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【干货】APCVD技术在晶硅太阳电池中的应用研究:亚

发布者:发布时间:2022-08-17

本文摘要:常压化学气相沉积(AtmosphericChemicalVaporDeposition,APCVD)技术归属于SCHMID公司的专利技术,在北美光伏企业有数大规模应用于。

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常压化学气相沉积(AtmosphericChemicalVaporDeposition,APCVD)技术归属于SCHMID公司的专利技术,在北美光伏企业有数大规模应用于。以Sunpower通过此技术构建了n型IBC工业化生产多达22%的电池切换效率为典型,被誉为高效n型电池研发极具潜力的关键性技术。之前,APCVD技术在光伏界的应用于正处于国外技术封锁阶段,目前刚刚过技术保密期,因此对该技术的应用于研究在国内已渐渐沦为热点,同时也具备先导性意义。

  APCVD的原理  APCVD技术是所指在大气压下,把一种或几种所含包含薄膜元素的化合物、单质气体通入摆放有基材的反应室,然后通过气相化学反应在基体表面上沉积一层固态薄膜的方法[1,2]。APCVD技术在太阳电池的发射极制取上的应用于原理是利用气体源分别在硅片表面沉积一层磷硅玻璃层(PSG)或硼硅玻璃层(BSG),再行使用高温前进的方式将P+或B+前进至硅片,在硅片表面一定深度内生产量间隙原子和空位,转变晶体结构,从而构成电池发射极。  用于PH3可在p型硅片表面沉积一层PSG,经过高温前进过程后构成太阳电池的核心结构p-n结;用于B2H6可在n型硅片表面沉积一层BSG,经过高温前进过程后构成太阳电池的核心结构p-n结。在硅片表面沉积PSG或BSG的涉及反应原理如下:  PSG层的构成:SiH4+O2SiO2+2H2;4PH3+5O22P2O5+6H2  BSG层的构成:SiH4+O2SiO2+2H2;2B2H6+3O22B2O3+6H2  APCVD的构建方式  实验用于的APCVD设备主要有冷却腔、沉积腔、加热腔3部分。

APCVD工艺过程分成冷却、第一步沉积(BSG或PSG)、恒温区域冷却、第二步沉积保护层(SiO2或TiO2)、降温。用于有所不同的工艺气体,可构成有所不同的沉积层。沉积过程在如图1右图的系统下已完成。

  工艺气体经过管路抵达沉积腔的喷嘴处,从喷嘴出来的气体抵达硅片表面,并在硅片表面互相反应构成沉积层。喷嘴处有5个细小的孔,可以符合3种有所不同的气体(O2、N2、SiH4/PH3/B2H6)同时经过喷嘴抵达硅片表面。沉积速率可通过调整气体比例及硅片温度来掌控;当必须构成坚硬沉积层时,可以通过减少喷嘴数量来构建。

  APCVD制取发射极在晶硅太阳电池中的应用于  APCVD展开常规p型单面晶硅太阳电池制取  制作常规p型单面晶硅太阳电池时,在工艺过程中引入APCVD制取发射极技术,仅有须要将高温磷蔓延替换为APCVD沉积PSG及高温前进,其他工序与常规电池完全相同。工艺如下:制绒APCVD-PSG高温前进光刻正面PECVD镀SiNx丝网印刷工件I-V测试  在硅片表面制取PSG后展开高温前进,与常规高温磷蔓延比起,有减少硅片表面磷掺入的均匀分布性的优势。  APCVD展开p型双面晶硅太阳电池制取  双面电池典型的结构是两个低掺入区域:一个硼掺入的发射极和一个磷掺入的发射极。传统工艺展开双面电池的制取必须展开两次蔓延阻挡层的制取及两次湿法化学除去阻挡层,工艺过程十分繁复,而这正是妨碍双面电池工业化生产的绊脚石。

用于APCVD制取两种掺入能有效地修改工艺过程。两种工艺制取p型双面电池的工艺流程如表格1右图。  从表格1可显现出,APCVD技术应用于到双面电池的制取中能有效地修改热扩散两次制结的中间步骤,增加双面电池的制作工艺。

使用APCVD技术制取双面电池时,可实现前后表面B/P掺入的共前进,能增加两次热扩散对电池质量的受损。相比于传统的热扩散工艺APCVD技术,制取出有的p型双面电池方阻更加均匀分布,能增大电池片效率的分布区间,提高电池片的整体质量,减少制作成本。


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