Em primeiro lugar, precisamos saberPECVD(Deposição Química de Vapor Assistida por Plasma). O plasma é a intensificação do movimento térmico das moléculas de um material. A colisão entre elas causa a ionização das moléculas do gás, e o material se torna uma mistura de íons positivos, elétrons e partículas neutras que interagem entre si, movendo-se livremente.
Estima-se que a taxa de perda de luz por reflexão na superfície do silício seja de aproximadamente 35%. O filme antirreflexo pode melhorar significativamente a taxa de utilização da luz solar pela célula da bateria, o que contribui para aumentar a densidade de corrente fotogerada e, consequentemente, a eficiência de conversão. Ao mesmo tempo, o hidrogênio presente no filme passiva a superfície da célula da bateria, reduzindo a taxa de recombinação superficial da junção emissora, diminuindo a corrente escura, aumentando a tensão de circuito aberto e melhorando a eficiência de conversão fotoelétrica. O recozimento instantâneo em alta temperatura durante o processo de queima rompe algumas ligações Si-H e NH, e o H liberado fortalece ainda mais a passivação da bateria.
Como os materiais de silício de grau fotovoltaico inevitavelmente contêm uma grande quantidade de impurezas e defeitos, a vida útil e o comprimento de difusão dos portadores minoritários no silício são reduzidos, resultando em uma diminuição na eficiência de conversão da bateria. O hidrogênio (H) pode reagir com defeitos ou impurezas no silício, transferindo assim a energia da banda proibida para a banda de valência ou para a banda de condução.
1. Princípio do PECVD
O sistema PECVD é uma série de geradores que utilizambarco de grafite PECVD e excitadores de plasma de alta frequência. O gerador de plasma é instalado diretamente no meio da placa de revestimento para reagir sob baixa pressão e temperatura elevada. Os gases ativos utilizados são silano (SiH4) e amônia (NH3). Esses gases atuam sobre o nitreto de silício depositado na pastilha de silício. Diferentes índices de refração podem ser obtidos alterando-se a proporção de silano para amônia. Durante o processo de deposição, uma grande quantidade de átomos e íons de hidrogênio é gerada, resultando em uma excelente passivação de hidrogênio da pastilha. Em vácuo e temperatura ambiente de 480 graus Celsius, uma camada de SixNy é depositada sobre a superfície da pastilha de silício por meio da condução debarco de grafite PECVD.
3SiH4 + 4NH3 → Si3N4 + 12H2
2. Si3N4
A cor do filme de Si3N4 varia com sua espessura. Geralmente, a espessura ideal situa-se entre 75 e 80 nm, resultando em uma coloração azul escura. O índice de refração ideal do filme de Si3N4 encontra-se entre 2,0 e 2,5. O álcool é normalmente utilizado para medir seu índice de refração.
Excelente efeito de passivação de superfície, desempenho antirreflexo óptico eficiente (correspondência do índice de refração da espessura), processo de baixa temperatura (reduzindo efetivamente os custos), e os íons H gerados passivam a superfície da pastilha de silício.
3. Questões comuns em uma oficina de revestimento
Espessura do filme:
O tempo de deposição varia de acordo com a espessura da película. Deve-se ajustar o tempo de deposição conforme a cor do revestimento. Se a película for esbranquiçada, o tempo de deposição deve ser reduzido. Se for avermelhada, deve ser aumentado. Cada lote de película deve ser rigorosamente inspecionado, e produtos defeituosos não devem prosseguir para a próxima etapa do processo. Por exemplo, se o revestimento apresentar defeitos, como manchas de cor e marcas d'água, os problemas mais comuns, como esbranquiçamento superficial, diferença de cor e manchas brancas, devem ser identificados e corrigidos imediatamente na linha de produção. O esbranquiçamento superficial é causado principalmente pela espessura da película de nitreto de silício, o que pode ser corrigido ajustando-se o tempo de deposição; a diferença de cor na película é causada principalmente por obstrução do fluxo de gás, vazamento do tubo de quartzo, falha do micro-ondas, etc.; as manchas brancas são causadas principalmente por pequenos pontos pretos provenientes do processo anterior. É importante monitorar a refletividade, o índice de refração, a segurança dos gases especiais utilizados, etc.
Manchas brancas na superfície:
A deposição química em fase vapor assistida por plasma (PECVD) é um processo relativamente importante em células solares e um indicador crucial da eficiência das células solares de uma empresa. O processo de PECVD geralmente é complexo e cada lote de células precisa ser monitorado. Existem muitos tubos de forno de revestimento, e cada tubo geralmente comporta centenas de células (dependendo do equipamento). Após a alteração dos parâmetros do processo, o ciclo de verificação é longo. A tecnologia de revestimento é de extrema importância para toda a indústria fotovoltaica. A eficiência das células solares pode ser aprimorada com o aperfeiçoamento da tecnologia de revestimento. No futuro, a tecnologia de superfície das células solares poderá representar um avanço significativo na eficiência teórica das células solares.
Data da publicação: 23/12/2024