Zunächst einmal müssen wir wissenPECVD(Plasmaverstärkte chemische Gasphasenabscheidung). Plasma entsteht durch die Verstärkung der thermischen Bewegung von Materialmolekülen. Durch die Kollision der Moleküle werden diese ionisiert, und das Material wird zu einem Gemisch aus frei beweglichen positiven Ionen, Elektronen und neutralen Teilchen, die miteinander wechselwirken.
Man schätzt, dass der Reflexionsverlust von Licht an der Siliziumoberfläche bis zu 35 % beträgt. Die Antireflexionsschicht kann die Nutzung des Sonnenlichts durch die Batteriezelle deutlich verbessern, was die photogenerierte Stromdichte erhöht und somit den Wirkungsgrad steigert. Gleichzeitig passiviert der in der Schicht enthaltene Wasserstoff die Oberfläche der Batteriezelle, reduziert die Oberflächenrekombinationsrate am Emitterübergang, verringert den Dunkelstrom, erhöht die Leerlaufspannung und verbessert den photoelektrischen Wirkungsgrad. Das kurzzeitige Hochtemperaturglühen im Durchbrennprozess spaltet einige Si-H- und NH-Bindungen, und der freigesetzte Wasserstoff verstärkt die Passivierung der Batterie zusätzlich.
Da Siliziummaterialien in Photovoltaikqualität zwangsläufig eine große Menge an Verunreinigungen und Defekten enthalten, werden die Minoritätsträgerlebensdauer und die Diffusionslänge in Silizium reduziert, was zu einer Verringerung des Wirkungsgrades der Batterie führt. Wasserstoff kann mit Defekten oder Verunreinigungen in Silizium reagieren und dadurch Energie aus der Bandlücke in das Valenz- oder Leitungsband verschieben.
1. PECVD-Prinzip
Das PECVD-System ist eine Reihe von Generatoren, die …PECVD-Graphitboot und Hochfrequenz-Plasmaerregern. Der Plasmagenerator ist direkt in der Mitte der Beschichtungsplatte installiert, um unter niedrigem Druck und erhöhter Temperatur zu reagieren. Als aktive Gase werden Silan (SiH₄) und Ammoniak (NH₃) verwendet. Diese Gase wirken auf das auf dem Siliziumwafer befindliche Siliziumnitrid ein. Durch Variation des Verhältnisses von Silan zu Ammoniak lassen sich unterschiedliche Brechungsindizes erzielen. Während des Abscheidungsprozesses entstehen große Mengen an Wasserstoffatomen und Wasserstoffionen, wodurch eine sehr gute Wasserstoffpassivierung des Wafers erreicht wird. Im Vakuum und bei einer Umgebungstemperatur von 480 °C wird durch Leiten derPECVD-Graphitboot.
3SiH4+4NH3 → Si3N4+12H2
2. Si3N4
Die Farbe von Si₃N₄-Filmen ändert sich mit ihrer Dicke. Im Allgemeinen liegt die ideale Dicke zwischen 75 und 80 nm, wodurch der Film dunkelblau erscheint. Der Brechungsindex von Si₃N₄-Filmen sollte idealerweise zwischen 2,0 und 2,5 liegen. Zur Messung des Brechungsindex wird üblicherweise Alkohol verwendet.
Ausgezeichnete Oberflächenpassivierungswirkung, effiziente optische Antireflexionsleistung (Dickenanpassung des Brechungsindex), Niedertemperaturverfahren (effektive Kostenreduzierung) und die erzeugten H-Ionen passivieren die Oberfläche des Siliziumwafers.
3. Häufige Probleme in der Beschichtungswerkstatt
Filmdicke:
Die Abscheidungszeit variiert je nach Schichtdicke. Sie muss entsprechend der Beschichtungsfarbe angepasst werden. Bei weißlicher Beschichtung ist die Abscheidungszeit zu verkürzen, bei rötlicher Beschichtung zu verlängern. Jede Beschichtungscharge muss sorgfältig geprüft werden; fehlerhafte Produkte dürfen nicht in den nächsten Prozess gelangen. Bei Beschichtungsmängeln wie Farbflecken und Wasserzeichen sind die häufigsten Probleme wie Oberflächenaufhellung, Farbunterschiede und weiße Flecken in der Produktionslinie umgehend zu erkennen. Oberflächenaufhellung wird hauptsächlich durch eine dicke Siliziumnitridschicht verursacht und kann durch Anpassung der Abscheidungszeit behoben werden. Farbunterschiede entstehen hauptsächlich durch Verstopfungen im Gasweg, Leckagen in Quarzrohren, Mikrowellenfehler usw. Weiße Flecken entstehen meist durch kleine schwarze Flecken im vorherigen Prozess. Die Überwachung von Reflexionsgrad, Brechungsindex usw. sowie die Sicherheit der Spezialgase sind zu beachten.
Weiße Flecken auf der Oberfläche:
Die PECVD-Abscheidung ist ein relativ wichtiger Prozess in der Solarzellenherstellung und ein wichtiger Indikator für die Effizienz der Solarzellen eines Unternehmens. Der PECVD-Prozess ist in der Regel aufwändig, und jede Zellcharge muss überwacht werden. Es gibt viele Beschichtungsofenrohre, und jedes Rohr enthält in der Regel Hunderte von Zellen (abhängig von der Anlage). Nach der Änderung der Prozessparameter ist der Überprüfungszyklus lang. Die Beschichtungstechnologie ist eine Technologie, der die gesamte Photovoltaikindustrie große Bedeutung beimisst. Die Effizienz von Solarzellen kann durch die Verbesserung der Beschichtungstechnologie gesteigert werden. In Zukunft könnte die Oberflächentechnologie von Solarzellen einen Durchbruch in der theoretischen Effizienz von Solarzellen darstellen.
Veröffentlichungsdatum: 23. Dezember 2024