Allereerst moeten we wetenPECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition). Plasma is de intensivering van de thermische beweging van materiaalmoleculen. De botsing tussen deze moleculen zorgt ervoor dat de gasmoleculen ioniseren en het materiaal een mengsel wordt van vrij bewegende positieve ionen, elektronen en neutrale deeltjes die met elkaar interageren.
Naar schatting bedraagt het reflectieverlies van licht op het siliciumoppervlak maar liefst 35%. De antireflectiefilm kan de benutting van zonlicht door de batterijcel aanzienlijk verbeteren, wat de fotostroomdichtheid verhoogt en daarmee het rendement verbetert. Tegelijkertijd passiveren de waterstofatomen in de film het oppervlak van de batterijcel, verminderen ze de oppervlakterecombinatie van de emitterjunctie, verlagen ze de lekstroom, verhogen ze de open-circuitspanning en verbeteren ze het foto-elektrische rendement. De snelle gloeibehandeling bij hoge temperatuur tijdens het doorbrandproces verbreekt een deel van de Si-H- en NH-bindingen, en de vrijgekomen waterstof versterkt de passivering van de batterij verder.
Omdat siliciummaterialen van fotovoltaïsche kwaliteit onvermijdelijk een grote hoeveelheid onzuiverheden en defecten bevatten, worden de levensduur en diffusielengte van minderheidsladingsdragers in silicium verminderd, wat resulteert in een afname van het rendement van de batterij. Waterstof (H) kan reageren met defecten of onzuiverheden in silicium, waardoor de energieband in de bandgap wordt overgedragen naar de valentieband of geleidingsband.
1. PECVD-principe
Het PECVD-systeem is een reeks generatoren die gebruikmaken vanPECVD-grafietboot en hoogfrequente plasma-exciters. De plasmagenerator is direct in het midden van de coatingplaat geïnstalleerd om te reageren onder lage druk en verhoogde temperatuur. De actieve gassen die worden gebruikt zijn silaan (SiH4) en ammoniak (NH3). Deze gassen werken in op het siliciumnitride dat op de siliciumwafer is opgeslagen. Verschillende brekingsindices kunnen worden verkregen door de verhouding tussen silaan en ammoniak te wijzigen. Tijdens het depositieproces worden grote hoeveelheden waterstofatomen en waterstofionen gegenereerd, waardoor de waterstofpassivering van de wafer zeer goed is. In een vacuüm en bij een omgevingstemperatuur van 480 graden Celsius wordt een laag SixNy op het oppervlak van de siliciumwafer aangebracht door geleiding van dePECVD-grafietboot.
3SiH4+4NH3 → Si3N4+12H2
2. Si3N4
De kleur van Si3N4-film verandert met de dikte. Over het algemeen is de ideale dikte tussen de 75 en 80 nm, wat resulteert in een donkerblauwe kleur. De brekingsindex van Si3N4-film ligt bij voorkeur tussen 2,0 en 2,5. Alcohol wordt doorgaans gebruikt om de brekingsindex te meten.
Uitstekend oppervlaktepassiverend effect, efficiënte optische antireflectieprestaties (aanpassing van de brekingsindex aan de dikte), lage temperatuurproces (waardoor de kosten effectief worden verlaagd) en de gegenereerde H-ionen passiveren het oppervlak van de siliciumwafel.
3. Algemene zaken in de coatingwerkplaats
Filmdikte:
De afzettijd verschilt per filmdikte. De afzettijd moet worden aangepast aan de kleur van de coating. Bij een witachtige film moet de afzettijd worden verkort, bij een roodachtige film moet deze worden verlengd. Elke filmbatch moet volledig worden gecontroleerd en defecte producten mogen niet doorgaan naar het volgende proces. Bijvoorbeeld, als de coating slecht is, zoals kleurvlekken en watervlekken, moeten de meest voorkomende oppervlakteverbleking, kleurverschillen en witte vlekken op de productielijn tijdig worden opgespoord. Oppervlakteverbleking wordt voornamelijk veroorzaakt door een te dikke siliciumnitridefilm en kan worden gecorrigeerd door de afzettijd aan te passen. Kleurverschillen worden voornamelijk veroorzaakt door verstoppingen in de gasstroom, lekkage in de kwartsbuis, defecten aan de microgolfapparatuur, enz. Witte vlekken worden voornamelijk veroorzaakt door kleine zwarte vlekken in het voorgaande proces. Controle van reflectiviteit, brekingsindex, enz., veiligheid van speciale gassen, enz. is noodzakelijk.
Witte vlekken op het oppervlak:
PECVD is een relatief belangrijk proces in zonnecellen en een belangrijke indicator voor de efficiëntie van de zonnecellen van een bedrijf. Het PECVD-proces is doorgaans intensief en elke batch cellen moet nauwlettend in de gaten worden gehouden. Er zijn veel coatingovens en elke oven bevat doorgaans honderden cellen (afhankelijk van de apparatuur). Na het wijzigen van de procesparameters is de verificatiecyclus lang. Coatingtechnologie is een technologie waaraan de gehele fotovoltaïsche industrie veel waarde hecht. De efficiëntie van zonnecellen kan worden verbeterd door de coatingtechnologie te optimaliseren. In de toekomst zou de oppervlaktetechnologie van zonnecellen wel eens een doorbraak kunnen betekenen voor de theoretische efficiëntie van zonnecellen.
Geplaatst op: 23 december 2024