ก่อนอื่น เราต้องรู้ก่อนว่า...พีซีวีดี(การตกตะกอนไอสารเคมีแบบเสริมด้วยพลาสมา) พลาสมาคือการเพิ่มความเข้มข้นของการเคลื่อนที่ทางความร้อนของโมเลกุลของวัสดุ การชนกันระหว่างโมเลกุลเหล่านี้จะทำให้โมเลกุลของก๊าซแตกตัวเป็นไอออน และวัสดุจะกลายเป็นส่วนผสมของไอออนบวก อิเล็กตรอน และอนุภาคที่เป็นกลางที่เคลื่อนที่ได้อย่างอิสระและมีปฏิสัมพันธ์กัน
คาดการณ์ว่าอัตราการสูญเสียแสงสะท้อนบนพื้นผิวซิลิคอนสูงถึงประมาณ 35% ฟิล์มป้องกันการสะท้อนแสงสามารถปรับปรุงอัตราการใช้ประโยชน์จากแสงอาทิตย์ของเซลล์แบตเตอรี่ได้อย่างมาก ซึ่งช่วยเพิ่มความหนาแน่นของกระแสไฟฟ้าที่เกิดจากแสงและปรับปรุงประสิทธิภาพการแปลงพลังงาน ในขณะเดียวกัน ไฮโดรเจนในฟิล์มจะช่วยปรับสภาพพื้นผิวของเซลล์แบตเตอรี่ ลดอัตราการรวมตัวใหม่ของพื้นผิวบริเวณรอยต่อตัวปล่อย ลดกระแสไฟฟ้าในที่มืด เพิ่มแรงดันไฟฟ้าวงเปิด และปรับปรุงประสิทธิภาพการแปลงพลังงานแสงอาทิตย์เป็นไฟฟ้า การอบชุบด้วยความร้อนสูงอย่างรวดเร็วในกระบวนการเผาไหม้จะทำลายพันธะ Si-H และ NH บางส่วน และไฮโดรเจนที่ปลดปล่อยออกมาจะช่วยเสริมความแข็งแกร่งในการปรับสภาพพื้นผิวของแบตเตอรี่ให้ดียิ่งขึ้น
เนื่องจากวัสดุซิลิคอนเกรดสำหรับเซลล์แสงอาทิตย์ย่อมมีสิ่งเจือปนและข้อบกพร่องจำนวนมาก ทำให้ช่วงอายุและระยะการแพร่ของพาหะส่วนน้อยในซิลิคอนลดลง ส่งผลให้ประสิทธิภาพการแปลงพลังงานของแบตเตอรี่ลดลง ไฮโดรเจนสามารถทำปฏิกิริยากับข้อบกพร่องหรือสิ่งเจือปนในซิลิคอน ทำให้เกิดการถ่ายโอนพลังงานจากแถบพลังงานในช่องว่างพลังงานไปยังแถบวาเลนซ์หรือแถบนำไฟฟ้า
1. หลักการของ PECVD
ระบบ PECVD คือชุดของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ใช้เรือกราไฟต์ PECVD และเครื่องกระตุ้นพลาสมาความถี่สูง เครื่องกำเนิดพลาสมาถูกติดตั้งโดยตรงตรงกลางแผ่นเคลือบเพื่อให้เกิดปฏิกิริยาภายใต้ความดันต่ำและอุณหภูมิสูง ก๊าซที่ใช้คือไซเลน SiH4 และแอมโมเนีย NH3 ก๊าซเหล่านี้ทำปฏิกิริยากับซิลิคอนไนไตรด์ที่เก็บไว้บนแผ่นเวเฟอร์ซิลิคอน ดัชนีหักเหที่แตกต่างกันสามารถได้มาโดยการเปลี่ยนอัตราส่วนของไซเลนต่อแอมโมเนีย ในระหว่างกระบวนการการตกตะกอน จะมีการสร้างอะตอมไฮโดรเจนและไอออนไฮโดรเจนจำนวนมาก ทำให้การพาสซิเวชันไฮโดรเจนของเวเฟอร์ดีมาก ในสภาวะสุญญากาศและอุณหภูมิแวดล้อม 480 องศาเซลเซียส ชั้นของ SixNy จะถูกเคลือบลงบนพื้นผิวของแผ่นเวเฟอร์ซิลิคอนโดยการนำไฟฟ้าเรือกราไฟต์ PECVD.
