Parameter und Produktionsprozess der Solarzellenmodule

Solarzellen werden in Einkristallzellen und polykristalline Zellen unterteilt.

Einstufung

Im Inland verwendete solarkristalline Siliziumzellen können nach Größe und einzelnem Polykristall klassifiziert werden:

Einkristall 125 * 125

Einkristall 156 * 156

Polykristallin 156 * 156

Einkristall 150 * 150

Einkristall 103 * 103

Polykristallin 125 * 125

Verwandte Komponenten

125 * 125 Einkristall

Einführung in die hervorragende Leistung kristalliner Siliziumsolarzellen:

· Hoher Wirkungsgrad, geringe Dämpfung und hohe Zuverlässigkeit;

· Die fortschrittliche Diffusionstechnologie gewährleistet eine gute Gleichmäßigkeit innerhalb des Films und verringert den Anpassungsverlust zwischen den Zellen.

· Unter Verwendung der fortschrittlichen röhrenförmigen PECVD-Filmformungstechnologie ist der tiefblaue Siliziumnitrid-Antireflexionsfilm, der die Oberfläche der Batterie bedeckt, dicht, gleichmäßig und schön.

? Tragen Sie hochwertige Metallpaste auf, um Elektroden und Rückfelder herzustellen. Gewährleistet eine gute elektrische Leitfähigkeit, Lötbarkeit und Ebenheit des hinteren Feldes;

Hochpräzise Siebdruckgrafiken erleichtern das automatische Löten der Zelle.

156 * 156 polykristallin

Einführung in die hervorragende Leistung kristalliner Siliziumsolarzellen:

Neben der hervorragenden Leistung der 125 * 125-Einkristallbatterie ist auch die folgende Leistung verfügbar.

Hochpräzise Siebdruckgrafiken erleichtern das automatische Löten der Zelle.

125 Einkristall

Einführung in die hervorragende Leistung von Solarmodulen aus kristallinem Silizium:

· SF-PV-Komponenten können unterschiedliche Verbrauchsniveaus erfüllen

· Verwenden Sie hocheffiziente Siliziumsolarzellen

· Nennspannung der Komponente 24 / 12VDC

· 3,2 mm dickes gehärtetes Glas

· Verwenden Sie zur Verbesserung der Windbeständigkeit und des Schneedrucks einen haltbaren Aluminiumrahmen für eine einfache Montage.

· Der Rahmen des Bauteils ist mit einem undichten Loch für die Entwässerung versehen, um die langfristige Ansammlung von Regen oder Schnee im Winter zu verhindern, die zu Vereisung oder sogar Verformung des Rahmens führt.

· Kabel werden mit Schnellkupplungen montiert

· Verpackung nach Kundenwunsch

· 25 Jahre Lebensdauer garantieren

156 Polykristall

Hervorragende Leistung von Solarzellenmodulen aus kristallinem Silizium: Hervorragende Leistung mit 125 Einkristallen

Herstellungsprozess von Solarzellen

Der Herstellungsprozess von Solarzellen gliedert sich in die Prüfung von Siliziumwafern - Oberflächenstrukturierung und Beizen - Diffusionsbindung - Dephosphorisierung von Siliziumglas - Plasmaätzen und Beizen - Antireflexbeschichtung - Siebdruck - Schnelles Sintern usw. Die Details lauten wie folgt:

