第一節(jié) 產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
離子輔助沉積(IAD)是在真空熱蒸發(fā)的基礎上發(fā)展起來的一種輔助沉積方法。當膜料從電子束加熱蒸發(fā)源蒸發(fā)時,淀積粒子在基板表面不斷受到來自離子源荷能離子的轟擊,通過動量轉(zhuǎn)移,使淀積粒子獲得較大的動能。這一簡單的過程使得薄膜生長發(fā)生了根本的變化,從而使薄膜的性能得到了改善。采用離子源輔助沉積方法蒸鍍硫化鋅,并將其作為與硒化鋅基底的結(jié)合層,通過離子轟擊為到達基板的硫化鋅粒子提供足夠的動能,提高了淀積粒子的遷移率,從而使膜層聚集密度增加。同時離子源輔助沉積方法,還可使表面吸附較弱的淀積粒子被濺射和膜內(nèi)空隙通過轟擊塌陷而被填充等作用。
為了改進薄膜的機械強度,經(jīng)過多次實驗,最終選擇離子輔助沉積硫化鋅作高折射率層,2種材料共蒸發(fā)產(chǎn)生的材料F做低折射率層來完成工藝。考慮到材料在不同蒸鍍條件下的折射率有所不同,先在北儀ZZSX-1100Z型鍍膜機上進行材料實驗。由在鍺上鍍單層ZnS薄膜后測得的光譜曲線可以計算出硫化鋅在4um處的折射率為nzns=2.2。同樣的方法計算出材料A在4um處折射率nA=1.35的理論曲線如下圖所示。
透過率設計曲線
第二節(jié) 產(chǎn)品工藝特點或流程
早期采用TiO2膜或MgF2/ZnS混合膜以增加對入射光的吸收,但該方法均需先單獨采用熱氧化方法生長一層10~20umSiO2使硅片表面非晶化、且對多晶效果不理想。
SixNy膜層不僅減緩漿料中玻璃體對硅的腐蝕抑制Ag的擴散速度從而使后續(xù)快燒工藝溫度范圍更寬易于調(diào)節(jié),而且致密的SixNy膜層是有害雜質(zhì)良好的阻擋層。同時生成的氫原子對硅片具有表面鈍化與體鈍化的雙重作用,可以很好地修復硅中的位錯、表面懸掛鍵,提高了硅片中載流子的遷移率因而迅速成為高效電池生產(chǎn)的主流技術(shù)。雙層SiN減反射膜,通過控制各膜層中硅的富集率實現(xiàn)了5.5%[4]的反射率;而另一種SiN與SiO混合膜,其反射率更是低至4.4%,目前廣泛采用的單層SiN膜減反射率最優(yōu)為10.4%。
不同減反膜的光譜反射率
在電池背面生長一層10~30nmSiN膜以期最大限度對電池進行鈍化與缺陷的修復從而提高電池的效率是目前的一個熱點課題,由于該技術(shù)牽涉到與后面的絲網(wǎng)印刷技術(shù)、電極漿料技術(shù)及燒結(jié)工藝的配合目前尚處于實驗 研究 階段,但它肯定是今后的一個發(fā)展趨勢。
匹配封裝材料對光譜的折射率定制減反射膜以獲得最佳的實際使用效果是光伏企業(yè)技術(shù)實力的體現(xiàn)!如何減少電磁波對電池表面PN結(jié)輻射損傷以及損傷的有效修復是該工藝的核心技術(shù),處理不好往往導致電池效率一致性較差。裝備方面有連續(xù)式間接HF-PECVD、管式直接LF-PECVD。
第三節(jié) 國內(nèi)外技術(shù)未來發(fā)展趨勢 分析
膜系設計是薄膜技術(shù)發(fā)展的基礎環(huán)節(jié)之一,由于早期鍍制工藝的限制,傳統(tǒng)的膜系設計方法大多采用規(guī)整膜系設計, 隨著科學技術(shù)的發(fā)展,特別是一些先進的膜厚控制方法的出現(xiàn),例如石英晶振膜厚控制方法、橢偏在線膜厚控制技術(shù)等,使得鍍制任意膜厚的膜層成為可能,這也為膜系優(yōu)化設計的發(fā)展創(chuàng)造了必要條件(優(yōu)化設計得出的膜層厚度是非常不規(guī)整的) 。傳統(tǒng)的膜系設計,針對不同的光學薄膜需要不同的方法,而優(yōu)化設計不僅簡單易行,而且可應用于各種膜系設計。
由于需要設計的膜系日趨復雜,其初始結(jié)構(gòu)很難提出,因此今后膜系優(yōu)化設計方法的發(fā)展主流是可以從任意膜層開始設計,膜層厚度、折射率和總的膜層數(shù)共同參與優(yōu)化。為了得到最好的設計,必將采用多種方法混合使用的技術(shù),例如先采用一種方法來優(yōu)化總的膜層數(shù),再采用另一種方法優(yōu)化每一層的膜層厚度?,F(xiàn)在無論國內(nèi)還是國外都提出這樣一個思想,理想的膜系設計軟件應該是:毫無經(jīng)驗的新手也能用它設計出令人滿意的光學膜系,這一軟件在設計完用戶所要求的膜系后,能夠自動控制鍍膜機完成整個鍍膜工藝過程,最后將實際鍍制成的薄膜的各項光學特性進行測試并打印輸出測試結(jié)果。
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