黄海宾《两面连续镀膜热丝CVD及配套量产技术研发进展》

两面连续镀膜热丝 CVD及配套量产技术 研发进展 报告人：黄海宾 南昌大学 光伏研究院 2020-06-19 ➢热丝 CVD原理简介 ➢热丝 CVD-PVD连续镀膜研究进展 ➢生产型设备方案 热丝 CVD原理简介 ➢热丝 CVD（ Hot-wire CVD，简称 HWCVD） ✓气体分子碰撞到热丝，被分解； ✓沉积到衬底上，成膜。 热丝 CVD原理简介 PECVD： ✓ 载板作为阳极，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 热丝 CVD-PVD连续镀膜研究进展 ◆ 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 ✓ 光伏研究院与帕萨电子装备公司合作研制 热丝 CVD-PVD连续镀膜研究进展 ◆ 破真空对产品性能的影响 ---IN面镀膜与 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-Voc(mV) 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 热丝 CVD-PVD连续镀膜研究进展 ◆ 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-Voc(mV) 不破真空 1694 715 破真空 858 703 热丝 CVD-PVD连续镀膜研究进展 ◆ CVD-PVD之间工艺衔接配合 — PVD预热温度调整 CVD、 PVD镀膜工艺 不变，只调整 PVD预 热温度 少子寿命 /-Voc INIP非晶硅 PVD载板预热设定温 度（ ℃ ） 少子寿命 /-Voc INIP非晶硅 +双面 TCO 6538μs/737mV 300 544μs/703mV 270 1090μs/713mV 250 1421μs/719mV ✓PVD工艺需继续调整 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 CVD+PVD 164 1694 ✓载板处理效果显著 ✓已确定适合生产的载板处理方案 热丝 CVD-PVD连续镀膜研究进展 ◆ 光热处理配合 ➢ 用不同波长光对 HIT电池片进行处理；最高增效 0.54%； ➢ 蓝光的过度照射会造成电池性能衰减； ◆ 光热处理配合 — 机理的认识 一： PL图像中部分缺陷消失 Before treatment After treatment ◆光热处理配合 — 机理的认识 二： 可能光诱导的“电势”与温度的协同作用， 对电池片的微观结构起作用； ◆光热处理配合 — 机理的认识 二： 可能光诱导的“电势”与温度的协同作用， 对电池片的微观结构起作用； ✓ 非晶硅钝化效果提升； ✓ TCO方租下降（ ~60--→ ~40Ω/□ ） • 光热处理配合 — 机理的认识 ➢ Si-H的稳定性： HSi3 HSi2(l) HSi2(s) SiH3 SiH2 SiH1 ➢ 光子将弱氢键打断， 500K温度 下更易形成 Si-Si强键 为什么过度的蓝光会导致提升效果衰减？ 可能：蓝光除了产生光生载流子，还可 能打断硅氢键。 热丝 CVD-PVD连续镀膜研究进展 ◆ 光热处理配合 — 与热丝 CVD技术的配合 0 50 100 150 200 250 0 500 1000 1500 2000 2500 E f f e c t iv e li f e t ime /  s a s d e p o s it e d p o s t a n n e a li n g 2 7 5 ℃ D e p o s it e d t e mp e r a t u r e / ℃ ✓ 仅衬底加热， 220℃ 较优！ ✓ 衬底温度 100℃ 、 275℃ 热处理最优！ ✓ 低温镀膜， ~200℃ 光热处理，效果优！ 生产型设备方案 ➢减少了 2次破真空 ---减少污染，提高性能； ➢减少了 2次预热和降温过程 ---节省能量； ➢减少了 2次下片和上片 — 节省自动化设备，提升良品率； ➢模块化载板设计 ---解决了清洗难题；减少了备货库存； ➢减少了千级区的面积 ----节省成本； 欢迎各位专家、朋友们莅临本院参观交流、投资、合作！ 诚邀加盟南昌大学光伏研究院 : 研究员、博士后，等！ 联系人： ➢黄海宾（ 13576906107） ➢周 浪（ 13065163492）