Zunächst die Inspektion von Siliziumwafern

Der Siliziumwafer ist der Träger der Solarzellenfolie. Die Qualität des Siliziumwafers bestimmt direkt die Umwandlungseffizienz der Solarzellenfolie, so dass es notwendig ist, den ankommenden Siliziumwafer zu erfassen. Dieser Prozess wird hauptsächlich verwendet, um einige technische Parameter des Siliziumwafers zu messen. Diese Parameter umfassen hauptsächlich die Oberflächenrauheit des Siliziumwafers, die Lebensdauer der Minderheit, den spezifischen Widerstand, den P / N-Typ und den Mikroriss. Die Ausrüstung ist unterteilt in automatisches Laden und Entladen, Siliziumwaferübertragung, Systemintegration und vier Erkennungsmodule. Unter diesen erfasst der Photovoltaik-Waferdetektor die Unebenheit der Oberfläche des Siliziumwafers und gleichzeitig die Erscheinungsparameter wie die Größe und Diagonale des Siliziumwafers; Das Mikroriss-Detektionsmodul wird verwendet, um den internen Mikroriss des Siliziumwafers zu detektieren. Das Detektionsmodul, eines der Online-Testmodule, testet hauptsächlich den Siliziumwaferwiderstand und den Siliziumchiptyp, und das andere Modul wird verwendet, um die Minoritätsträgerlebensdauer des Siliziumwafers zu erfassen. Vor der Durchführung der Erfassung der Lebensdauer und des spezifischen Widerstands von Minoritätsträgern ist es erforderlich, die Diagonale und den Mikroriss des Siliziumwafers zu erfassen und den beschädigten Siliziumwafer automatisch zu entfernen. Die Waferinspektionsausrüstung ist in der Lage, Blätter automatisch zu laden und zu entladen, und kann fehlerhafte Produkte an einer festen Position platzieren, wodurch die Erkennungsgenauigkeit und -effizienz verbessert werden.

Zweitens die Oberfläche des Kaschmirs

Monokristallines Silizium-Wildleder wird durch anisotropes Ätzen von Silizium hergestellt, das pro Quadratzentimeter Siliziumoberfläche Millionen von tetraedrischen Pyramiden, dh Pyramidenstrukturen, bildet. Aufgrund der Mehrfachreflexionen und -brechungen des auf die Oberfläche einfallenden Lichts wird die Absorption von Licht erhöht und der Kurzschlussstrom und die Umwandlungseffizienz der Batterie werden verbessert. Die anisotrope Ätzlösung von Silizium ist üblicherweise eine heiße alkalische Lösung, und die verwendbaren Basen sind Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid, Lithiumhydroxid und Ethylendiamin. Der größte Teil der Niedertemperatur-Natriumhydroxidlösung wird zur Herstellung von pyrogenem Silizium bei einer Korrosionstemperatur von 70 bis 85 ° C verwendet. Um ein gleichmäßiges Wildleder zu erhalten, sollten Alkohole wie Ethanol und Isopropanol als Komplexbildner in die Lösung gegeben werden beschleunigen die Korrosion des Siliziums. Bei der Herstellung des Samts muss der Siliziumwafer zunächst einer vorläufigen Oberflächenkorrosion unterzogen, mit einer alkalischen oder sauren Ätzlösung auf etwa 20 bis 25 & mgr; m geätzt und nachdem die gewellte Oberfläche einer allgemeinen chemischen Reinigung unterzogen wurde. Oberflächenvorbereitete Siliziumwafer sollten nicht lange im Wasser gelagert werden, um eine Kontamination zu vermeiden, und sollten so schnell wie möglich diffundiert werden.

Drittens Diffusion und Knoten

Solarzellen benötigen eine große Fläche des PN-Übergangs, um Lichtenergie in elektrische Energie umzuwandeln, und der Diffusionsofen ist ein spezielles Gerät zur Herstellung von PN-Übergängen von Solarzellen. Der rohrförmige Diffusionsofen besteht hauptsächlich aus vier Teilen: dem oberen Download-Teil des Quarzboots, der Abgaskammer, dem Ofenteil und dem Gasschrankteil. Bei der Diffusion wird im Allgemeinen eine flüssige Phosphoroxychloridquelle als Diffusionsquelle verwendet. Siliziumwafer vom P-Typ wird in einen Quarzbehälter eines Rohrdiffusionsofens gegeben, und Phosphoroxychlorid wird bei einer hohen Temperatur von 850 bis 900 Grad Celsius in einen Quarzbehälter eingeführt und mit Phosphoroxychlorid und Siliziumwafer umgesetzt, um Phosphor zu erhalten Atom. Nach einer bestimmten Zeit treten die Phosphoratome von allen Seiten in die Oberflächenschicht des Siliziumwafers ein und diffundieren durch den Spalt zwischen den Siliziumatomen in das Innere des Siliziumwafers, wodurch eine Grenzfläche zwischen dem Halbleiter vom N-Typ und dem gebildet wird Halbleiter vom P-Typ, dh der PN-Übergang. Der nach diesem Verfahren hergestellte PN-Übergang weist eine gute Gleichmäßigkeit auf, der quadratische Widerstand beträgt weniger als zehn Prozent und die Lebensdauer der Minderheit kann größer als 10 ms sein. Die Herstellung von PN-Übergängen ist der grundlegendste und kritischste Prozess in der Solarzellenproduktion. Da es sich um die Bildung des PN-Übergangs handelt, kehren die Elektronen und Löcher nach dem Fließen nicht in die ursprüngliche Position zurück, wodurch ein Strom gebildet wird und der Strom durch den Draht, der Gleichstrom ist, herausgeführt wird.

