钜大LARGE | 点击量：741次 | 2021年12月20日
常压化学气相沉积法在太阳能电池制造中的用途
在硅晶片上沉积构成光伏电池堆的各种层是光伏电池和组件制造中最复杂和最昂贵的领域之一。这里使用的工艺通常需要创造真空、使用易燃或其他危险的前体材料、高加工温度和其他挑战。
一组由德国伊尔梅瑙技术大学领导的科学家在考虑二氧化硅（SiO2）的沉积时考虑到这些因素，这些二氧化硅可以用作各种类型的硅光伏电池中的钝化层或保护层。该小组指出，等离子体增强化学气相沉积（PECVD）是这种材料最常用的工艺，但需要高温和真空。
该小组研究了替代工艺，包括喷雾热解、低压化学气相沉积（LPCVD）、溶胶-凝胶沉积和原子层沉积，最终将常压沉积（APCVD）作为进一步研究的最佳选择。该小组解释说：“与液体相比，APCVD具有使用气体作为反应物前体的优势。因此，可以容易地获得具有良好台阶覆盖率的无裂纹致密膜。”
3D打印热塑性塑料
利用APCVD，该小组能够证明低温SiO2沉积工艺，也消除了使用高度易燃的氢硅烷作为前体材料。由于该设备不需要承受非常高的温度，整个装置可以由使用3D打印生产的低成本热塑性材料制成，使其很容易适应不同的晶圆形状和尺寸。
符合Exic IIB T4 Gc防爆标准
充电温度：0~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃最大放电倍率：1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
该小组研究了两种不同的太阳能电池制造装置的应用。首先，单面纹理-晶圆的一面涂上大约180纳米的二氧化硅，然后在180摄氏度下退火。第二，在放置电池指和母线时，用于沉积保护层以防止金属寄生镀层的工艺。
在第一次应用中，晶片随后用碱性纹理溶液处理，该溶液蚀刻了约100nm的SiO2层，并留下光滑、均匀的表面。在第二个应用中，SiO2层被显示为有效地防止不必要的金属沉积。科学家们说，细胞的SiO2涂层区域几乎没有多余的金属沉积而在未涂层区域存在大量寄生电镀。
细胞效率在19.3%到19.8%之间-低于PERC细胞生产中已经达到的水平。然而，该小组指出，其重点是衡量涂层工艺的性能和可靠性，这意味着对电池效率的总体关注较少。本文详细介绍了无氢硅烷常压化学气相沉积sio2薄膜在晶体硅太阳能电池制造中的应用。
“新开发的APCVD装置为在室温下在几乎所有衬底材料上沉积SiO2薄膜提供了一种简单且可裁剪的方法。”该小组总结道由于使用了不易燃和廉价的气体，沉积设备和操作的成本较低。本文提出的简单APCVD-SiO2工艺在光伏领域有着广泛的应用。
作为与汉诺威涂料公司Alethia合作的一部分，该公司目前正在努力使该工艺达到工业规模。Alethia目前计划运行至2022年5月。
