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PECVD:晶硅太阳能电池效率提升技术‘LOL外围’

PECVD:晶硅太阳能电池效率提升技术‘LOL外围’

本文摘要:为了提升晶体硅太阳能电池的效率,一般来说必须增加太阳电池于是以表面的光线,还必须对晶体硅表面展开腐蚀处置,以减少表面缺失对于少数载流子的填充起到。 硅的折射率为3.8,如果必要将平滑的硅表面摆放在折射率为1.0的空气中,其对光的反射率可超过30%左右。人们用于表面的织构化减少了一部分光线,但是还是很难将反射率叛得很低,特别是在是对多晶硅,用于各向同性的酸生锈液,如果生锈过浅,不会影响到PN拢的漏电流,因此其对表面光线减少的效果不显著。

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为了提升晶体硅太阳能电池的效率,一般来说必须增加太阳电池于是以表面的光线,还必须对晶体硅表面展开腐蚀处置,以减少表面缺失对于少数载流子的填充起到。  硅的折射率为3.8,如果必要将平滑的硅表面摆放在折射率为1.0的空气中,其对光的反射率可超过30%左右。人们用于表面的织构化减少了一部分光线,但是还是很难将反射率叛得很低,特别是在是对多晶硅,用于各向同性的酸生锈液,如果生锈过浅,不会影响到PN拢的漏电流,因此其对表面光线减少的效果不显著。

因此,考虑到在硅表面与空气之间挂一层折射率高的透明介质膜,以减少表面的光线,在工业化应用于中,SiNx膜被自由选择作为硅表面的减反射膜,SiNx膜的折射率随着x值的有所不同,可以从1.9变到2.3左右,这样较为适合于在3.8的硅和1.0的空气中展开红外线的减半光线设计,是一种更为优良的减反射膜。  另一方面,硅表面有很多挂键,对于N型发射区的非均衡载流子具备很强的吸引力,使得少数载流子再次发生填充起到,从而增加电流。因此必须用于一些原子或分子将这些表面的挂键饱和状态。

实验找到,含氢的SiNx膜对于硅表面具备很强的腐蚀起到,增加了表面不饱和的挂键,增加了表面能级。  综合来看,SiNx膜被制取在硅的表面起着两个最用,其一是增加表面对红外线的光线;其二,表面腐蚀起到。  PECVD技术的分类  用来制取SiNx膜的方法有很多种,还包括:化学气相沉积法(CVD法)、等离子强化化学气相沉积(PECVD法)、高压化学气相沉积法(LPCVD法)。在目前产业上常用的是PECVD法。

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  PECVD法按沉积腔室等离子源与样品的关系上可以分为两种类型:  必要法:样品必要认识等离子体,样品或样品的承托体就是电极的一部分。  间接法:或称之为离域法。待沉积的样品在等离子区域之外,等离子体不必要打到样品表面,样品或其承托体也不是电极的一部分。  必要法又分为两种:  (1)管式PECVD系统:即用于像蔓延炉管一样的石英管作为沉积腔室,用于电阻炉作为冷却体,将一个可以摆放多片硅片的石墨舟夹住石英管中展开沉积。

这种设备的主要制造商为德国的Centrotherm公司、中国的第四十八研究所、七星华创公司。  (2)板式PECVD系统:将要多片硅片摆放在一个石墨或碳纤维支架上,放进一个金属的沉积腔室中,腔室中有平板型的电极,与样品支架构成一个静电电路,在腔室中的工艺气体在两个极板之间的交流电场的起到下在空间构成等离子体,分解成SiH4中的Si和H,以及NH3种的N构成SiNx沉积到硅表面。

这种沉积系统目前主要是日本岛津公司在展开生产。  间接法又分为两种:  (1)微波法:用于微波作为唤起等离子体的频段。微波源置放样品区域之外,再行将氨气离化,再行炮击硅烷气,产生SiNx分子沉积在样品表面。这种设备目前的主要制造商为德国的RothRau公司。

  (2)直流法:用于直流源唤起等离子体,更进一步离化氨气和硅烷气。样品也不与等离子体认识。这种设备由荷兰的OTB公司生产。  目前,在中国微波法PECVD系统占有市场的主流,而管式PECVD系统也占有不少份额,而岛津的板式系统只有5~6条生产线在用于。

直流法PECVD系统还没转入中国市场。  除了上述几种模式的PECVD系统外,美国的AppliedMaterial公司还研发了磁控溅射PECVD系统,该系统用于磁控溅射源炮击高纯硅靶,在氨气的气氛中反应溅射,构成SiNx分子沉积到样品表面。这种技术的优点是不用于易爆的硅烷气,安全性提升很多,另外沉积速率很高。  如果按照PECVD系统所用于的频率范围,又可将其分为以下几类:  ■0Hz:直流间接法OTB公司  ■40KHz:Centrotherm公司管式必要法PECVD和AppliedMaterial公司的磁控溅射系统  ■250kHz:岛津公司的板式必要法系统  ■440kHz:Semco公司的板式必要法  ■460kHz:Centrotherm公司管式必要法  ■13.6MHz:Semco公司和MVSystem公司的板式必要法系统  ■2450MHz:RothRau公司的板式间接法系统。


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