Viertens Dephosphorglas

Das Verfahren wird bei der Herstellung einer Solarzellenfolie verwendet, und der Siliziumwafer wird durch ein chemisches Ätzverfahren in eine Flusssäurelösung getaucht, um eine chemische Reaktion zur Bildung eines löslichen Komplexes Hexafluorkieselsäure zur Entfernung des Diffusionssystems zu erzeugen. Eine Schicht aus Phosphosilikatglas bildete sich nach dem Übergang auf der Oberfläche des Siliziumwafers. Während des Diffusionsprozesses reagiert POCL3 mit O2 unter Bildung von P2O5, das auf der Oberfläche des Siliziumwafers abgeschieden ist. P2O5 reagiert mit Si unter Bildung von SiO2- und Phosphoratomen.

Somit wird auf der Oberfläche des Siliziumwafers eine Schicht aus SiO 2, die Phosphor enthält, gebildet, die als Phosphosilikatglas bezeichnet wird. Die Ausrüstung zum Entfernen von Phosphorsilikonglas besteht im Allgemeinen aus einem Körper, einem Reinigungstank, einem Servoantriebssystem, einem mechanischen Arm, einem elektrischen Steuersystem und einem automatischen Säureverteilungssystem. Die Hauptstromquellen sind Flusssäure, Stickstoff, Druckluft, reines Wasser sowie heißer Abgaswind und Abwasser. Flusssäure ist in der Lage, Kieselsäure zu lösen, da Flusssäure mit Kieselsäure unter Bildung eines flüchtigen Siliciumtetrafluoridgases reagiert. Wenn die Flusssäure übermäßig ist, reagiert das durch die Reaktion gebildete Siliciumtetrafluorid weiter mit Flusssäure unter Bildung eines löslichen Komplexes Hexafluorkieselsäure.

Fünftens Plasmaätzen

Da während des Diffusionsprozesses sogar die Back-to-Back-Diffusion verwendet wird, diffundieren alle Oberflächen einschließlich der Kanten des Siliziumwafers unweigerlich mit Phosphor. Die an der Vorderseite des PN-Übergangs gesammelten photogenerierten Elektronen fließen entlang der Kante, an der der Phosphor zur Rückseite des PN-Übergangs diffundiert, was einen Kurzschluss verursacht. Daher muss das dotierte Silizium um die Solarzelle herum geätzt werden, um den PN-Übergang am Rand der Zelle zu entfernen. Dieser Prozess wird normalerweise unter Verwendung von Plasmaätztechniken durchgeführt. Das Plasmaätzen wird unter niedriger Spannung durchgeführt, und das Ausgangsmolekül des Reaktionsgases CF4 wird ionisiert und bildet unter Anregung von Hochfrequenzleistung Plasma. Das Plasma besteht aus geladenen Elektronen und Ionen. Unter dem Einfluss von Elektronen absorbiert das Gas in der Reaktionskammer Energie und bildet neben der Umwandlung in Ionen eine große Anzahl aktiver Gruppen. Die reaktive Gruppe erreicht die Oberfläche des SiO 2 aufgrund von Diffusion oder unter Einwirkung eines elektrischen Feldes, wo sie chemisch mit der Oberfläche des zu ätzenden Materials reagiert und ein flüchtiges Reaktionsprodukt bildet, das von der Oberfläche des Objekts getrennt ist geätzt werden und wird vom Vakuumsystem in den Hohlraum evakuiert.

