《薄膜太阳能电池.》.ppt

薄膜太阳能电池(非晶硅) 非晶硅薄膜电池生产 超声波玻璃清洗机（重要设备）（镀膜前清洗） 工艺：洗的是膜表面上的污垢和灰尘及一种高分子材料 要求：导电玻璃,不在生产线上用，速度越快越好；离线使用，单面清洗；导电玻璃最初清洗的材料是一种高分子材料（类似塑料），清洗液可能是水，也可能是四氢呋喃THF。 激光划线机1（重要设备） 工艺：这一步主要是划刻 氧化锡，使用的1064纳米波长的红外激光器 要求：刻蚀速度、激光源寿命、操作系统是否简单且方便操作、Dead area无用区域大小（三条刻膜线总线宽）、划刻线宽、系统产能（MW/年） 预热炉 工艺： 加热导电玻璃 PECVD真空沉积系统，即等离子体增强化学沉积(主要设备) 工艺： 非晶硅p-i-n镀膜 要求：电池转换率6%、生产效率、玻璃基片型号资料、价格 冷却炉 工艺： 对导电玻璃降温 激光划线机2（重要设备） 工艺：这一步主要是划刻非晶硅a-Si，使用的532纳米波长的绿激光器 要求：刻蚀速度、激光源寿命、操作系统是否简单且方便操作、Dead area无用区域大小（三条刻膜线总线宽）、划刻线宽、系统产能（MW/年） 磁控溅射系统（主要设备） 工艺：主要是透明氧化物TCO镀膜，金属（银或铝）背电极镀膜 激光划线机3（重要设备） 工艺：这一步主要是划刻 铝或者银以及氧化锌膜，使用的532纳米波长的绿激光器 要求：刻蚀速度、激光源寿命、操作系统是否简单且方便操作、Dead area无用区域大小（三条刻膜线总线宽）、划刻线宽、系统产能（MW/年） TCO TCO（Transparent conducting oxide）玻璃，即透明导电氧化物镀膜玻璃，是在平板玻璃表面通过物理或者化学镀膜的方法均匀镀上一层透明的导电氧化物薄膜，主要包括In、Sn、Zn和Cd的氧化物及其复合多元氧化物薄膜材料。 TCO玻璃首先被应用于平板显示器中，现在ITO类型的导电玻璃仍是平板显示器行业的主流玻璃电极产品。近几年，晶体硅价格的上涨极大地推动了薄膜太阳能电池的发展，目前薄膜太阳能电池占世界光伏市场份额已超过10％，光伏用TCO玻璃作为电池前电极的必要构件，市场需求迅速增长，成为了一个炙手可热的高科技镀膜玻璃产品。 TCO镀膜玻璃的特性及种类 在太阳能电池中，晶体硅片类电池的电极是焊接在硅片表面的导线，前盖板玻璃仅需达到高透光率就可以了。薄膜太阳能电池是在玻璃表面的导电薄膜上镀制p-i-n半导体膜，再镀制背电极。 透明导电氧化物的镀膜原料和工艺很多，通过科学研究进行不断的筛选，目前主要有以下三种TCO玻璃与光伏电池的性能要求相匹配。 　ITO 　ITO镀膜玻璃是一种非常成熟的产品，具有透过率高，膜层牢固，导电性好等特点，初期曾应用于光伏电池的前电极。但随着光吸收性能要求的提高，TCO玻璃必须具备提高光散射的能力，而ITO镀膜很难做到这一点，并且激光刻蚀性能也较差。铟为稀有元素，在自然界中贮存量少，价格较高。ITO应用于太阳能电池时在等离子体中不够稳定，因此目前ITO镀膜已非光伏电池主流的电极玻璃。 FTO SnO2镀膜也简称FTO，目前主要是用于生产建筑用Low-E玻璃。其导电性能比ITO略差，但具有成本相对较低，激光刻蚀容易，光学性能适宜等优点。通过对普通Low-E的生产技术进行升级改进，制造出了导电性比普通Low-E好，并且带有雾度的产品。利用这一技术生产的TCO玻璃已经成为薄膜光伏电池的主流产品。 TCO 氧化锌基薄膜的研究进展迅速，材料性能已可与ITO相比拟，结构为六方纤锌矿型。其中铝掺杂的氧化锌薄膜研究较为广泛，它的突出优势是原料易得，制造成本低廉，无毒，易于实现掺杂，且在等离子体中稳定性好。预计会很快成为新型的光伏TCO产品。目前主要存在的问题是工业化大面积镀膜时的技术问题。 光伏电池对TCO镀膜玻璃的性能要求 1.光谱透过率 2.导电性能 3.雾度 4.激光刻蚀性能 5.耐气候性与耐久性 光谱透过率 　为了能够充分地利用太阳光，TCO镀膜玻璃一定要保持相对较高的透过率。目前，产量最多的薄膜电池是双结非晶硅电池，并且已经开始向非晶/微晶复合电池转化。因此，非晶/微晶复合叠层能够吸收利用更多的太阳光，提高转换效率，即将成为薄膜电池的主流产品。 导电性能 　TCO导电薄膜的导电原理是在原本导电能力很弱的本征半导体中掺入微量的其他元素，使半导体的导电性能发生显著变化。这些微量元素被称为杂质，掺杂后的半导体称为杂质半导体。氧化铟锡（ITO）透明导电玻璃就是将锡元素掺入到氧化铟中，提高导电率，它的导电性能在目前是最好的，最低电阻率达10-5Ωcm量级。 雾度 为了增加薄膜电池半导体层吸收光的能力，光伏 用TCO玻璃需要提高对透射光的散射