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使用PECVD技能来进步晶体硅太阳能电池出产
来源:http://www.nyllet.com 责任编辑:利来国际w66 更新日期:2018-09-21 22:56

  使用PECVD技能来进步晶体硅太阳能电池出产

  中科院电工研究所 王文静

  一 导言

  为了进步晶体硅太阳能电池的功率,一般需求削减太阳电池正外表的反射,还需求对晶体硅外表进行钝化处理,以下降外表缺点关于少量载流子的复合效果。

  硅的折射率为3.8,假如直接将润滑的硅外表放置在折射率为1.0的空气中,其对光的反射率可到达30%左右。人们运用外表的织构化下降了一部分反射,可是仍是很难将反射率降得很低,尤其是对多晶硅,运用各向同性的酸腐蚀液,假如腐蚀过深,会影响到PN结的漏电流,因而其对外表反射下降的效果不明显。因而,考虑在硅外表与空气之间插一层折射率适中的透光介质膜,以下降外表的反射,在工业化运用中,SiNx膜被挑选作为硅外表的减反射膜,SiNx膜的折射率跟着x值的不同,能够从1.9变到2.3左右,这样比较适合于在3.8的硅和1.0的空气中进行可见光的减反射规划,是一种较为优秀的减反射膜。

  另一方面,硅外表有许多悬挂键,关于N 型发射区的非平衡载流子具有很强的吸引力,使得少量载流子发作复合效果,然后削减电流。因而需求运用一些原子或分子将这些外表的悬挂键饱满。试验发现,含氢的SiNx膜关于硅外表具有很强的钝化效果,削减了外表不饱满的悬挂键,削减了外表能级。

  归纳来看,SiNx膜被制备在硅的外表起到两个最用,其一是削减外表对可见光的反射;其二,外表钝化效果。

  二 PECVD技能的分类

  用来制备SiNx膜的办法有许多种,包含:化学气相堆积法(CVD法)、等离子增强化学气相堆积(PECVD法)、低压化学气相堆积法(LPCVD法)。在现在工业上常用的是PECVD法。

  PECVD法按堆积腔室等离子源与样品的关系上能够分红两种类型:

  直接法:样品直触摸摸等离子体,样品或样品的支撑体就是电极的一部分。

  直接法:或称离域法。待堆积的样品在等离子区域之外,等离子体不直接打到样品外表,样品或其支撑体也不是电极的一部分。

  直接法又分红两种:

  (1)管式PECVD体系:即运用像分散炉管相同的石英管作为堆积腔室,运用电阻炉作为加热体,将一个能够放置多片硅片的石墨舟插进石英管中进行堆积。这种设备的首要制造商为德国的Centrotherm公司、我国的第四十八研究所、七星华创公司。

  (2)板式PECVD体系:行将多片硅片放置在一个石墨或碳纤维支架上,放入一个金属的堆积腔室中,腔室中有平板型的电极,与样品支架构成一个放电回路,在腔室中的工艺气体在两个极板之间的沟通电场的效果下在空间构成等离子体,分化SiH4中的Si和H,以及NH3种的N构成SiNx堆积到硅外表。这种堆积体系现在首要是日本岛津公司在进行出产。

  直接法又分红两种:

  (1)微波法:运用微波作为激起等离子体的频段。微波源置于样品区域之外,先将氨气离化,再炮击硅烷气,发生SiNx分子堆积在样品外表。这种设备现在的首要制造商为德国的Roth&Rau公司。

  (2)直流法:运用直流源激起等离子体,进一步离化氨气和硅烷气。样品也不与等离子体触摸。这种设备由荷兰的OTB公司出产。

  现在,在我国微波法PECVD体系占有商场的干流,而管式PECVD体系也占有不少比例,而岛津的板式体系只要5~6条出产线在运用。直流法PECVD体系还没有进入我国商场。

  除了上述几种形式的PECVD体系外,美国的Applied Material公司还开发了磁控溅射PECVD体系,该体系运用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分子堆积到样品外表。这种技能的长处是不运用易爆的硅烷气,安全性进步许多,别的堆积速率很高。

  假如依照PECVD体系所运用的频率规模,又可将其分红以下几类:

  ■ 0 Hz:直流直接法——OTB公司

  ■ 40 KHz:Centrotherm公司管式直接法PECVD和Applied Material公司的磁控溅射体系

  ■ 250 kHz:岛津公司的板式直接法体系

  ■ 440 kHz:Semco公司的板式直接法

  ■ 460 kHz:Centrotherm公司管式直接法

  ■ 13.6 MHz:Semco公司和MVSystem公司的板式直接法体系

  ■ 2450 MHz:Roth&Rau公司的板式直接法体系。

  

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