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薄膜太阳电池LID测试 ( IEC认证) 资料来源:应用材料 光老化试验 四、 薄膜电池工艺简介 叠层电池结构 SiO2(20~40nm) TCO(700~1000nm) a-si(~300nm) SiO2(100nm) μc-Si(~1.7μm) AZO(~100nm) Ag (130~200nm) ITO(In2O3:Sn) 氧化铟(锡) FTO( SnO2:F) 掺氟氧化锡 ZAO (ZnO: Al) 掺铝氧化锌 其他 (GAO,ATO, …..) TCO( transparent conductive oxide) [透明导电氧化物]的分类 TCO简介 ITO(In2O3:Sn) 氧化铟(锡) 1、应用范围 主要平板显示器、液晶显示、触摸屏 薄膜太阳能电池(CIGS、HIT) 缺点: 成本高，热性能较差 (耐还原性差, 在等离子体下易被还原) 2、制备方式 DC-磁控溅射 RF-磁控溅射 电子束蒸发 磁控溅射 FTO( SnO2:F) 掺氟氧化锡 1、应用范围 薄膜太阳能电池 缺点: Sn4+易被氢离子还原 2、制备方式: APCVD法 在线式APCVD(浮法线) AGC (Asahi float glass) , NSG 离线式APCVD(离线式) 优点: 成本低,制备技术相对成熟,耐热性能好 ZnO:Al(ZAO)氧化锌 1 、应用范围 a-si; uc-si; a-si/uc-si 优点: 稳定性好;近红外高透过率,不受氢离子还原作用 2、制备方式 磁控溅射+制绒 ( leybold optics, PIA Nova, 信义玻璃 ) 缺点：成本较高,产品有待验证 TCO与薄膜太阳能电池的关联 薄膜太阳能电池 Sunlight glass - Ag ZnO:Al n:a-si i:a-si p:a-si TCO(SnO2:F) + 光生电压Voc TCO用于薄膜电池的前电极 TCO作为薄膜电池前电极的性能要求 透光性: 可见光 (Transimission)80% 表面绒面度: (Roughness) 12~15% 面电阻 R□ 9~13 Ω 更低的成本 五.薄膜太阳能电池的未来 TJ Cost: - 40% * ZnO:Ag + TCO Q4 Q1 Q4 Q3 Q2 Q2 Q4 Q3 Q1 Q3 CY2010 CY2011 CY2009 8.5% 9.0% 10.0% 12.0% Intermediate Layer (SOIR) Q2 9.5% 10.5% Q1 Q2 Q3 Q4 CY2012 11.0% Project - X Enhanced Light Trapping Q1 Q2 Q3 Q4 Q1 CY2013 $ Production/watt = Watt/m2 Cost/m2 Driving Cost Down Driving Watts Up 更高的效率 目的——表面钝化和减少光的反射，降低载流子复合速度和增加光的吸收。 PECVD即等离子体增强化学气相淀积设备，Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition； 制作减少硅片表面反射的SiN 薄膜（～80nm）； 反应气体为SIH4和NH3 原理：硅烷与氨气反应生成氮化硅淀积在硅片表面形成减反射膜。反应过程中有大量的氢离子注入，使硅片中悬挂键饱和，达到表面钝化和体钝化的目的，有效降低了载流子的复合，提高了电池的短路电流和开路电压。 SiH4+NH3→Si3N4+10H2 工序五，PECVD： PECVD镀SiNx:H薄膜-平板式PECVD PECVD（德）工艺步骤及条件 工艺步骤：分17步。进舟→慢抽真空→快抽真空→调压→恒温→恒压→检漏→调压→淀积→淀积→淀积→抽真空稀释尾气→清洗→抽真空→抽真空→充氮→退舟。 条件：温度480℃，淀积压强200Pa，射频功率1800W，抽空设定压强0.5pa，进出舟设定15%。 质量目标：淀积后表面颜色深蓝且均匀。 管式PECVD 工序六，丝网印刷： 用丝网印刷的方法，完成背场、背电极、正栅线电极的制作，以便引出产生的光生电流； 工艺原理： 给硅片表面印刷一定图形的银浆或铝浆，通过烧结后形成欧姆接触，使电流有效输出； 正面电极用Ag金属浆料，通常印成栅线状，在实现良好接触的同时使光线有较高的透过率；背面通常用Al金属浆料印满整个背面，一是为了克服由于电池串联而引起的电阻，二是减少背面的复合； 背电极印刷及烘干（银浆或铝浆）；背电场印刷及烘干（铝浆）；正面电极印刷（银浆）。 丝网印刷工艺步骤及要求 工艺步骤：背极（银浆） →烘干→背场（铝浆） → 烘干→栅极（银浆) →