Avant tout, nous devons savoirPECVD(Dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma). Le plasma résulte de l'intensification de l'agitation thermique des molécules d'un matériau. Les collisions entre ces molécules provoquent leur ionisation, transformant le matériau en un mélange d'ions positifs, d'électrons et de particules neutres en mouvement libre, interagissant entre eux.
On estime que le taux de perte de lumière par réflexion sur la surface du silicium atteint environ 35 %. Le film antireflet améliore considérablement l'utilisation de la lumière solaire par la cellule, ce qui contribue à augmenter la densité de courant photogénéré et, par conséquent, le rendement de conversion. Parallèlement, l'hydrogène contenu dans le film passive la surface de la cellule, réduit le taux de recombinaison superficielle de la jonction émetteur, diminue le courant d'obscurité, augmente la tension en circuit ouvert et améliore le rendement de conversion photoélectrique. Le recuit instantané à haute température lors du processus de gravure rompt certaines liaisons Si-H et NH, et l'hydrogène libéré renforce la passivation de la batterie.
Les matériaux en silicium de qualité photovoltaïque contiennent inévitablement une grande quantité d'impuretés et de défauts, ce qui réduit la durée de vie et la longueur de diffusion des porteurs minoritaires et, par conséquent, le rendement de conversion de la batterie. L'hydrogène peut réagir avec ces défauts ou impuretés, transférant ainsi l'énergie de la bande interdite vers la bande de valence ou la bande de conduction.
1. Principe du PECVD
Le système PECVD est une série de générateurs utilisantBateau en graphite PECVD et des excitateurs de plasma haute fréquence. Le générateur de plasma est installé directement au centre de la plaque de revêtement pour réagir sous basse pression et à haute température. Les gaz actifs utilisés sont le silane (SiH4) et l'ammoniac (NH3). Ces gaz agissent sur le nitrure de silicium déposé sur la plaquette de silicium. Différents indices de réfraction peuvent être obtenus en modifiant le rapport silane/ammoniac. Lors du processus de dépôt, une grande quantité d'atomes et d'ions hydrogène est générée, assurant une excellente passivation à l'hydrogène de la plaquette. Sous vide et à une température ambiante de 480 °C, une couche de SiNy est déposée sur la surface de la plaquette de silicium par conduction.Bateau en graphite PECVD.
3SiH4 + 4NH3 → Si3N4 + 12H2
2. Si3N4
La couleur d'un film de Si3N4 varie en fonction de son épaisseur. L'épaisseur idéale se situe généralement entre 75 et 80 nm, ce qui lui confère une couleur bleu foncé. L'indice de réfraction optimal d'un film de Si3N4 se situe entre 2,0 et 2,5. On utilise généralement de l'alcool pour mesurer cet indice.
Excellent effet de passivation de surface, performances anti-reflets optiques efficaces (adaptation de l'indice de réfraction à l'épaisseur), procédé à basse température (réduisant efficacement les coûts) et les ions H générés passivent la surface de la plaquette de silicium.
3. Questions courantes dans un atelier de revêtement
Épaisseur du film:
Le temps de dépôt varie selon l'épaisseur du film. Il doit être ajusté en fonction de la couleur du revêtement. Si le film est blanchâtre, le temps de dépôt doit être réduit ; s'il est rougeâtre, il doit être augmenté. Chaque bain de film doit être minutieusement contrôlé et les produits défectueux sont éliminés de l'étape suivante. Par exemple, en cas de revêtement de mauvaise qualité, présentant des taches de couleur ou des marques d'eau, les défauts les plus fréquents (blanchiment de surface, différence de couleur et taches blanches) sur la ligne de production doivent être détectés rapidement. Le blanchiment de surface est principalement dû à une couche de nitrure de silicium trop épaisse et peut être corrigé en ajustant le temps de dépôt. Les différences de couleur sont principalement dues à une obstruction du circuit de gaz, une fuite du tube de quartz, une défaillance du micro-ondes, etc. Les taches blanches sont principalement dues à de petites taches noires apparues lors de l'étape précédente. Il est essentiel de contrôler la réflectivité, l'indice de réfraction, etc., ainsi que la sécurité des gaz spéciaux.
Taches blanches à la surface:
Le dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma (PECVD) est un procédé relativement important dans la fabrication des cellules solaires et un indicateur clé de leur rendement. Ce procédé est généralement intensif et chaque lot de cellules nécessite un suivi rigoureux. Il comprend de nombreux tubes de four de revêtement, chacun contenant généralement plusieurs centaines de cellules (selon l'équipement). Toute modification des paramètres de procédé implique un cycle de vérification long. La technologie de revêtement est une technologie à laquelle l'ensemble de l'industrie photovoltaïque accorde une grande importance. L'efficacité des cellules solaires peut être améliorée grâce à l'optimisation de cette technologie. À l'avenir, le traitement de surface des cellules solaires pourrait constituer une avancée majeure pour leur rendement théorique.
Date de publication : 23 décembre 2024