Sechster Antireflexionsfilm

Das Reflexionsvermögen der polierten Siliziumoberfläche beträgt 35%. Um die Oberflächenreflexion zu verringern und die Umwandlungseffizienz der Batterie zu verbessern, ist es erforderlich, einen Siliziumnitrid-Antireflexionsfilm abzuscheiden. In der industriellen Produktion werden Antireflexionsfilme häufig mit PECVD-Geräten hergestellt. PECVD ist eine plasmaunterstützte chemische Gasphasenabscheidung. Sein technisches Prinzip besteht darin, Niedertemperaturplasma als Energiequelle zu verwenden, die Probe wird unter niedrigem Druck auf die Kathode der Glimmentladung gelegt, die Probe wird durch Glimmentladung auf eine vorbestimmte Temperatur erhitzt und dann die geeignete Menge an Reaktionsgasen SiH4 und NH3 werden eingeführt. Eine Reihe chemischer Reaktionen und Plasmareaktionen bilden auf der Oberfläche der Probe einen festen Film, einen Siliziumnitridfilm. Im Allgemeinen hat der durch dieses plasmaunterstützte chemische Gasphasenabscheidungsverfahren abgeschiedene Film eine Dicke von etwa 70 nm. Filme dieser Dicke haben optische Funktionalität. Durch die Verwendung des Prinzips der Dünnschichtinterferenz kann die Lichtreflexion stark reduziert, der Kurzschlussstrom und die Leistung der Batterie stark erhöht und der Wirkungsgrad erheblich verbessert werden.

Sieben, Siebdruck

Nach dem Prozess der Texturierung, Diffusion und PECVD wurde die Solarzelle zu einem PN-Übergang gemacht, der unter Beleuchtung Strom erzeugen kann. Um den erzeugten Strom abzuleiten, müssen positive und negative Elektroden auf der Oberfläche der Batterie angebracht werden. Es gibt viele Möglichkeiten, Elektroden herzustellen, und Siebdruck ist derzeit das häufigste Produktionsverfahren zur Herstellung von Solarzellenelektroden. Beim Siebdruck wird das vorgegebene Muster durch Prägen auf das Substrat geprägt. Das Gerät besteht aus Silber-Aluminium-Paste-Druck auf der Rückseite der Batterie, Aluminium-Paste-Druck auf der Rückseite der Batterie und Silber-Paste-Druck auf der Vorderseite der Batterie. Das Arbeitsprinzip ist wie folgt: Ein Teil des Maschenmusters wird verwendet, um durch die Aufschlämmung zu gelangen, und der Schaber übt einen bestimmten Druck auf den Aufschlämmungsabschnitt des Siebs aus, während er sich zum anderen Ende des Siebs bewegt. Die Tinte wird während der Bewegung von der Rakel aus dem Netz des Musterabschnitts auf das Substrat gedrückt. Aufgrund der viskosen Wirkung der Aufschlämmung ist der Druck in einem bestimmten Bereich fixiert, und die Rakel steht während des Druckens immer in linearem Kontakt mit der Siebplatte und dem Substrat, und die Kontaktlinie bewegt sich, wenn sich die Klinge bewegt, wodurch der Druck abgeschlossen wird Schlaganfall.

Acht, schnelles Sintern

Der siebgedruckte Siliziumwafer kann nicht direkt verwendet werden und muss schnell in einem Sinterofen gesintert werden, um das organische Harzbindemittel abzubrennen, wobei fast eine reine Silberelektrode zurückbleibt, die aufgrund der Glaskörperwirkung am Siliziumwafer haftet. Wenn die Silberelektrode und das kristalline Silizium die eutektische Temperatur erreichen, werden die kristallinen Siliziumatome in einem bestimmten Verhältnis in das geschmolzene Silberelektrodenmaterial eingebaut, wodurch ein ohmscher Kontakt der oberen und unteren Elektrode gebildet wird und die Leerlaufspannung und die Füllfaktor der Batterie. Die Schlüsselparameter sind so, dass sie resistive Eigenschaften haben, um die Umwandlungseffizienz der Zelle zu verbessern.

Der Sinterofen ist in drei Stufen unterteilt: Vorsintern, Sintern und Abkühlen. Der Zweck der Vorsinterstufe besteht darin, das Polymerbindemittel in der Aufschlämmung zu zersetzen und abzubrennen. In diesem Stadium steigt die Temperatur langsam an. In der Sinterphase werden verschiedene physikalische und chemische Reaktionen im Sinterkörper abgeschlossen, um eine resistive Filmstruktur zu bilden, die ihn wirklich resistiv macht. In diesem Stadium erreicht die Temperatur einen Höhepunkt; In der Abkühl- und Abkühlphase wird das Glas abgekühlt und verfestigt, und die Widerstandsfilmstruktur wird fest auf dem Substrat haften.

