一、非晶硅薄膜的制备工艺规格尺寸:305mm×915mm×3mm、635mm×1245mm×3等要求:方块电阻:~8Ω/6、~10Ω/8、~12Ω/10、12~14Ω/14、~16Ω/□等透过率:≥80%膜牢固、平整,玻璃4个角、8个棱磨光(目的是减少玻璃应力以及防止操作人员受伤)⑴SnO2透明导电玻璃1、内联式非晶硅电池生产工艺过程介绍激光刻划时SnO2导电膜朝上(也可朝下)线距:单结电池一般是10mm或5mm,双结电池一般20mm刻线要求:绝缘电阻≥2MΩ线宽(光斑直经)<100um线速>500mm/S据生产线预定的线距,用红激光(波长1064nm)将SnO2导电膜刻划成相互独立的部分,目的是将整板分为若干块,作为若干个单体电池的电极。⑵红激光刻划SnO2膜⑶清洗将刻划好的SnO2导电玻璃进行自动清洗,确保SnO2导电膜的洁净。⑷装基片将清洗洁净的SnO2透明导电玻璃装入“沉积夹具”基片数量:对于美国Chronar公司技术,每个沉积夹具装4片305mm×915mm×3mm的基片,每批次(炉)产出6×4=24片对于美国EPV技术,每个沉积夹具装48片635mm×1245mm×3mm的基片,即每批次(炉)产出1×48=48片将SnO2导电玻璃装入夹具后推入烘炉进行预热。⑸基片预热根据生产工艺要求控制:沉积炉真空度,沉积温度,各种工作气体流量,沉积压力,沉积时间,射频电源放电功率等工艺参数,确保非晶硅薄膜沉积质量。⑹a-Si沉积沉积P、I、N层的工作气体P层:硅烷(SiH4)、硼烷(B2H6)、甲烷(CH4)、高纯氩(Ar)、高纯氢(H2)I层:硅烷(SiH4)、高纯氢(H2)N层:硅烷(SiH4)、磷烷(PH3)、高纯氩(Ar)、高纯氢(H2)有两种方法:第一种:P型混合气体,N型混合气体由国内专业特种气体厂家配制提供。第二种:PECVD系统在线根据工艺要求调节各种气体流量配制。a-Si完成沉积后,将基片装载夹具取出,放入冷却室慢速降温⑺冷却根据生产预定的线宽以及与SnO2切割线的线间距,用绿激光(波长532nm)将a-Si膜刻划穿,目的是让背电极(金属铝)通过与前电极(SnO2导电膜)相联接,实现整板由若干个单体电池内部串联而成。激光刻划时a-Si膜朝下刻划要求:线宽(光斑直经)<100um与SnO2刻划线的线距<100um直线度线速>500mm/S⑻绿激光刻划a-Si膜镀铝的目的是形成电池的背电极,它既是各单体电池的负极,又是各子电池串联的导电通道,它还能反射透过a-Si膜层的部分光线,以增加太阳能电池对光的吸收。•镀铝有2种方法:一是蒸发镀铝:工艺简单,设备投入小,运行成本低,但膜层均匀性差,牢固度不好,掩膜效果难保证,操作多耗人工,仅适用小面积镀铝。二是磁控溅射镀铝:膜层均匀性好,牢固,质量保证,适应小面积镀铝,更适应大面积镀铝,但设备投资大,运行成本稍高。•每节电池铝膜分隔有2种方法:一是掩膜法:仅适用于小面积蒸发镀铝二是绿激光刻划法:既适用于磁控溅射镀铝,也适用于蒸发镀铝。⑼镀铝激光刻划时铝膜朝下刻划要求:线宽(光斑直经)<100um与a-Si刻划线的线距<100um直线度线速>500mm/S对于蒸发镀铝,以及磁控镀铝要根据预定的线宽以及与a-Si切割线的线间距,用绿激光(波长532nm)将铝膜刻划成相互独立的部分,目的是将整个铝膜分成若干个单体电池的背电极,进而实现整板若干个电池的内部串联。⑽绿激光刻铝通过上述各道工序,非晶硅电池芯板已形成,需进行IV测试,以获得电池板的各个性能参数,通过对各参数的分析,来判断莫道工序是否出现问题,便于提高电池的质量。⑾IV测试:将经IV测试合格的电池芯板置于热老化炉内,进行110℃/12h热老化,热老化的目的是使铝膜与非晶硅层结合得更加紧密,减小串联电阻,消除由于工作温度高所引起的电性能热衰减现象。⑿热老化:SnO2导电玻璃a-Si沉积(PIN)预热清洗SnO2膜切割a-Si切割老化测试1掩膜镀铝冷却非晶硅薄膜电池制造工艺(玻璃基材)SnO2导电玻璃a-Si沉积(2PIN)预热清洗SnO2膜切割a-Si切割老化测试1掩膜镀铝冷却小结:课外任务检查:1、查阅资料,简述非晶硅薄膜电池的制备工艺2、查阅资料,简述光致变化的解决办法二、非晶硅的光照衰退(Staebler-Wronski效应)光致衰退现象:非晶硅电池在强光下照射数小时,电性能下降并逐渐趋于稳定;若样品在160℃下退火,电学性能可恢复原值(S-W效应)非晶硅制造过程中Si-Si弱键的作用测试环境标准条件(STC)•光强:光功率密度为1000W/m2•光谱特征:AM1.5•环境温度:25℃电池的光电转换效率计算补充Eff=Pm/(1000W/m2×组件面积)例如公司电池片输出功率为480W,面积为5.7m2,则效率η=480/(1000*5.7)=8.42%StableEff&InitialEff初始最大输出功率稳定最大输出功率(初始功率-稳定功率)/初始功率组件效率Eff计算InitialEffStableEffLID三、非晶硅薄膜电池的发展‹#›氧化硅(掺磷)夹层非晶硅微晶硅氧化锌(ZnO)/银氧化锌(ZnO)玻璃光捕获(LightTrapping)示意图非晶硅/微晶硅电池的未来结构总结1、说出单结非晶硅薄膜的制备工艺顺序?某些工序的作用?SnO2导电玻璃a-Si沉积(PIN)预热清洗SnO2膜切割a-Si切割老化测试1掩膜镀铝冷却总结2、光致衰退的概念?非晶硅电池在强光下照射数小时,电性能下降并逐渐趋于稳定;若样品在160℃下退火,电学性能可恢复原值(S-W效应)实验准备:尺子预习报告纸笔等