3SiH4+4NH3 → Si3N4+12H2
2. Si3N4
สีของฟิล์ม Si3N4 จะเปลี่ยนไปตามความหนา โดยทั่วไป ความหนาที่เหมาะสมจะอยู่ระหว่าง 75 ถึง 80 นาโนเมตร ซึ่งจะปรากฏเป็นสีน้ำเงินเข้ม ดัชนีหักเหของฟิล์ม Si3N4 ที่ดีที่สุดคือระหว่าง 2.0 ถึง 2.5 โดยปกติจะใช้แอลกอฮอล์ในการวัดดัชนีหักเห
คุณสมบัติเด่น ได้แก่ ผลการเคลือบพื้นผิวที่ดีเยี่ยม ประสิทธิภาพในการป้องกันการสะท้อนแสงสูง (การจับคู่ดัชนีหักเหตามความหนา) กระบวนการผลิตที่อุณหภูมิต่ำ (ช่วยลดต้นทุนได้อย่างมีประสิทธิภาพ) และไอออน H ที่เกิดขึ้นจะช่วยเคลือบพื้นผิวของแผ่นเวเฟอร์ซิลิคอน
3. เรื่องทั่วไปในโรงงานพ่นสี
ความหนาของฟิล์ม:
เวลาในการเคลือบจะแตกต่างกันไปตามความหนาของฟิล์ม ควรเพิ่มหรือลดเวลาในการเคลือบให้เหมาะสมตามสีของสารเคลือบ หากฟิล์มมีสีขาว ควรลดเวลาในการเคลือบลง หากมีสีแดง ควรเพิ่มเวลาในการเคลือบให้เหมาะสม ควรตรวจสอบฟิล์มแต่ละชั้นอย่างละเอียด และไม่อนุญาตให้ผลิตภัณฑ์ที่มีข้อบกพร่องไหลเข้าสู่กระบวนการถัดไป ตัวอย่างเช่น หากการเคลือบไม่ดี เช่น มีจุดสีและรอยด่าง ควรคัดแยกคราบขาว รอยด่างสี และจุดขาวที่พบได้บ่อยที่สุดบนสายการผลิตออกให้ทันท่วงที คราบขาวบนพื้นผิวส่วนใหญ่เกิดจากฟิล์มซิลิกอนไนไตรด์ที่หนา ซึ่งสามารถปรับได้โดยการปรับเวลาในการเคลือบฟิล์ม ฟิล์มที่มีสีแตกต่างกันส่วนใหญ่เกิดจากการอุดตันของทางเดินก๊าซ การรั่วไหลของท่อควอตซ์ ความล้มเหลวของไมโครเวฟ เป็นต้น จุดขาวส่วนใหญ่เกิดจากจุดดำเล็กๆ ในกระบวนการก่อนหน้า ควรตรวจสอบค่าการสะท้อนแสง ดัชนีหักเห ฯลฯ และความปลอดภัยของก๊าซพิเศษ ฯลฯ
จุดสีขาวบนพื้นผิว:
กระบวนการ PECVD เป็นกระบวนการที่ค่อนข้างสำคัญในเซลล์แสงอาทิตย์และเป็นตัวบ่งชี้ที่สำคัญของประสิทธิภาพของเซลล์แสงอาทิตย์ของบริษัท กระบวนการ PECVD โดยทั่วไปมีความซับซ้อน และแต่ละชุดของเซลล์จำเป็นต้องได้รับการตรวจสอบ มีท่อเตาเคลือบจำนวนมาก และแต่ละท่อโดยทั่วไปจะมีเซลล์หลายร้อยเซลล์ (ขึ้นอยู่กับอุปกรณ์) หลังจากเปลี่ยนพารามิเตอร์ของกระบวนการแล้ว วงจรการตรวจสอบจะยาวนาน เทคโนโลยีการเคลือบเป็นเทคโนโลยีที่อุตสาหกรรมพลังงานแสงอาทิตย์ทั้งหมดให้ความสำคัญอย่างมาก ประสิทธิภาพของเซลล์แสงอาทิตย์สามารถปรับปรุงได้โดยการปรับปรุงเทคโนโลยีการเคลือบ ในอนาคต เทคโนโลยีพื้นผิวเซลล์แสงอาทิตย์อาจกลายเป็นความก้าวหน้าครั้งสำคัญในด้านประสิทธิภาพเชิงทฤษฎีของเซลล์แสงอาทิตย์
วันที่เผยแพร่: 23 ธันวาคม 2024