Neun periphere Geräte

Bei der Herstellung von Batteriechips sind auch periphere Einrichtungen wie Stromversorgung, Stromversorgung, Wasserversorgung, Entwässerung, HLK, Vakuum und Spezialdampf erforderlich. Feuer- und Umweltschutzausrüstung ist auch wichtig, um Sicherheit und nachhaltige Entwicklung zu gewährleisten. Bei einer jährlichen Produktionskapazität von 50 MW Solarzellen-Produktionslinie beträgt nur die Leistung der Prozess- und Stromversorgungsanlagen etwa 1800 kW. Die Menge an reinem Wasser, die im Prozess verwendet wird, beträgt ungefähr 15 Tonnen pro Stunde, und die Anforderungen an die Wasserqualität entsprechen dem technischen Standard EW-1 von China Electronic Grade Water GB / T11446.1-1997. Die Menge an Prozesskühlwasser beträgt ebenfalls etwa 15 Tonnen pro Stunde. Die Partikelgröße des Wassers sollte 10 Mikrometer nicht überschreiten und die Wasserversorgungstemperatur sollte 15 bis 20 ° C betragen. Die Vakuumverdrängung beträgt gleichzeitig etwa 300 m3 / h, etwa 30 Kubikmeter Stickstoffspeichertank und 10 Kubikmeter Sauerstoffspeichertank benötigt werden. Unter Berücksichtigung der Sicherheitsfaktoren von Spezialgasen wie Silan ist es auch erforderlich, einen speziellen Luftraum einzurichten, um absolute Produktionssicherheit zu gewährleisten. Darüber hinaus sind Silanverbrennungstürme, Kläranlagen usw. notwendige Einrichtungen für die Herstellung von Batterieblättern.

Aufmerksamkeitsproblem

Die Solarzelle verwendet einen Co-Firing-Prozess, der nur ein Sintern erfordert, während ein ohmscher Kontakt der oberen und unteren Elektrode hergestellt wird. Silberwafer, Silberaluminiumpaste, mit Aluminiumpaste bedruckter Siliziumwafer, nach dem Trocknen wird das organische Lösungsmittel vollständig verflüchtigt, und der Film schrumpft zu einer festen Substanz und haftet an dem Siliziumwafer. Zu diesem Zeitpunkt kann es als Metallelektrodenmaterialschicht und Silizium angesehen werden. Die Teile berühren sich. Wenn das Elektrodenmetallmaterial und das Halbleiter-Einkristallsilicium auf eine eutektische Temperatur erhitzt werden, werden die Einkristall-Siliciumatome in einem bestimmten Verhältnis in dem Elektrodenmaterial der geschmolzenen Legierung gelöst. Der gesamte Prozess des Auflösens eines einkristallinen Siliziumatoms in dem Elektrodenmetall ist ziemlich schnell, typischerweise in Sekundenschnelle. Die Anzahl der gelösten einkristallinen Siliziumatome hängt von der Legierungstemperatur und dem Volumen des Elektrodenmaterials ab. Je höher die Temperatur der Sinterlegierung ist, desto größer ist das Volumen des Elektrodenmetallmaterials, desto mehr gelöste Siliciumatome sind vorhanden. Der Zustand zu diesem Zeitpunkt heißt Kristall. Bei einem Legierungssystem aus Elektrodenmetallen beginnt das System abzukühlen, wenn die Temperatur zu diesem Zeitpunkt gesenkt wird, um eine rekristallisierte Schicht zu bilden. Zu diesem Zeitpunkt kristallisieren die ursprünglich im Elektrodenmetallmaterial gelösten Siliziumatome wieder in festem Zustand, d. H. An der Metall-Kristall-Kontaktgrenzfläche wächst eine Epitaxieschicht. Wenn die Epitaxieschicht eine ausreichende Menge an Verunreinigungskomponenten des gleichen Leitfähigkeitstyps wie das ursprüngliche Kristallmaterial enthält, wird durch den Legierungsprozess ein ohmscher Kontakt gebildet; Wenn in der Kristallschicht eine ausreichende Menge an Verunreinigungskomponente enthalten ist, die sich vom Leitfähigkeitstyp des ursprünglichen Kristallmaterials unterscheidet. Dies führt zur Bildung eines PN-Übergangs durch einen Legierungsprozess.

