-بی ایس ایف، پی ای آر سی، پی ای آر ٹی اور ہائبرڈ پی ای آر ٹی/ریئر-ہیٹروجنکشن شمسی خلیوں کے مقابلے میں۔ یہ پیرامیٹرز کی ایک رینج پر لاگو ہوتا ہے، بشمول اوپن سرکٹ وولٹیج، زیادہ سے زیادہ پاور پوائنٹ پاور، شارٹ سرکٹ کرنٹ اور فل فیکٹر۔ شمسی خلیوں کی درجہ حرارت کی حساسیت کو جذب کرنے والے بینڈ کے فرق کی صلاحیت کے مقابلے میں اعلی اوپن سرکٹ وولٹیج سے الٹا تعلق دیا گیا ہے، جیسا کہ مارٹن گرین نے 1982 میں نوٹ کیا ہے ؛ "جیسے جیسے سلکان شمسی خلیوں کا اوپن سرکٹ وولٹیج بہتر ہوتا جا رہا ہے، اس کے نتیجے میں ہونے والا ایک فائدہ، جس کی وسیع پیمانے پر تعریف نہیں کی جاتی ہے، وہ ہے آلہ کی کارکردگی کی درجہ حرارت کی حساسیت میں کمی۔" اس طرح ایس ایچ جے خلیوں کی کم درجہ حرارت کی حساسیت کو اچھی طرح سے غیر فعال رابطوں سے منسوب کیا گیا ہے۔ مینوفیکچرنگ توانائی کی کھپت ایس ایچ جے پروڈکشن لائنیں بنیادی طور پر اعلی درجہ حرارت کے آلات جیسے ڈفیوژن یا میٹل پیسٹ کیورنگ بھٹیوں کا استعمال نہیں کرتی ہیں، اور اوسطا من گھڑت خلیوں کی فی واٹ کم بجلی کی کھپت ہوتی ہے۔ چائنا پی وی انڈسٹری ڈویلپمنٹ روڈ میپ کے مطابق، 2022 میں، این-ٹائپ ہیٹرو جنکشن سیل لائنوں کی اوسط بجلی کی کھپت 47,000 کلو واٹ فی میگاواٹ تھی، جبکہ پی-ٹائپ پی ای آر سی پروڈکشن لائنوں نے تقریبا 53,000 کلو واٹ فی میگاواٹ اور این-ٹائپ ٹوپکون کے لیے تقریبا 56,000 کلو واٹ فی میگاواٹ استعمال کیا۔ یہ اندازہ لگایا گیا ہے کہ 2030 تک، این-ٹائپ ہیٹرو جنکشن، پی-ٹائپ پی ای آر سی اور این-ٹائپ ٹی او پی سی این سیل پروڈکشن لائنوں کی بجلی کی کھپت بالترتیب 34,000 کلو واٹ فی میگاواٹ، 35,000 کلو واٹ فی میگاواٹ اور 42,000 کلو واٹ فی میگاواٹ تک گر جائے گی۔ 2014 کے ایک مطالعے میں ایس ایچ جے ماڈیول کے توانائی کی واپسی کے وقت کا تخمینہ ایک باقاعدہ مونو کرسٹل لائن ماڈیول کے 1.8 سال کے مقابلے میں 1.5 سال لگایا گیا تھا۔ 25 فیصد کارکردگی کو فرض کرتے ہوئے 2020 میں ممکنہ ماڈیول کے لیے یہ تعداد بالترتیب 0.94 سال بمقابلہ 1.2 سال تک گرنے کا تخمینہ لگایا گیا تھا۔ اسی طرح، 2020 ایس ایچ جے ماڈیولز کے لیے لائف سائیکل CO2-مساوی اخراج فی کلو واٹ گھنٹہ کا تخمینہ 20 گرام بمقابلہ ایک باقاعدہ مونو کرسٹل لائن ماڈیول کے لیے 25 گرام ہے۔ سلیکن کی کھپت شمسی خلیوں میں استعمال ہونے والے کرسٹل لائن سلکان ویفرز کی موٹائی عام طور پر 130-180 μm کے درمیان ہوتی ہے۔ استعمال شدہ سلکان ویفر کی مقدار شمسی ماڈیول کی لاگت کا ایک اہم تناسب پر مشتمل ہے، اور اس طرح ویفر کی موٹائی کو کم کرنے سے لاگت میں نمایاں کمی حاصل کرنے کی صلاحیت ہے۔ پتلی سلکان میں کم فوٹون جذب ہوتے ہیں۔ تاہم، جب تک سطح کے ریکومبینیشن کو مؤثر طریقے سے دبایا جاتا ہے، پتلی ویفرز بہت زیادہ اوپن سرکٹ وولٹیج کو برقرار رکھ سکتے ہیں-یا اس میں بہتری بھی لا سکتے ہیں۔ یعنی اوپن سرکٹ وولٹیج میں اضافہ شارٹ سرکٹ کرنٹ میں ہونے والے نقصانات کی تلافی کر سکتا ہے۔ وہ بنیادی طور پر ایسا کرتے ہیں، کیونکہ اگر سطحیں اچھی طرح سے غیر فعال ہوتی ہیں تو سبسٹریٹ کے بڑے حصے میں ریکومبینیشن کا زیادہ تناسب ہوتا ہے، اس لیے موٹائی کو کم کرنے سے بلک نقائص کی مقدار کم ہو جاتی ہے۔ چونکہ ایس ایچ جے خلیوں میں سطح کی بہترین غیر فعالیت ہوتی ہے، اس لیے ان کی ویفر موٹائی میں کمی دیگر کرسٹل سلکان سولر سیل ٹیکنالوجیز کے مقابلے میں زیادہ ممکن ہے۔ اس طرح، ویفر موٹائی کی ایک بڑی رینج پر اعلی استعداد کی اطلاع دی گئی ہے، جس میں کم از کم 50 مائیکرو میٹر کی ترتیب ہے۔ تجارتی درجے کے این قسم کے سبسٹریٹس پر، زیادہ سے زیادہ موٹائی کا تخمینہ 40-60 μm لگایا جاتا ہے۔ یہ فائدہ غیر غیر فعال رابطوں یا پی ای آر سی جیسی ناقص سطح کے دوبارہ امتزاج والی ٹیکنالوجیز میں نہیں دیکھا جاتا ہے، جس میں زیادہ سے زیادہ موٹائی 100 مائیکرو میٹر سے زیادہ ہوتی ہے۔ نقصانات مینوفیکچرنگ این-ٹائپ سلکان پر انحصار اگرچہ اعلی کارکردگی والے ایس ایچ جے خلیات پی-ٹائپ سلکان سبسٹریٹ کا استعمال کرتے ہوئے تیار کیے جا سکتے ہیں، لیکن ایس ایچ جے کی پیداوار پر کم درجہ حرارت کی رکاوٹ گٹٹرنگ (آلودگی کے نقائص کا انتظام) کے عمل کو ناممکن بنا دیتی ہے اور بلک ہائیڈروجنشن قابل اعتماد طریقے سے ضرورت سے زیادہ نقائص کو غیر فعال نہیں کر سکتی۔ آلودہ منتقلی دھات کے نقائص کے اسی ارتکاز کے لیے، الیکٹرانوں کے مقابلے میں سوراخوں کے چھوٹے کیپچر کراس سیکشن (اقلیتی چارج کیریئر) کی وجہ سے این قسم کے ویفرز میں اقلیتی کیریئر کی زندگی زیادہ ہوتی ہے۔ اسی طرح، سطح کی حالتوں کے لیے الیکٹرانوں اور سوراخوں کا کیپچر کراس سیکشن تناسب بڑا ہوتا ہے (مثال کے طور پر۔ سلکان ڈنگلنگ بانڈز) اور اس وجہ سے اچھی طرح سے غیر فعال سطحوں کو این قسم کے ویفرز پر حاصل کرنا آسان ہے۔ ان وجوہات کی بناء پر، این-ٹائپ ویفرز کو مینوفیکچرنگ کے لیے سختی سے ترجیح دی جاتی ہے، کیونکہ بلک لائف ٹائمز کو بہتر بنانے کے لیے تکلیف دہ اقدامات کو کم کر دیا جاتا ہے اور روشنی سے پیدا ہونے والے انحطاط کا خطرہ کم ہو جاتا ہے۔ تاہم، این-ٹائپ ویفرز کی قیمت عام طور پر پی-ٹائپ سے تقریبا 8-10% زیادہ بتائی جاتی ہے۔ این-ٹائپ ویفرز کی زیادہ قیمت کو ڈوپڈ مونو کرسٹلائن انگوٹس کے بڑھنے کے دوران سلکان میں فاسفورس کے چھوٹے علیحدگی گتانک سے منسوب کیا جاتا ہے۔ اس کے نتیجے میں انگوٹی کی لمبائی میں مزاحمت میں پریشانی کا فرق ہوتا ہے، اور اس طرح صرف 75 فیصد حجم مزاحمت کو پورا کرتا ہے جیسا کہ پی وی مینوفیکچررز کی ضرورت ہوتی ہے۔ مزید برآں، مصلوب میں اگائے جانے والے این قسم کے انگوٹس جو کئی بار دوبارہ استعمال کیے گئے ہیں (ریچارج ایبل زوکرالسکی ؛ آر سی زیڈ) قابل قبول ہونے کا امکان کم ہے۔ سطح کی تیاری اور بناوٹ کرسٹل سلکان شمسی خلیوں کی تیاری کے پہلے مراحل میں سے ایک میں سلکان ویفر سبسٹریٹ کی سطح کی بناوٹ اور صفائی شامل ہے۔ مونو کرسٹلین ویفرز کے لیے، اس میں ایک الکلین محلول (عام طور پر پوٹاشیم ہائیڈروکسائڈ یا دھاتی آئن سے پاک ٹیٹرامیٹیلامونیم ہائیڈروکسائڈ) کے مرکب کا استعمال کرتے ہوئے ایک انیسوٹروپک گیلے کیمیائی نقاشی اور نقاشی انیسوٹروپی (روایتی طور پر آئسوپروپائل الکحل، لیکن اب ملکیتی اضافی اشیاء استعمال کی جاتی ہیں) کو بڑھانے کے لیے ایک نامیاتی اضافی شامل ہوتا ہے۔ نقاشی روشنی کو پھنسانے والی اہرام کی ساخت بناتی ہے جو تیار شدہ شمسی خلیے کے آؤٹ پٹ کرنٹ کو بہتر بناتی ہے۔ پی ای آر سی کے مقابلے ایس ایچ جے کے لیے سطح کی صفائی کے لیے سخت تقاضوں کی وجہ سے، بناوٹ اور صفائی کا عمل نسبتا زیادہ پیچیدہ ہے اور زیادہ کیمیکل استعمال کرتا ہے۔ ان سطح کے علاج کے اقدامات میں سے کچھ میں آر سی اے کی صفائی، نامیاتی مادوں کو ہٹانے کے لیے سلفورک ایسڈ/پیرو آکسائیڈ مرکب، ہائیڈروکلورک ایسڈ کا استعمال کرتے ہوئے دھات کے آئنوں کو ہٹانا، اور نائٹرک ایسڈ آکسیڈیٹیو صفائی اور ایچ بیک شامل ہیں۔ تحقیق میں حالیہ پیش رفت سے پتہ چلا ہے کہ اوزون شدہ پانی سے آکسیڈیٹیو صفائی عمل کی کارکردگی کو بہتر بنانے اور فضلہ کو کم کرنے میں مدد کر سکتی ہے، اسی سطح کے معیار کو برقرار رکھتے ہوئے آر سی اے کی صفائی کو مکمل طور پر تبدیل کرنے کے امکان کے ساتھ۔ سلور پیسٹ اسکرین پرنٹنگ شمسی خلیوں کی اکثریت اسکرین پرنٹڈ پیسٹ الیکٹروڈ سے تیار کی جاتی ہے۔ ایس ایچ جے خلیے کم درجہ حرارت کے عمل تک محدود ہوتے ہیں اور اس طرح اپنے الیکٹروڈ کے لیے روایتی بھٹی سے چلنے والے سلور پیسٹ کا استعمال نہیں کر سکتے، جیسے کہ پی ای آر سی، ٹی او پی سی او این اور آل-بی ایس ایف خلیوں میں استعمال ہوتا ہے۔ کم درجہ حرارت والی پیسٹ کی ساخت ایس ایچ جے کی کارکردگی اور معاشیات میں کئی عوامل سے سمجھوتہ کرتی ہے، جیسے کہ چاندی کی زیادہ کھپت اور گرڈ کی کم چالکتا۔ مزید برآں، ایس ایچ جے خلیوں پر کم درجہ حرارت والے سلور پیسٹ کے اسکرین پرنٹنگ کے عمل میں بھی عام طور پر پی ای آر سی اسکرین پرنٹنگ لائنوں کے مقابلے میں نمایاں طور پر کم تھرو پٹ ہوتا ہے، کیونکہ مینوفیکچررز اکثر اعلی معیار کے گرڈ کو حاصل کرنے کے لیے کم پرنٹنگ اور فلڈنگ کی رفتار کا استعمال کرتے ہیں۔ ٹیرا واٹ پیمانے پر شمسی توانائی سے توقع کی جاتی ہے کہ وہ عالمی چاندی کی طلب کا ایک اہم حصہ استعمال کرے گی جب تک کہ متبادل تیار نہ کیے جائیں۔ ابھرتی ہوئی ٹیکنالوجیز جو ایس ایچ جے کے لیے چاندی کی کھپت کو کم کر سکتی ہیں ان میں سلور کوٹیڈ کاپر پیسٹ، سلور نینو پارٹیکل سیاہی، اور الیکٹروپلٹیڈ کاپر شامل ہیں۔ تکنیکی پختگی ایس ایچ جے پروڈکشن لائنیں زیادہ تر نئے آلات پر مشتمل ہیں۔ لہذا ایس ایچ جے کو ٹی او پی سی او این پروڈکشن کے ساتھ مقابلہ کرنے میں مشکلات کا سامنا کرنا پڑتا ہے، کیونکہ موجودہ پی ای آر سی پروڈکشن لائنوں کو ٹی او پی سی او این کے لیے نسبتا آسانی سے دوبارہ تیار کیا جا سکتا ہے۔ ووڈ میکنزی (دسمبر 2022) کی ایک رپورٹ میں پیش گوئی کی گئی ہے کہ اس وجہ سے افراط زر میں کمی کے قانون کی روشنی میں ریاستہائے متحدہ میں نئے ماڈیول کی تیاری کے لیے ایس ایچ جے کے مقابلے ٹی او پی سی او این کو ترجیح دی جائے گی، جس میں اعلی کارکردگی اور سرمائے کے اخراجات کے درمیان ترجیحی توازن کا حوالہ دیا گیا ہے۔ ڈھانچہ ایک "فرنٹ جنکشن" ہیٹروجنکشن سولر سیل سلکان کی تہوں کے پی-آئی-این-آئی-این-ڈوپڈ اسٹیک پر مشتمل ہوتا ہے ؛ بیچ میں ایک این قسم کا کرسٹل لائن سلکان ویفر ہوتا ہے اور دیگر بے ساختہ پتلی پرتیں ہوتی ہیں۔ پھر، روشنی اور کرنٹ جمع کرنے کے لیے ایک شفاف کنڈکٹنگ آکسائڈ (ٹی سی او) اینٹی ریفلیکشن کوٹنگ اور میٹل گرڈ کے اوور لیئرز کا استعمال کیا جاتا ہے۔ ایس ایچ جے ڈھانچے کی اعلی دو طرفہ حیثیت کی وجہ سے، اسی طرح کی این-آئی-این-آئی-پی "ریئر جنکشن" ترتیب بھی مینوفیکچررز کے ذریعہ استعمال کی جاتی ہے اور اس کے عمل کے لحاظ سے فوائد ہو سکتے ہیں۔ خاص طور پر، مینوفیکچرنگ میں ریئر جنکشن کنفیگریشن کو ترجیح دی جاتی ہے کیونکہ وہ سامنے والے ٹی سی او کے بجائے جذب کنندہ میں لیٹرل الیکٹران ٹرانسپورٹ کے زیادہ تناسب کو منتقل کرنے کی اجازت دیتے ہیں۔ لہذا سامنے والے حصے کی شیٹ مزاحمت کو کم کیا جاتا ہے اور ٹی سی او کے عمل کے پیرامیٹرز پر پابندیوں میں نرمی کی جاتی ہے، جس سے کارکردگی اور لاگت کے فوائد ہوتے ہیں۔ جذب کرنے والا سبسٹریٹ، جس میں الیکٹران-سوراخ کے جوڑے بنتے ہیں، عام طور پر فاسفورس کے ساتھ ڈوپ شدہ این-ٹائپ مونو کرسٹلین سلکان ہوتا ہے۔ اعلی کارکردگی والے ایس ایچ جے شمسی خلیوں کی صنعتی پیداوار میں، اعلی معیار کے این قسم کے زوکرالسکی سلکان کی ضرورت ہوتی ہے کیونکہ کم درجہ حرارت کا عمل گیٹرنگ اور بلک ہائیڈروجنشن کے فوائد فراہم نہیں کر سکتا ہے۔ سبسٹریٹ سے باہر جذب ہونے والے فوٹون فوٹو کرنٹ میں حصہ نہیں ڈالتے اور کوانٹم کی کارکردگی میں نقصان کا باعث بنتے ہیں۔ بفر اور کیریئر کا انتخاب بفر پرتیں اندرونی بے ساختہ سلکان کو پی ای سی وی ڈی کا استعمال کرتے ہوئے سبسٹریٹ کے دونوں اطراف میں سائلن (سی ایچ 4) اور ہائیڈروجن (ایچ 2) کے مرکب سے جمع کیا جاتا ہے، جس سے ہیٹروجنکشن بنتا ہے اور سطح کو غیر فعال کیا جاتا ہے۔ بفر پرت کافی موٹی ہونی چاہیے تاکہ مناسب پاسیویشن فراہم ہو، تاہم اتنی پتلی ہونی چاہیے کہ کیریئر کی نقل و حمل میں نمایاں طور پر رکاوٹ نہ آئے یا روشنی کو جذب نہ کرے۔ بفر پرت 1-10 nm موٹی کی ترتیب پر ہے۔ بفر پرت کے ڈھانچے اور میٹل انسولیٹر سیمی کنڈکٹر (ایم آئی ایس) شمسی خلیوں کے درمیان مماثلت کے باوجود، ایس ایچ جے ضروری نہیں کہ کم چالکتا بفر پرت کے ذریعے کیریئر ٹرانسپورٹ کے لیے کوانٹم ٹنلنگ پر انحصار کرے ؛ کیریئر کا پھیلاؤ بھی ایک اہم ٹرانسپورٹ میکانزم ہے۔ ونڈو لیئرز منتخب رابطے (جسے "ونڈو لیئرز" بھی کہا جاتا ہے) پھر اسی طرح پی-اور این-قسم کی انتہائی ڈوپڈ بے ساختہ سلکان تہوں کے جمع ہونے سے تشکیل پاتے ہیں۔ ڈوپینٹ گیسوں کی مثالوں میں این-ٹائپ کے لیے فاسفین (پی ایچ 3) اور پی-ٹائپ کے لیے ٹرائمیتھائل بورین (بی (سی ایچ 3) 3) یا ڈائبورن (بی 2 ایچ 6) شامل ہیں۔ اس کی عیب دار نوعیت کی وجہ سے، ڈوپڈ بے ساختہ سلکان (اندرونی کے برخلاف) کرسٹل سلکان کو غیر فعالیت فراہم نہیں کر سکتا ؛ اسی طرح اس طرح کی کسی بھی اے-سی پرت کی ایپیٹیکسیل نشوونما غیر فعالیت کے معیار اور خلیوں کی کارکردگی کو شدید نقصان پہنچاتی ہے اور جمع ہونے کے دوران اسے روکا جانا چاہیے۔ نینو کرسٹلائن ونڈو لیئر ایس ایچ جے کی کارکردگی میں حالیہ پیش رفت الیکٹران رابطے کے لیے این ٹائپ بے ساختہ سلکان کے بجائے این ٹائپ نینو کرسٹلائن سلکان آکسائیڈ (این سی-سی او ایکس: ایچ) فلموں کے جمع ہونے سے ہوئی ہے۔ عام طور پر "نینو کرسٹل لائن سلکان آکسائیڈ" کے طور پر جانا جانے والا مواد دراصل ایک دو مراحل والا مواد ہے جو ایک بے ساختہ سلکان آکسائیڈ میٹرکس میں سرایت شدہ نینو اسکیل سلکان کرسٹل پر مشتمل ہوتا ہے۔ سلکان آکسائڈ میں بینڈ کا فرق زیادہ ہوتا ہے اور یہ بے ساختہ سلکان کے مقابلے میں آپٹیکل طور پر زیادہ شفاف ہوتا ہے، جبکہ کالمر نینو کرسٹل عمودی کیریئر ٹرانسپورٹ کو بڑھاتے ہیں اور چالکتا میں اضافہ کرتے ہیں، اس طرح شارٹ سرکٹ کرنٹ کی کثافت میں اضافہ ہوتا ہے اور رابطے کی مزاحمت میں کمی آتی ہے۔ پی ای سی وی ڈی کے دوران میٹریل بینڈ گیپ کو کاربن ڈائی آکسائیڈ کی مختلف سطحوں کے ساتھ ٹیون کیا جا سکتا ہے۔ بے ساختہ سلکان کی جگہ نینو کرسٹلین سلکان/سلکان آکسائیڈ کو کچھ مینوفیکچررز نے پہلے ہی این-ٹائپ پر ضم کر دیا ہے، جس کے بعد مستقبل قریب میں پی-ٹائپ (ہول کانٹیکٹ) کی پیروی کی جائے گی۔ ایک بہتر نینو کرسٹلائن ہول رابطہ نے لن اور دیگر کی تیاری میں اہم کردار ادا کیا۔ (2023) 26.81% بجلی کی تبدیلی کی کارکردگی کا عالمی ریکارڈ۔ اینٹی ریفلیکشن کوٹنگ اور کنڈکٹو آکسائیڈ دوہری مقصد والی اینٹی ریفلیکشن کوٹنگ (اے آر سی) اور کیریئر ٹرانسپورٹ پرت، جو عام طور پر انڈیم ٹن آکسائیڈ (آئی ٹی او) پر مشتمل ہوتی ہے، منتخب رابطوں پر دونوں طرف پھیلی ہوتی ہے۔ انڈیم ٹن آکسائیڈ ایک شفاف کنڈکٹنگ آکسائیڈ (ٹی سی او) ہے جو روشنی کی ترسیل میں نمایاں رکاوٹ کے بغیر رابطے کی سطحوں کی پس منظر کی چالکتا کو بڑھاتا ہے۔ یہ ضروری ہے کیونکہ بے ساختہ تہوں میں ڈوپنگ کی اعلی سطح کے باوجود نسبتا زیادہ مزاحمت ہوتی ہے، اور اس لیے ٹی سی او کیریئرز کو انتخابی رابطے سے دھات کے الیکٹروڈ تک منتقل کرنے کی اجازت دیتا ہے۔ تباہ کن مداخلت مخالف عکاسی کی خصوصیات کے لیے، ٹی سی او شمسی سپیکٹرم کی چوٹی (تقریبا 550 این ایم) پر زیادہ سے زیادہ روشنی کی گرفت کے لیے درکار موٹائی پر جمع کیا جاتا ہے۔ واحد پرت والے اے آر سی کے لیے زیادہ سے زیادہ موٹائی اس طرح دی جاتی ہے ؛ جہاں پرت کی موٹائی ہے، کم سے کم عکاسی کی مطلوبہ طول موج ہے اور یہ مواد کا اضطراری اشاریہ ہے۔ آئی ٹی او کے ریفریکٹیو انڈیکس (عام طور پر ~ 0.1) پر منحصر ہے، پرت کی زیادہ سے زیادہ موٹائی عام طور پر 70-80 nm ہوتی ہے۔ پتلی فلم کی مداخلت کی وجہ سے، آئی ٹی او (ایک ہلکا سرمئی-سیاہ سیرامک مواد) اس موٹائی پر ایک متحرک نیلا رنگ ظاہر ہوتا ہے۔ متبادل مواد انڈیم کی کمی کی وجہ سے، ایس ایچ جے خلیوں میں استعمال کے لیے ایلومینیم ڈوپڈ زنک آکسائیڈ (اے زیڈ او) جیسے متبادل ٹی سی اوز پر تحقیق کی جا رہی ہے۔ اے زیڈ او میں آئی ٹی او کے مقابلے میں بہت زیادہ کیمیائی حساسیت ہے، جو کچھ دھاتی طریقوں کے لیے چیلنجز پیش کرتا ہے جن میں نقاشی کی ضرورت ہوتی ہے، جیسے نکل بیج کی پرت نقاشی اور عام طور پر پی-اور این-قسم کی بے ساختہ تہوں دونوں کے لیے ایک ناقص انٹرفیس رابطہ ہوتا ہے۔ جب خلیوں کو ماڈیولز میں استعمال کیا جاتا ہے تو اے زیڈ او میں طویل مدتی استحکام کے مسائل ہو سکتے ہیں، جن کے لیے سی او ایکس جیسی کیپنگ تہوں کی ضرورت پڑ سکتی ہے۔ غیر ڈوپڈ ٹن آکسائیڈ (ایس این او ایکس) کا استعمال ایس ایچ جے خلیوں پر 24.91 ٪ کی کارکردگی کے ساتھ انڈیم سے پاک ٹی سی اوز تیار کرنے کے لیے بھی کامیابی سے کیا گیا ہے۔ انڈیم آکسائیڈ پر مبنی ٹی سی اوز کی نظری اور الیکٹرانک خصوصیات میں اضافہ سیریم اور ہائیڈروجن کے ساتھ مشترکہ ڈوپنگ کے ذریعے حاصل کیا گیا ہے، جس کے نتیجے میں اعلی الیکٹران نقل و حرکت ہوتی ہے۔ اس طرح کی فلمیں کافی کم درجہ حرارت پر اگائی جا سکتی ہیں جو گرمی کے حساس ایس ایچ جے پروڈکشن کے عمل کے ساتھ مطابقت رکھتی ہیں۔ سیریم آکسائیڈ، ٹینٹلم آکسائیڈ اور ٹائٹینیم آکسائیڈ کے ساتھ ڈوپ کیے گئے انڈیم آکسائیڈ کے نتیجے میں بھی سازگار الیکٹرانک خصوصیات حاصل ہوئی ہیں۔ یہ عمل اسپٹرنگ چیمبر میں پانی کے بخارات کے تعارف کے ذریعے قابل عمل ہے جس میں خیال کیا جاتا ہے کہ پلازما میں موجود ہائیڈروکسیل ریڈیکلز ٹی سی او فلم میں آکسیجن کی خالی جگہوں کو ختم کرتے ہیں، جس سے الیکٹران کی نقل و حرکت میں اضافہ ہوتا ہے اور شیٹ کی مزاحمت کم ہوتی ہے، تاہم ایس ایچ جے خلیوں میں اس طریقہ کو استعمال کرتے وقت استحکام اور رابطے کی مزاحمت پر غور کیا جانا چاہیے۔ ڈبل اینٹی ریفلیکشن کوٹنگ بخارات کے ذریعے، میگنیشیم فلورائڈ (MgF2) یا ایلومینیم آکسائڈ (Al2O3) کی ڈبل اینٹی ریفلیکشن کوٹنگ کو سطح کی عکاسی کو مزید کم کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے، تاہم یہ مرحلہ فی الحال صنعتی پیداوار میں استعمال نہیں کیا جاتا ہے۔ اے زیڈ او کیپنگ پرتیں جیسے سی او آکس ڈبل اے آر کوٹنگ کے طور پر بھی کام کر سکتی ہیں۔ اس طرح کی تکنیکوں کا استعمال عالمی ریکارڈ پاور کنورژن کی استعداد کے ساتھ ایس ایچ جے سیل تیار کرنے کے لیے کیا گیا۔ ورک فنکشن کا کردار ایس ایچ جے خلیوں کے لیے ٹی سی او پرت میں مثالی طور پر اعلی ورک فنکشن ہونا چاہیے (یعنی۔ فرمی سطح اور ویکیوم سطح کے درمیان توانائی کا فرق) تاکہ ٹی سی او اور پی قسم کی بے ساختہ پرت کے درمیان انٹرفیس پر پرجیوی شاٹکی رکاوٹ کی تشکیل کو روکا جا سکے۔ پی قسم کی پرت کے ڈوپنگ کو بڑھا کر اسے جزوی طور پر کم کیا جا سکتا ہے، جو رکاوٹ کی چوڑائی کو کم کرتا ہے اور اوپن سرکٹ وولٹیج () اور فل فیکٹر () کو بہتر بناتا ہے۔ تاہم ڈوپنگ میں اضافہ جنکشن ریکومبینیشن میں اضافہ کرتا ہے، فوائد کو کم کرتا ہے۔ ٹونگسٹن آکسائیڈ (ڈبلیو او ایکس) جیسے اعلی ورک فنکشن ٹی سی او کو جمع کرنا یا آئی ٹی او کے جمع ہونے والے پیرامیٹرز کو ٹیون کرنا بھی رکاوٹ کی اونچائی کو کم کر سکتا ہے۔ عام طور پر مؤخر الذکر آئی ٹی او کی ترجیحی نظری خصوصیات کی وجہ سے استعمال ہوتا ہے۔ دھاتی طباعت شدہ پیسٹ ہیٹرو جنکشن شمسی خلیات عام طور پر دھاتی ہوتے ہیں (یعنی۔ دھات کے رابطوں کی تشکیل) دو الگ الگ طریقوں سے۔ سلور پیسٹ کی اسکرین پرنٹنگ صنعت میں عام ہے جیسا کہ روایتی شمسی خلیوں کے ساتھ ہے، جس کا بازار میں حصہ 98 فیصد سے زیادہ ہے۔ تاہم ایس ایچ جے خلیوں کے لیے کم درجہ حرارت والی سلور پیسٹ کی ضرورت ہوتی ہے۔ یہ پیسٹ چاندی کے ذرات پر مشتمل ہوتے ہیں جو ایک پولیمر کے ساتھ مل جاتے ہیں جو تقریبا 200 ڈگری سیلسیس کے علاج کے درجہ حرارت پر کراس لنک ہوتے ہیں۔ ان میں بڑی خرابیاں ہیں جن میں گرڈ کی کم چالکتا اور چاندی کی زیادہ کھپت، اتار چڑھاؤ والی پیداواری لاگت یا سامنے کی سطح پر ناقص چپکنا شامل ہیں۔ ان کی نمایاں طور پر زیادہ قیمت کے باوجود، کم درجہ حرارت والے سلور پیسٹ کی مزاحمت کا تخمینہ معیاری سلور پیسٹ سے 4 سے 6 گنا زیادہ لگایا گیا ہے۔ کم چالکتا کی تلافی کے لیے، کم درجہ حرارت والے چاندی کے پیسٹ بھی روایتی چاندی کے پیسٹ سے زیادہ چاندی کا استعمال کرتے ہیں، تاہم چاندی کی کھپت نیچے کی طرف جا رہی ہے کیونکہ اسکرین پرنٹنگ ٹیکنالوجی کی ترقی سے انگلی کی لکیر کی چوڑائی کم ہو جاتی ہے۔ کم درجہ حرارت والے پیسٹ کی ساخت میں بہتری سے چاندی کی کھپت میں مزید کمی آنے کی توقع ہے، جیسے اسکرین پرنٹ کے قابل سلور لیپت تانبے کے پیسٹ کے ذریعے۔ اس طرح کے پیسٹ روایتی کم درجہ حرارت والے پیسٹ کے مقابلے میں کارکردگی کا مظاہرہ کرتے ہیں، جس سے چاندی کی کھپت میں 30 فیصد تک کمی واقع ہوتی ہے۔ سلور لیپت تانبے کے پیسٹ 2030 میں چینی ایس ایچ جے مینوفیکچررز کے درمیان تیزی سے غالب میٹالائزیشن ٹیکنالوجی بن رہے ہیں، جس میں 2024 سے 2025 تک 50 فیصد مارکیٹ شیئر متوقع ہے۔ پیسٹ پرنٹنگ کا ایک غیر رابطہ طریقہ، لیزر پیٹرن ٹرانسفر پرنٹنگ، 1:1 پہلو تناسب کے ساتھ تنگ انگلیوں کو بنانے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ پیسٹ کو گریٹنگ میں دبایا جاتا ہے، اور پیسٹ کو پیچھے سے گرم کرنے کے لیے اورکت لیزر کا استعمال کیا جاتا ہے۔ بخارات والا سالوینٹ پیسٹ کو مولڈ سے اور سولر سیل سبسٹریٹ پر نکال دیتا ہے۔ چونکہ کانٹیکٹ اسکرین پرنٹنگ سیل پر زیادہ زور ڈالتی ہے، اس لیے یہ متبادل تکنیک سیل کے ٹوٹنے کو کم کر سکتی ہے، خاص طور پر بہت پتلی ویفرز کے لیے۔ طباعت شدہ سیاہی سلور نینو پارٹیکل سیاہی کو انک جیٹ پرنٹنگ کا استعمال کرتے ہوئے ایس ایچ جے سولر سیل پر جمع کیا جا سکتا ہے، یا کھوکھلی شیشے کی کیپلری کے ساتھ رابطہ جمع کرنے کے ذریعے۔ روایتی سلور پیسٹ اسکرین پرنٹنگ کے مقابلے میں انک جیٹ کے جمع ہونے سے چاندی کی کھپت 200 ملی گرام فی سیل سے کم ہو کر 10 ملی گرام فی سیل ہو جاتی ہے۔ کیپلری کے جمع ہونے سے مزید کمی ممکن ہے (جسے "فلیکس ٹریل" کہا جاتا ہے کیونکہ کیپلری لچکدار ہوتی ہے اور ویفر کی سطح کے پار ٹریلز ہوتی ہے) جس کی وجہ سے 3 ملی گرام چاندی جمع ہوتی ہے۔ چاندی میں اتنی بڑی کمی گرڈ ڈیزائن کے لیے مضمرات رکھتی ہے تاکہ کم ترسیل کی تلافی کی جا سکے، یعنی بس بار کے بغیر ڈیزائن کا استعمال۔ طباعت شدہ الیکٹروڈ کا ممکنہ طور پر چاندی سے پاک متبادل الیکٹروپلٹیڈ تانبے کا استعمال کرتا ہے۔ الیکٹروپلٹیڈ تانبے کی چالکتا بلک تانبے کی طرح ہوتی ہے۔ اس میں گرڈ مزاحمت کو کم کرکے ایس ایچ جے سیل کرنٹ کثافت کو بڑھانے کی صلاحیت ہے۔ بہتر فیچر جیومیٹری بھی حاصل کی جا سکتی ہے۔ تاہم صنعتی پیداوار چیلنجنگ ہے کیونکہ الیکٹروپلٹنگ کے لیے قربانی کے انک جیٹ سے طباعت شدہ یا فوٹوولتھگرافک طور پر ماخوذ ماسک کا استعمال کرتے ہوئے منتخب پیٹرننگ کی ضرورت ہوتی ہے۔ نتیجے کے طور پر، الیکٹروپلٹیڈ ایس ایچ جے خلیات فی الحال تجارتی طور پر تیار نہیں کیے جاتے ہیں۔ آئی ٹی او کو براہ راست چڑھایا گیا تانبہ بھی چپکنے کے مسائل کا شکار ہوتا ہے۔ لہذا عام طور پر یہ ضروری ہے کہ سب سے پہلے نکل کی ایک پتلی (~ 1μm) بیج کی پرت کو اسپٹرنگ یا الیکٹرو ڈیپوزیشن کے ذریعے جمع کیا جائے۔ نکل اور آئی ٹی او کی پرتیں تانبے کے خلاف خلیے میں پھیلاؤ کی رکاوٹ کے طور پر بھی کام کرتی ہیں، جو کہ ایک گہری سطح کی نجاست ہے جو شدید انحطاط کا سبب بنتی ہے۔ تمام روایتی شمسی خلیوں کی طرح ہیٹروجنکشن شمسی خلیات ایک ڈایڈڈ ہوتے ہیں اور صرف ایک سمت میں کرنٹ چلاتے ہیں۔ لہذا این-ٹائپ سائیڈ کی میٹالائزیشن کے لیے، سولر سیل کو بیرونی بجلی کی فراہمی کا استعمال کرنے کے بجائے روشنی کے ذریعے اپنا پلیٹنگ کرنٹ پیدا کرنا چاہیے۔ اس عمل کو لائٹ انڈیوسڈ پلیٹنگ (ایل آئی پی) کے نام سے جانا جاتا ہے ؛ جیسا کہ پی ٹائپ سائیڈ کے لیے فیلڈ انڈیوسڈ پلیٹنگ (ایف آئی پی) کے برخلاف ہے۔ متبادل طور پر، ایک برقی عمل استعمال کیا جا سکتا ہے، جس میں شمسی خلیے سے برقی رابطے کی ضرورت نہیں ہوتی ہے جو مینوفیکچرنگ کو پیچیدہ بناتا ہے۔ تاہم، الیکٹرول لیس پلیٹنگ الیکٹرو پلیٹنگ کے مقابلے میں بہت سست ہوتی ہے اور مناسب موٹائی تک پہنچنے میں منٹ کے بجائے گھنٹے لگ سکتے ہیں۔ ایس ایچ جے پر مبنی سولر پینلز کی تیاری کرتے وقت انٹرکنکشن ایس ایچ جے درجہ حرارت کی حساسیت سیل انٹرکنکشن کے لیے مزید مضمرات رکھتی ہے۔ سیل پاسیویشن کے انحطاط سے بچنے کے لیے سولڈرنگ میں شامل اعلی درجہ حرارت کو احتیاط سے کنٹرول کیا جانا چاہیے۔ کم درجہ حرارت والے پیسٹوں کو آپس میں منسلک تاروں یا ربنوں سے کمزور چپکنے کا بھی سامنا کرنا پڑا ہے، جس کے نتیجے میں ماڈیول کی پائیداری ہوتی ہے۔ ان پیسٹ اور انفراریڈ سولڈرنگ پیرامیٹرز کو بہتر بنانے کے ساتھ ساتھ سولڈر مرکب دھاتوں کے محتاط انتخاب سے معیاری صنعتی آلات پر باہمی رابطے کے عمل کی کامیابی میں اضافہ ہوا ہے۔ ملٹی جنکشن ہیٹرو جنکشن-پیرووسکائٹ ٹینڈم ڈھانچے بنائے گئے ہیں، کچھ تحقیقی گروپوں نے کرسٹل سلکان کے لیے 29.43% شاکلی-کوئسر کی حد سے زیادہ طاقت کے تبادلے کی کارکردگی کی اطلاع دی ہے۔ یہ کارنامہ یک سنگی اور 4-ٹرمینل سیل ترتیبات دونوں میں حاصل کیا گیا ہے۔ اس طرح کے آلات میں، تھرملائزیشن کے نقصانات کو کم کرنے کے لیے، وسیع بینڈ گیپ پیرووسکائٹ ٹاپ سیل اعلی توانائی والے فوٹونوں کو جذب کرتا ہے جبکہ ایس ایچ جے باٹم سیل کم توانائی والے فوٹونوں کو جذب کرتا ہے۔ دو طرفہ ترتیب میں، نچلا خلیہ بھی پچھلی سطح سے روشنی کو قبول کر سکتا ہے۔ 2017 میں، ایس ایچ جے باٹم سیل اور گروپ III-V سیمی کنڈکٹر ٹاپ سیل کا استعمال کرتے ہوئے ٹینڈم سولر سیل کو بالترتیب 2-اور 3-جنکشن نان مونولیتھک اسٹیکس کے لیے 32.8% اور 35.9% کی پاور کنورژن کی استعداد کے ساتھ تیار کیا گیا تھا۔ اپریل 2023 میں، کے اے یو ایس ٹی سولر سینٹر نے یک سنگی ترتیب میں پیرووسکائٹ ٹاپ سیل کا استعمال کرتے ہوئے ایس ایچ جے ٹنڈمز کے لیے کارکردگی کا ریکارڈ 33.2% پر قائم کیا تھا۔ یہ 2-جنکشن شمسی سیل کے لیے ریکارڈ کی گئی سب سے زیادہ کارکردگی ہے۔ متبادل ہیٹروجنکشن مواد عام سی-سی/اے-سی: ایچ ڈھانچے کے علاوہ، مختلف گروپوں نے نئے سیمی کنڈکٹنگ مواد کا استعمال کرتے ہوئے غیر فعال رابطہ سلکان ہیٹروجنکشن شمسی خلیات کامیابی کے ساتھ تیار کیے ہیں، جیسے کہ سی-سی/سی اوکس، سی-سی/ایم او اوکس اور سی-سی/پولی-سی یا سی-سی/سی اوکس/پولی-سی (پی او ایل او ؛ آکسائڈ پر پولی کرسٹل لائن سلکان)۔ ہائبرڈ غیر نامیاتی-نامیاتی ہیٹروجنکشن شمسی خلیات پولی نینلین زمردائن بیس کے ساتھ لیپت این-ٹائپ سلکان کا استعمال کرتے ہوئے تیار کیے گئے ہیں۔ ملٹی کرسٹل لائن سلکان جذب کرنے والے سبسٹریٹس پر ہیٹرو جنکشن شمسی خلیات بھی تیار کیے گئے ہیں۔ انٹرڈیجیٹیٹڈ بیک کانٹیکٹ ہیٹرو جنکشن شمسی خلیات آئی بی سی ٹیکنالوجی کے ساتھ مطابقت رکھتے ہیں، یعنی۔ سیل میٹالائزیشن مکمل طور پر پچھلی سطح پر ہوتی ہے۔ ہیٹرو جنکشن آئی بی سی سیل کو اکثر مختصر طور پر ایچ بی سی کہا جاتا ہے۔ روایتی ایس ایچ جے خلیوں کے مقابلے میں ایچ بی سی ڈھانچے کے کئی فوائد ہیں۔ سب سے بڑا فائدہ سامنے والے گرڈ سے شیڈنگ کا خاتمہ ہے، جو روشنی کی گرفت اور اس وجہ سے شارٹ سرکٹ کرنٹ کی کثافت کو بہتر بناتا ہے۔ پی ای آر سی کے مقابلے میں، روایتی ایس ایچ جے خلیات اکثر ناقص ہوتے ہیں جن کی قدریں شاذ و نادر ہی 40 ایم اے/سی ایم 2 سے زیادہ ہوتی ہیں، کیونکہ کچھ روشنی اپنے اعلی جذب گتانک کی وجہ سے سامنے کی بے ساختہ سلکان تہوں میں پرجیوی طور پر جذب ہوتی ہے۔ سامنے والے دھات کے رابطے کی ضرورت کو دور کرنے کے ساتھ ساتھ سامنے والے بے ساختہ سلکان کے رابطے کو بھی بازیافت کیا جا سکتا ہے۔ اس طرح، ایچ بی سی خلیات میں اعلی استعداد کی صلاحیت ہوتی ہے ؛ خاص طور پر ایک دیرینہ عالمی ریکارڈ ہیٹروجنکشن سیل نے ایچ بی سی ڈھانچے کو استعمال کیا، 26.7% استعداد پر جسے کنیکا نے 42.65 ایم اے/سی ایم 2 کے ساتھ تیار کیا۔ ایچ بی سی کی اعلی کارکردگی کے باوجود، دو طرفہ خلیات اپنے نسبتا سادہ مینوفیکچرنگ کے عمل کی وجہ سے صنعتی پیداوار میں مرکزی دھارے میں شامل ہیں۔ تاہم، ایچ بی سی خلیات کو خصوصی ایپلی کیشنز مل سکتی ہیں جیسے کہ گاڑی کے مربوط پی وی سسٹمز میں جہاں علاقے کی اہم رکاوٹیں ہیں۔ ایچ بی سی خلیات کو پیچھے کی طرف مقامی ڈوپنگ کے ذریعے تیار کیا جاتا ہے، پی-اور این-قسم کے علاقوں کے متبادل پیٹرن میں ایک انٹر ڈیجیٹیٹڈ پیٹرن میں۔ سامنے والے حصے کو مخصوص ڈوپنگ پروفائل کی ضرورت نہیں ہوتی ہے۔ نقصان کا طریقہ کار ایک اچھی طرح سے ڈیزائن کردہ سلکان ہیٹروجنکشن ماڈیول کی متوقع برائے نام عمر 30 سال سے زیادہ ہے، جس میں متوقع اوسط کارکردگی کا تناسب 75 فیصد ہے۔ ایس ایچ جے خلیوں اور ماڈیولز کی ناکامی، بجلی کے نقصانات اور انحطاط کو متاثرہ پیرامیٹر (جیسے۔ اوپن سرکٹ وولٹیج، شارٹ سرکٹ کرنٹ اور فل فیکٹر)۔ نقصانات کو عام طور پر غیر فعال معیار میں کمی یا نقائص کے تعارف کے ذریعے منسوب کیا جاتا ہے، جس کی وجہ سے دوبارہ ملاپ میں اضافہ ہوتا ہے۔ نقصانات کو عام طور پر نظری نقصانات سے منسوب کیا جاتا ہے، جس میں جذب کرنے والے کے ذریعہ کم روشنی حاصل کی جاتی ہے (جیسے کہ شیڈنگ یا ماڈیول ڈھانچے کو نقصان پہنچانا)۔ نقصانات کو عام طور پر غیر فعال نقصان سے منسوب کیا جاتا ہے، اور سیریز مزاحمت میں اضافہ یا شونٹ مزاحمت میں کمی۔ وی او سی نقصانات وہ جگہیں ہیں جہاں چارج کیریئر نادانستہ طور پر "پھنس" سکتے ہیں، جس کی وجہ سے ان کے شاکلی-ریڈ-ہال طریقہ (ایس آر ایچ ریکومبینیشن) کے ذریعے دوبارہ مل جانے کا امکان زیادہ ہوتا ہے۔ ان کے انٹرفیس (سطح کے دوبارہ ملاپ)، کرسٹل اناج کی حدود اور بے ترتیبی، یا نجاستوں پر موجود ہونے کا زیادہ امکان ہے۔ کارکردگی میں نقصانات کو روکنے کے لیے، نقائص کو غیر فعال ہونا چاہیے (یعنی۔ کیمیائی اور برقی طور پر غیر جانبدار ہو جائیں)۔ عام طور پر یہ انٹرسٹیشیل ہائیڈروجن کے ساتھ ڈیفیکٹ انٹرفیس کے بندھن کے ذریعے ہوتا ہے۔ ایس ایچ جے خلیوں میں، ہائیڈروجن شدہ اندرونی بے ساختہ سلکان جذب کرنے والی سطح پر موجود نقائص کو غیر فعال کرنے میں بہت موثر ہے۔ نقائص کے رویے کو سمجھنا، اور وہ وقت کے ساتھ اور مینوفیکچرنگ کے عمل میں ہائیڈروجن کے ساتھ کس طرح تعامل کرتے ہیں، ایس ایچ جے شمسی خلیوں کے استحکام اور کارکردگی کو برقرار رکھنے کے لیے اہم ہے۔ بے ساختہ سلکان نیٹ ورک میں روشنی کے حساس عیب کے غیر فعال ہونے کا طرز عمل 1977 میں اسٹیبلر-ورنسکی اثر کی دریافت کے بعد سے مطالعہ کا موضوع رہا ہے۔ اسٹیبلر اور ورنسکی نے کئی گھنٹوں تک روشنی کی نمائش پر بے ساختہ سلکان پتلی فلموں کی فوٹو کنڈکٹیویٹی اور سیاہ چالکتا میں بتدریج کمی پائی۔ یہ اثر 150 ڈگری سیلسیس سے اوپر کے درجہ حرارت پر ڈارک اینیلنگ پر ریورسیبل ہے اور ہائیڈروجنڈ بے ساختہ سلکان آلات میں ریورسیبل لائٹ انڈیوسڈ ڈیگریڈیشن (ایل آئی ڈی) کی ایک عام مثال ہے۔ نئے بینڈ گیپ اسٹیٹس کا تعارف، جس کی وجہ سے کیریئر کی زندگی میں کمی واقع ہوتی ہے، انحطاط کے پیچھے کا طریقہ کار تجویز کیا گیا تھا۔ اس کے بعد کے مطالعات نے اسٹیبلر-ورنسکی اثر میں ہائیڈروجن کی منتقلی اور میٹاسٹیبل ہائیڈروجن-ٹریپنگ نقائص کے کردار کی کھوج کی ہے۔ بہت سے متغیرات میں، اسٹیبلر-ورنسکی اثر کی حرکیات اور وسعت کا انحصار پتلی فلم میں کرسٹلائٹ اناج کے سائز اور روشنی کو جذب کرنے والی روشنی پر ہوتا ہے۔ کچھ بے ساختہ سلکان آلات بھی ایل آئی ڈی کے ذریعے مخالف اثر کا مشاہدہ کر سکتے ہیں، جیسے کہ بے ساختہ سلکان شمسی خلیوں میں مشاہدہ میں اضافہ اور خاص طور پر روشنی کو بھگو دینے پر ایس ایچ جے شمسی خلیات۔ کوبیاشی، اور دیگر۔ (2016) تجویز کرتا ہے کہ یہ ڈوپڈ بے ساختہ سلکان انتخابی رابطوں کے ساتھ رابطے میں ہونے پر بینڈ کے کناروں کے قریب اندرونی بفر پرت کی فرمی سطح کی منتقلی کی وجہ سے ہے، اس بات کو نوٹ کرتے ہوئے کہ اسٹیبلر-برونسکی اثر کا اسی طرح کا الٹا مشاہدہ کیا گیا تھا۔ سکوٹو ایٹ ال۔ (2015) جب ہائیڈروجن شدہ اے-سی فوٹو وولٹک آلات ریورس بائیس کے تحت ہلکے سے بھیگے ہوئے تھے۔ صنعتی پوسٹ پروسیسنگ مرحلے میں ہیٹروجنکشن خلیوں کی جان بوجھ کر اینیلنگ زندگی کے اوقات کو بہتر بنا سکتی ہے اور سطح کے دوبارہ ملاپ کی رفتار کو کم کر سکتی ہے۔ یہ تجویز کیا گیا ہے کہ تھرمل اینیلنگ انٹرسٹیشیل ہائیڈروجن کو ہیٹرونٹرفیس کے قریب پھیلانے کا سبب بنتی ہے، جس سے لٹکتے ہوئے بانڈ کے نقائص کی زیادہ سنترپتی ہوتی ہے۔ اس طرح کے عمل کو اینیلنگ کے دوران روشنی کا استعمال کرتے ہوئے بڑھایا جا سکتا ہے، تاہم یہ کیریئر کی عمر میں بہتری حاصل کرنے سے پہلے انحطاط کا سبب بن سکتا ہے، اور اس طرح تجارتی ماحول میں محتاط اصلاح کی ضرورت ہوتی ہے۔ اعلی درجہ حرارت پر روشن اینیلنگ ایڈوانسڈ ہائیڈروجنشن پروسیس (اے ایچ پی) میں اہم کردار ادا کرتی ہے، جو یو این ایس ڈبلیو کے ذریعہ تیار کردہ عیب کو کم کرنے کے لیے ایک ان لائن تکنیک ہے۔ بورون-آکسیجن کمپلیکس ایل آئی ڈی عیب سستے پی-ٹائپ ویفرز کی کارکردگی اور استحکام کے ساتھ ایک وسیع مسئلہ ہے اور اس کی ایک بڑی وجہ یہ ہے کہ ایس ایچ جے سبسٹریٹس کے لیے این-ٹائپ کو ترجیح دی جاتی ہے۔ ایڈوانسڈ ہائیڈروجنشن پروسیس کا استعمال کرتے ہوئے بی-او ایل آئی ڈی کے خلاف ویفرز کو مستحکم کرنے میں متغیر کامیابی اور وشوسنییتا کے مسائل رہے ہیں۔ لہذا گیلیئم کو ایس ایچ جے آبزروبرز میں استعمال کے لیے معاشی طور پر قابل عمل متبادل پی قسم کے ڈوپینٹ کے طور پر تجویز کیا گیا ہے۔ گیلیم ڈوپڈ خلیات میں بورون کے مقابلے میں زیادہ استحکام اور عیب کی کثافت کم ہونے کی صلاحیت ہوتی ہے، تحقیقی گروپ گیلیم ڈوپڈ پی-ٹائپ ایس ایچ جے پر 730 ایم وی سے زیادہ حاصل کرتے ہیں۔ تاہم، گیلیئم میں سی زیڈ میں اگائے گئے سلکان کے انگوٹوں میں بوران کے مقابلے میں علیحدگی کی کارکردگی کم ہوتی ہے، اس لیے اس کم انگوٹ کی لمبائی میں این-ٹائپ سے ملتا جلتا مسئلہ استعمال کیا جاتا ہے۔ ایف ایف نقصانات فل فیکٹر سے مراد یہ ہے کہ اوپن یا شارٹ سرکٹ کے حالات کے مقابلے میں شمسی سیل اپنے زیادہ سے زیادہ پاور پوائنٹ پر کتنی اچھی کارکردگی کا مظاہرہ کرتا ہے۔ اعلی کارکردگی والے شمسی خلیوں میں فل فیکٹر کئی کلیدی عوامل سے متاثر ہوتا ہے: سیریز مزاحمت ؛ بلک کیریئر لائف ٹائم ؛ سنترپتی موجودہ کثافت ؛ ویفر مزاحمت اور ویفر موٹائی۔ یہ عوامل بدلے میں اور ڈایڈڈ آئیڈیلٹی فیکٹر کو متاثر کرتے ہیں۔ 86 فیصد سے زیادہ فل فیکٹر حاصل کرنے کے لیے، ایک اعلی کارکردگی والے ہیٹروجنکشن سیل میں بہت زیادہ شونٹ مزاحمت، نہ ہونے کے برابر سیریز مزاحمت، بہت طویل اقلیتی کیریئر لائف ٹائم (~ 15 ایم ایس) کے ساتھ اعلی معیار کا بلک سلکان، بہترین پاسیوشن (سیچوریشن کرنٹ کثافت 0.8 ایف اے/سی ایم 2 سے کم) ہونا چاہیے۔ ڈایڈڈ آئیڈیلٹی فیکٹر 2/3 تک پہنچ جائے گا جب بلک ویفر کی عمر میں اضافہ ہوتا ہے، جس کا مطلب یہ ہے کہ اگر بلک ڈیفیکٹ کی کثافت بہت کم ہوتی ہے تو آگر ریکومبینیشن غالب میکانزم بن جاتا ہے۔ 1 سے کم کا مثالی عنصر 86 فیصد سے زیادہ بھرنے والے عوامل کو قابل بنائے گا، جب تک کہ بلک لائف ٹائم زیادہ ہو۔ جب ویفر کی موٹائی کم ہو جائے تو بہت زیادہ عمر حاصل کرنا آسان ہو جاتا ہے۔ کافی زیادہ عمر کے اوقات میں، بلک ڈوپنگ کے ارتکاز کو کم کرنا بھی فائدہ مند ہے (ویفر کی مزاحمت میں اضافہ> 0.3· سینٹی میٹر) اس طرح کہ ویفر زیادہ انجکشن کے حالات میں ہو (ڈوپینٹ کے ارتکاز کے مقابلے میں پیدا شدہ کیریئرز کی تعداد زیادہ ہو)۔ ماڈیول انحطاط شمسی ماڈیولز کو بیرونی تنصیبات میں تعینات کرنے پر مختلف تناؤ کا سامنا کرنا پڑتا ہے، بشمول نمی، تھرمل سائیکلنگ اور بالائے بنفشی روشنی۔ شمسی ماڈیولز کے کئی دہائیوں تک کام کرنے کی توقع کی جا سکتی ہے، اور اگر ان کا کوئی حساب نہ ہو تو یہ عوامل ماڈیول کی عمر کو کم کر سکتے ہیں۔ انحطاط کے طریقہ کار میں سیل میں ہی کریکنگ، بتدریج کٹاؤ یا عیب کو چالو کرنے سے کارکردگی کا نقصان ؛ ماڈیول تہوں کا ڈیلیمینیشن ؛ سیل یا لیمینیشن کا یو وی انحطاط ؛ انکیپسولینٹ ایمبریٹلمنٹ یا رنگت ؛ اور دھاتی کنڈکٹرز (انگلیاں، بس بار اور ٹیبنگ) کی ناکامی شامل ہیں۔ پوٹینشل انڈیوسڈ ڈیگریڈیشن پوٹینشل انڈیوسڈ ڈیگریڈیشن (پی آئی ڈی) سے مراد شمسی ماڈیولز میں ہائی وولٹیج کے دباؤ کی وجہ سے ہونے والی انحطاط ہے۔ یہ شمسی ماڈیول کے انحطاط کے بنیادی طریقہ کار میں سے ایک ہے۔ سیریز میں ماڈیولز کے تار فوٹو وولٹک نظام میں 1000 V تک جمع ہو سکتے ہیں، اور اس طرح کا ممکنہ فرق شمسی خلیوں اور گراؤنڈ شدہ ماڈیول فریم کے درمیان تھوڑے فاصلے پر موجود ہو سکتا ہے، جس سے رساو کے دھارے پیدا ہوتے ہیں۔ پی آئی ڈی بنیادی طور پر ایک برقی کیمیائی عمل ہے جو شمسی ماڈیول اور خلیوں میں کٹاؤ اور آئن کی منتقلی کا سبب بنتا ہے، جو نمی کے داخل ہونے اور سطح کی آلودگی سے آسان ہوتا ہے۔ سوڈیم آئن، جن کے بارے میں شبہ ہے کہ وہ سوڈا چونے کے شیشے سے نکلتے ہیں، خاص طور پر دشواری کا باعث ہیں اور نمی کی موجودگی میں انحطاط کا سبب بن سکتے ہیں (یہاں تک کہ اعلی برقی صلاحیت کے بغیر بھی)۔ اس سے پی وی نظام کی کارکردگی اور عمر میں کمی آتی ہے۔ پی آئی ڈی کا مشاہدہ ہر قسم کے کرسٹل سلکان شمسی خلیوں کے ساتھ ساتھ پتلی فلم والے شمسی خلیوں، سی آئی جی ایس خلیوں اور سی ڈی ٹی خلیوں میں کیا گیا ہے۔ تحقیق میں، پی آئی ڈی کو نمونے کے ماڈیول پر، خاص طور پر ماحولیاتی چیمبر میں، ہائی بائیس وولٹیج لگا کر تیز عمر کے ٹیسٹوں میں نقل کیا جا سکتا ہے۔ ایس ایچ جے خلیوں میں، پی آئی ڈی زیادہ تر نظری نقصانات کی وجہ سے ہونے والی کمی کی وجہ سے ہوتا ہے، اور دیگر ماڈیول ٹیکنالوجیز میں مشاہدہ کردہ پی آئی ڈی کے برعکس، پی آئی ڈی زیادہ تر ایس ایچ جے ماڈیولز میں ناقابل واپسی ہے جس میں مخالف تعصب کو لاگو کرنے سے صرف ایک چھوٹی سی بازیابی ہوتی ہے۔ اس سے ظاہر ہوتا ہے کہ پی آئی ڈی کا کچھ جزو ایس ایچ جے ماڈیولز میں ایک مختلف طریقہ کار کے ذریعے ہوتا ہے۔ یہ تجویز کیا گیا ہے کہ نظری نقصانات ٹی سی او میں انڈیم دھات کی وجہ سے ہوتے ہیں۔ انحطاط شدہ ماڈیولز نے سیل میں گہرے سوڈیم آئنوں کے اعلی ارتکاز کی بھی پیمائش کی ہے، جو منفی تعصب کی وجہ سے ہونے والے پی آئی ڈی کے مطابق ہے۔ اینکیپسولینٹ ہائیڈرولیسس اینکیپسولینٹ تھرمو پلاسٹک مواد ہیں جو استحکام کے لیے ماڈیولز میں شمسی خلیوں کو جوڑنے کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔ ٹکڑے ٹکڑے کرنے کے عمل میں خلیوں کو اینکیپسولینٹ فلم کے درمیان سینڈوچ کیا جاتا ہے اور اسے پگھلا جاتا ہے۔ روایتی طور پر، سستے کوپولیمر ایتھلین-وینائل ایسیٹیٹ (ای وی اے) کو کرسٹل سلکان ماڈیولز میں بطور کیپسولینٹ استعمال کیا گیا ہے۔ نمی کی طویل مدت کی نمائش کے بعد، ای وی اے ایسیٹک ایسڈ کو ہائیڈرولائز اور لیچ کر سکتا ہے جس میں دھات کے ٹرمینلز یا شمسی خلیے کی سطح کو خراب کرنے کی صلاحیت ہوتی ہے۔ غیر دو طرفہ ماڈیول ایک بناوٹ والے شیشے کے سامنے اور یو وی مستحکم پولیمر (عام طور پر پولی وینائل فلورائڈ) بیک شیٹ پر مشتمل ہوتے ہیں، جبکہ دو طرفہ ماڈیول شیشے کے شیشے ہونے کا زیادہ امکان رکھتے ہیں۔ پولیمر بیک شیٹ، شیشے کے شیشے کے ماڈیولز (جو ای وی اے کے ہائیڈرولیسس کو آسان بناتا ہے) کے مقابلے میں نمی کے داخلے کے لیے زیادہ پارगम्य ہونے کے باوجود، مبینہ طور پر ایسیٹک ایسڈ کے لیے "سانس لینے کے قابل" ہے اور اسے بننے نہیں دیتا ہے۔ چونکہ ایس ایچ جے پر مبنی ماڈیولز کے دو رخا شیشے کے شیشے ہونے کا زیادہ امکان ہوتا ہے، اس لیے ایسیٹک ایسڈ کی تعمیر کا خطرہ زیادہ ہونے کا دعوی کیا جاتا ہے۔ تاہم مینوفیکچررز نے پایا ہے کہ شیشے کے شیشے کے ماڈیولز کی ناقابل تسخیر عام طور پر ای وی اے کے انحطاط کو روکنے کے لیے کافی ہے، جس سے ماڈیولز کو تیز عمر کے ٹیسٹ پاس کرنے کی اجازت ملتی ہے۔ کچھ مطالعات سے یہ بھی معلوم ہوا ہے کہ شیشے کے شیشے کی تعمیر شیشے کی بیک شیٹ کے خلاف ای وی اے سے منسلک ماڈیولز میں انحطاط کی حد کو کم کرتی ہے۔ مزید برآں، ایس ایچ جے خلیوں میں استعمال ہونے والا آئی ٹی او ایسیٹک ایسڈ کی نقاشی کا شکار ہو سکتا ہے، جس سے نقصان ہوتا ہے۔ زیادہ لاگت کے باوجود، ایسیٹیٹ سے پاک اینکیپسولنٹ جیسے پولی اولیفین ایلسٹومرز (پی او ای) ای وی اے کے مقابلے میں نم گرمی کی جانچ کے بعد کم انحطاط ظاہر کرتے ہیں۔ اینکیپسولینٹ فری ماڈیول ڈیزائن بھی تیار کیے گئے ہیں جن میں طویل مدتی انحطاط اور کاربن ڈائی آکسائیڈ کے اثرات کو کم کرنے کی صلاحیت ہے۔ تاہم عکاسی کے نقصانات سامنے والے شیشے اور سیل کے درمیان آپٹیکل جوڑے کی کمی کی وجہ سے پیدا ہو سکتے ہیں جو کیپسولینٹ فراہم کرتا ہے۔ اینکیپسولینٹ ڈیلیمینیشن پی او ای میں ای وی اے کے مقابلے میں پانی کے داخل ہونے کے لیے زیادہ مزاحمت ہوتی ہے، اور اس لیے پی آئی ڈی اور نمی سے متعلق دیگر مسائل کو روکتا ہے۔ تاہم، ٹکڑے ٹکڑے کرنے کا وقت طویل ہوتا ہے، اور پی او ای اور خلیے یا شیشے کے درمیان چپکنا ای وی اے سے کمتر ہوتا ہے۔ ناقص چپکنے سے اینکیپسولینٹ کا ڈیلیمینیشن ماڈیول کی ناکامی کا سبب بن سکتا ہے۔ لہذا، پی او ای کو تیزی سے ای وی اے کے ساتھ تین پرت والے کویکسٹرڈ پولیمر اینکیپسولنٹ میں مرکزی پرت کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے، جسے ای پی ای (ای وی اے-پی او ای-ای وی اے) کہا جاتا ہے جس میں دونوں پولیمر کے فوائد شامل ہیں۔ یووی استحکام یووی لائٹ ماڈیول اینکیپسولینٹس اور بیک شیٹس کے انحطاط کا سبب بن سکتی ہے، جس کی وجہ سے رنگت، پھسلن اور ڈیلیمینیشن ہوتا ہے جو ماڈیول کی عمر اور کارکردگی کو کم کرتا ہے۔ یو وی جذب سے پیدا ہونے والے گرم کیریئر بھی اس طرح کے مواد کے آکسیکرن کا سبب بن سکتے ہیں۔ مزید برآں، ہیٹروجنکشن سمیت اعلی کارکردگی والے شمسی خلیوں میں، یو وی غیر فعال ہونے میں تبدیلیوں کا سبب بنتا ہے جو ماڈیول کی کارکردگی کو کم کر سکتا ہے۔ ہیٹروجنکشن ماڈیولز کی توسیعی یووی روشنی کو بھرنے سے متعلق مطالعات سے پتہ چلتا ہے کہ وہ پی ای آر سی یا پی ای آر ٹی ماڈیولز کے مقابلے میں یووی نقصان کے لیے زیادہ حساس ہیں، جہاں فل فیکٹر اور اوپن سرکٹ وولٹیج میں نمایاں نقصانات دیکھے گئے تھے۔ مجوزہ میکانزم ہائیڈروجن کی دوبارہ تقسیم ہے جو غیر فعال سطح کے انٹرفیس سے دور اور بے ساختہ تہوں میں ہے۔ یووی کٹ آف اینکیپسولینٹ فلمیں ایس ایچ جے خلیوں کو یووی انحطاط سے بچانے کے لیے استعمال کی گئی ہیں، تاہم ایسے مواد سے حاصل ہونے والی یووی توانائی شمسی خلیوں کے ذریعے استعمال نہیں کی جاتی ہے۔ 2023 میں، یووی ڈاؤن کنورٹنگ فاسفورس پر مشتمل اینکیپسولینٹ فلمیں جیسے کہ یوروپیم/ڈیسپروزیم ڈوپڈ اسٹرونشیم میگنیشیم سلیکیٹ (Sr2-xMgSi2O7-x: Eu2 +، Dy3 +) ہیٹروجنکشن سولر سیل ایپلی کیشنز کے لیے متعارف کرائی گئیں، جیسے کہ EPE اینکیپسولینٹس میں۔ اس طرح کے مواد نہ صرف یووی انحطاط سے حفاظت کرتے ہیں بلکہ پیدا شدہ مرئی فوٹونوں سے نظری فوائد بھی فراہم کرتے ہیں۔ چینی ہیٹروجنکشن اینکیپسولینٹ مینوفیکچررز کے ذریعہ تجارتی استعمال کے لیے ایسی فلموں کی تحقیقات کی جا رہی ہیں جہاں 60 سیل ماڈیولز کے ٹیسٹوں میں یو وی تبدیل کرنے والی فلم کا استعمال کرتے ہوئے 5 واٹ (تقریبا 1.5 فیصد) کی طاقت میں اضافہ دیکھا گیا۔ ہیٹروجنکشن شمسی خلیوں سے وابستہ اصطلاحات کی لغت درج ذیل ہے۔ حوالہ جات شمسی خلیات