HAC电池用双面连续镀膜热丝CVD量产技术研发进展-solarbe文库

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HAC电池用双面连续镀膜热丝 CVD 量产技术研发进展周浪黄海宾曾庆国光伏研究院（ IPV）江西省非晶硅 /晶体硅异质结太阳电池辅材与产线装备国产化重点创新中心钱峰姚飞东莞帕萨电子装备有限公司 2020-11-06 无锡 ➢ 热丝 CVD原理简介 ➢ 双面连续镀膜热丝 CVD研究情况 ➢ 生产型设备方案热丝 CVD原理简介 ➢热丝 CVD（ Hot-wire CVD，简称 HWCVD） ✓热丝 1800℃ ✓ 气体分子碰撞到热丝被分解； ✓ 气化挥发 ✓低温衬底 200℃ ✓ 沉积到衬底上，成膜。 ✓冷壁室温。 ✓ 基团碰撞，成膜热丝 CVD原理简介 PECVD ✓载板为阳极，参与等离子体放电； ✓等离子体浸没，绕镀严重 ✓有等离子体轰击热丝 CVD ✓载板无电位，不参与气体的分解。 ✓生成基团辐射状发散，绕镀可忽略 ✓镀膜柔和，无等离子体轰击 ➢ HWCVD Vs. PECVD HW-CVD PE-CVD 膜层氢含量高低等离子轰击无有镀膜速度快慢绕镀不明显严重气体用量少多均匀性略差好耗材更换热丝要定期更换腔体要清洗热丝 CVD原理简介研发硬件 ➢ 场地南昌高新区佳海 6栋（ 2100平米）、南昌大学材料楼（ 1000平米）。其中净化实验室 1100平米。 ➢ 研发设备 ✓ 工艺设备连续热丝 CVD-PVD设备、丝印机、 PECVD等， 1300余万元； ✓ 检测设备 IV测试仪、 QE测试仪、 PL、 SEM等， 1000余万元。 ✓ 验证电站 42KW光氢储充系统（异质结）、 500KW单多晶电站、 5KW异质结屋顶电站、 24KW薄膜电站等，共计约 900万元。南昌大学光伏研究院 -太阳电池研究所多腔体热丝 CVD-PVD （立式） In-line热丝、线性离子源、溅射（卧式） PECVD （卧式）真空高温炉南昌大学光伏研究院热丝 CVD技术研发历程 2006-2010热丝 CVD原理与工艺研发 2010-2016热丝 CVD装备原型机研制 2017-2020量产机型（中试）研制 2020-量产机定型、制造 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 NCU1 NCU2 Re fer ence Li feti me/ us S amp l e ✓ 实现了热丝的国产 ; 双面连续镀膜热丝 CVD研究情况 ◆ 热丝耗材的研发与新工艺导入双面连续镀膜热丝 CVD研究情况 ➢ a-SiOxH 制备过程中的热丝氧化问题可通过工艺参数的调节解决 ➢ a-SiOxH 制备过程中的热丝氧化问题可通过工艺参数的调节解决双面连续镀膜热丝 CVD研究情况原始表面氧化损坏抑制氧化 Yuping He, 等 . Materials Science in Semiconductor Processing. 2017, 611-4 双面连续镀膜热丝 CVD研究情况 ◆ 热丝 CVD-PVD连续镀膜设备简介预热腔 I腔 N腔转换腔 I腔 P腔转换腔 PVD腔 Unload ✓ 可实现 INIP四层非晶硅薄膜、两层 TCO薄膜的不破真空情况下连续沉积 ✓ 双载板，一次 8片 ✓ 光伏研究院与苏州帕萨电子装备公司合作研制双面连续镀膜热丝 CVD研究情况 ◆ 破真空对产品性能的影响 ---IN面与 IP面非晶硅镀膜之间破真空 ✓ 不破真空 IN、 IP连续镀膜 ✓ 破真空 IN镀膜后退出真空腔体外停留 40min，再镀 IP。 ✓ 两面非晶硅不破真空连续镀效果显著少子寿命 μs i-VocmV 不破真空不同工艺 3次） 5200/1800/3109 742/730/726 破真空对应工艺 3次） 138/124/1723 654/651/713 双面连续镀膜热丝 CVD研究情况 ◆ 破真空对产品性能的影响 ---CVD镀膜与 PVD镀膜之间破真空 ✓ 不破真空 INIP非晶硅膜两面 ITO连续镀膜 ✓ 破真空 INIP镀膜后退出真空腔体外停留 40min；再镀两面 ITO ✓ INIP非晶硅两面 ITO不破真空连续镀效果显著少子寿命 μs i-VocmV 不破真空 1694 715 破真空 858 703 热丝 CVD-PVD连续镀膜研究进展 ◆ 镀膜后载板处理少子寿命 μs 载板处理前载板处理后只做 INIP四层膜情况 316 1035 做 CVDPVD 164 1694 ✓载板处理效果显著 ✓已确定适合生产的载板处理方案 ✓ 独创的 INIP四层非晶硅薄膜在一台装备上不破真空情况下连续生产（专利已授权） ✓减少了破真空所造成的界面污染； ✓减少了一套自动化，减少了设备复杂程度和成本； ✓减少了一次硅片的升降温过程节省了能源 ✓ 模块式载板结构（专利已申请） ✓减少了碎片率； ✓减少了载板变形损坏； ✓减少用户备件库存和更换成本。生产型设备方案生产型设备方案 ➢ 产能大每小时 4800-8000片（一次 2载板，每板 120片，节拍 100-180S） ➢ 运行性能稳定、维护难度低 ✓ 立式结构可有效避免镀膜产生的粉尘颗粒污染表面，提高连续生产太阳电池填充因子和良品率； ✓ 自动化与载板协调同步设计。减少设备宕机，减少设备维护难度和备件库存；减少设备备件维修成本。 ➢ 镀膜质量好。 HWCVD相比于 PECVD原理上的优点。欢迎各位专家、朋友们莅临本院交流指导。诚邀加盟南昌大学光伏研究院工程师、研究员、博士后，等联系人 ➢ 黄海宾（ 13576906107）周浪（ 13065163492）