In dem allgemeinen Sinterofen vom Maschenbandtyp wird ein Heizdraht als Heizelement verwendet, und das Werkstück wird hauptsächlich durch Wärmeleitung erwärmt, und ein schneller Temperaturanstieg kann nicht erreicht werden. Nur Strahlung oder Mikrowelle können das Objekt schnell erwärmen, und Strahlungsheizung bietet die Vorteile einer wirtschaftlichen Verwendung, Sicherheit und Zuverlässigkeit sowie eines einfachen Austauschs. Daher verwendet der Solarzellensinterofen grundsätzlich eine Infrarotquarzlampe als Hauptheizelement. Das Design muss die folgenden drei Punkte berücksichtigen:

1 die Struktur des Heizrohrs

Um eine Temperaturspitze im Sinterabschnitt zu erreichen, muss eine ausreichende Heizleistung in einem kurzen Ofenraum platziert werden. Es gibt zwei Konfigurationen von Kurzwellenverteilern und Kurzwellen-Einzelröhren, und die lineare Leistungsdichte beträgt 60 kW / m2. Obwohl die kurzwellige Röhre eine höhere Einzelleistung aufweist (was zwei parallelen Einzelröhren entspricht), ist die Qualität der Quarzglasröhre aufgrund des komplizierten Herstellungsprozesses höher und die Herstellungskosten betragen etwa das 2,5-fache der Einzelröhre Tube. Daher wird im tatsächlichen Gebrauch meistens ein einzelnes Rohr verwendet.

2. Infrarotstrahlungsabsorptionsspektroskopie

Wenn die Infrarotstrahlungsenergie vom Werkstück absorbiert wird, muss das für die Substanz spezifische Absorptionsspektrum mit dem Emissionsspektrum übereinstimmen, um die Strahlungsenergie in kürzester Zeit am effizientesten zu absorbieren. Daher unterscheiden sich die ausgewählten Infrarot-Quarzlampen auch in verschiedenen Sinterstadien. Im Trocknungsabschnitt muss das Mittelwellenrohr verwendet werden, um die Heißlufterwärmung beim schnellen Verdampfen des organischen Lösungsmittels und des Wassers zu unterstützen. Im Vorbrennabschnitt sollte das Substrat ausreichend gleichmäßig vorgewärmt sein, und die Mittelwellenröhre weist eine gute Infrarotstrahlung und ein gutes Gleichgewicht auf. Die Absorptions- und Penetrationsfähigkeit erfüllt die Anforderungen; Im Sinterabschnitt muss das Substrat in sehr kurzer Zeit die eutektische Temperatur erreichen, und dies können nur kurzwellige Röhren.

3. Befestigungsmethode des Heizrohrs

Die Temperatur des Sinterabschnitts beträgt ca. 850 ° C. Zu diesem Zeitpunkt erreicht die Oberflächentemperatur der Lampe 1100 ° C, was nahe an der Verwendungsgrenze des Quarzrohrs liegt. Wenn die Pore leicht überhitzt ist, wird die Lampe sofort verbrannt. Da im Bleidraht der Lampenröhre das Metallstück des Schweißdrahtes und das Quarzglas miteinander versiegelt sind, sind die Wärmeausdehnungskoeffizienten der beiden inkonsistent. Wenn die Temperatur zu hoch ist, können Spannungsrisse auftreten, die zum Auslaufen der Lampe führen. Daher ist die Art und Weise, wie die Lampe im Ofen montiert und befestigt wird, sehr wichtig. Fig. 2 zeigt einen festen Weg der Infrarotröhre im Ofen. Das Befestigungsverfahren erfordert, dass das kalte Ende des Lampenrohrs mindestens 80 mm von der Ofenwand entfernt ist, um sicherzustellen, dass die Temperatur des Anschlussdrahtabschnitts nicht zu hoch ist; und der Durchmesser des Befestigungslochs an der Ofenwand ist 2 bis 3 mm größer als der des Lampenrohrs und wird von beiden Seiten befestigt. Die Klammer hält das Rohr im Ofen aufgehängt.

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