关于光伏太阳能电池部PECVD工序,如何才能有效控制碎片率,注意哪些细节方面
按我的经验主要可从下面几个方面考虑:
一、硅片上舟前确保已脱水干净,不要有湿汽,遇热易变形弯曲、碎裂
二、石墨舟保养有条不紊,卡点定期更换;个人觉得这点非常重要,主要的碎片来自于这里
三、人员操作规范,上下片胆大心细,熟练稳重,减少取放片造成不必要的碰撞、摩擦导致碎片。
四、转行。
PECVD技术要想彻底精通还是需要些时日的,最基本当然原理要清楚了……
工艺recipe的编写要体现出你对气相沉积成膜技术的认识和了解,如果你是工艺工程师级别的基本得了解以下几点:
1. 影响成膜性能参数:气压、功率、电极间距、工艺气体比例、衬底温度等等;
2. 如果你用到的RF-PECVD的话调试还算容易,薄膜性能的好坏取决于是以上参数是否匹配合理;
从你的提问来看或许你倾向于PECVD OP级别,可能只是简单操作,其实能否学到工艺取决于个人了,试想每天和PECVD打交道如果留心留意总能领会到一些东西,最关键的是要和身边懂工艺的同事多交流,相信学到工艺技术是肯定的;
如果只是操作而已的话那就简单了,得了解设备的构成,比如说RF match、 generator、pump line、gas line 怎么分布等等,了解这些以后产线设备的自动化程度都是比较高的,按一按点一点看一看而已!
据测算,光在硅表面的反射损失率高达35%左右,减反膜可以极高地提高电池片对太阳光的利用率,有助于提高光生电流密度,进而提高转换效率,同时薄膜中的氢对于电池片表面的钝化降低了发射结的表面复合速率,减小了暗电流,提升了开路电压,提高了光电转换效率;在烧穿工艺中的高温瞬时退火断裂了一些Si-H、N-H键,游离出来的H进一步加强了对电池的钝化。
由于光伏级硅材料中不可避免的含有大量的杂质和缺陷,导致硅中少子寿命及扩散长度降低,从而导致电池的转换效率下降,H能与硅中的缺陷或杂质进行反应,从而将禁带中的能带转入价带或者导带。
一、PECVD原理
PECVD 系统是一组利用平行板镀膜舟和高频等离子激发器的系列发生器。在低压和升温的情况下,等离子发生器直接装在镀膜板中间发生反应。所用的活性气体为硅烷SiH4和氨NH3。这些气体作用于存储在硅片上的氮化硅。可以根据改变硅烷对氨气的比率,来得到不同的折射指数。在沉积工艺中,伴有大量的氢原子和氢离子的产生,使得晶片的氢钝化性十分良好。
在真空、480摄氏度的环境温度下,通过对石墨舟的导电,使硅片的表面镀上一层SixNy。
3SiH4+4NH3 → Si3N4+12H2
二、Si3N4
Si3N4膜的颜色随着它的厚度的变化而变化,一般理想的厚度是75—80nm之间,表现为深蓝色,Si3N4膜的折射率在2.0—2.5之间效果最好,通常用酒精来测其折射率。
优良的表面钝化效果、高效的光学减反射性能(厚度折射率匹配)、低温工艺(有效降低成本)、生成的H离子对硅片表面钝化.
三、镀膜车间常见事项
膜厚。沉积时间的不同膜厚也是不一样的要根据镀膜的颜色来适当的增加或减少它的沉积时间,片子发白要减少沉积时间,如偏红则要适当的增加
安徽华晟500MW异质结电池组件项目于2020年7月启动,2020年11月11日开工建设。经过华晟公司旗下200多人及各配套设备厂商、主辅材料供应商团队以及建设单位中电二团队4个月的努力,500MW异质结电池产线已于2021年3月18日正式投产出片。此后,经过安徽华晟电池事业部将近一周的调试、试生产,基于迈为、理想万里晖等核心设备厂商的设备以及中环的N型硅片、KE及聚和的低温浆料,其500MW电池量产线上的HJT电池片平均转换效率已经达到23.8%左右的水平,HJT电池片最高效率高达24.39%。安徽华晟CEO徐晓华告诉我们:“比预期的要顺利,而且是比预期的要顺利得多。我原来在想,效率调试、产线稳定还要一段时间。而现在出来的片子效率还是挺好的,应该说是比我预期得要好很多。我们原来做过一个生产爬坡计划,刚启动厂务的调试早期的效率原先也就是预计在22+%,实际情况相当于比原计划提前了一个月到一个半月”。
在SOLARZOOM新能源智库看来,安徽华晟500MW异质结电池组件项目开创了多项全球以及国内的HJT产业纪录,对于异质结技术乃至整个光伏产业的发展有着深远的意义:
首先,安徽华晟500MW异质结电池产线是全球首条完全采用国产化设备的智能化HJT量产电池线。华晟的500MW电池线采用了启威星的清洗制绒设备、迈为及理想万里晖的PECVD设备、迈为的PVD设备、迈为及中辰昊的丝网印刷设备,并使用了迈为于2020年12月4日HJT2.0产品发布会上所发布的MES系统对全电池产线进行调度及智能优化。
其次,安徽华晟500MW异质结组件产线是全球首条采用高精串焊设备的HJT量产组件生产线,并首次应用了12SMBB的电池片串接技术。
第三,安徽华晟500MW异质结项目将在全球范围内首次在量产HJT电池线上导入银包铜浆料,银包铜导入后的HJT电池单位银耗与PERC电池单位银耗之间的差距将从2020年的100%左右急剧缩小到20%以内,后续仍有进一步下降空间,贴近甚至低于PERC银耗量,真正开启HJT技术的低成本量产时代。
第四,安徽华晟新能源 科技 有限公司是国内首批HJT电池组件领域的GW级新进入者。安徽华晟当下投产的500MW项目将经过大概3个月左右的产能爬坡后于6月末达产。达产后,安徽华晟将于下半年立即启动2GW规模的HJT电池+组件扩产,将于2022年向全球市场提供GW级更低成本、更高效率、更高每瓦发电量的HJT组件产品。
第五,安徽华晟将在500MW异质结项目上,以量产数据验证来自江苏启威星全面国产化的全新8000片/小时产能的制绒清洗设备,来自理想万里晖的首台5000片/小时产能的PECVD,来自迈为的首台8000片/小时产能的PECVD设备和迈为的首台自主研发的8000片/小时产能的PVD设备,以及来自中辰昊的丝网印刷设备。此外,安徽华晟还预留了部分生产场地,将用于更多更大产能的国产HJT设备验证,推进HJT设备的全面国产化和快速降本。
HJT技术自1991年日本三洋公司创造性的将本征非晶硅薄膜应用于异质结电池以来,经历了整整30年的发展。今天,在以安徽华晟、迈为、理想万里晖、中环等为代表的一大批中国优秀光伏企业的推动下,在HJT全产业链各环节研发、技术及工艺人员的共同努力下,中国光伏制造终于实现了“人类通向叠层太阳能电池的终极平台级技术——HJT电池”的低成本、智能化的商业量产。为了这一天,我们每一个HJT人都付出了太多。但我们始终相信,人类未来的主力能源必是光伏,光伏未来的主力电池技术必为HJT。为了在未来30年内,突破了经济性、时间可移动性约束后的光储新能源能以20%的度电售价优势持续替代化石能源发电,全体HJT同仁将义无反顾的推动异质结技术的持续进步与降本!