PECVD沉积氮化硅膜的工艺研究

采用等离子体增强型化学气相沉积（PECVD）法在晶体硅太阳电池表面镀上一层氮化硅减反射膜,通过数值分析和实验研究的方法讨论了压强、SiH₄/NH₃比、总气体流量及时间等工艺参数对镀膜速率、折射率和镀膜均匀性及钝化效果的影响。在温度为450℃、NH₃/SiH₄=8:1、总气体流量为4320sccm、压力为170Pa、沉积时间为720s的条件下生长出平均膜厚为75nm、折射率为2.05、少子寿命相对较高的氮化硅膜,且应用于单晶整舟为168片的管式PECVD设备,片间膜厚级差在5nm以内,而折射率级差在0.3以内,少子寿命可提高约30%。     

膜层结构对光伏镀膜玻璃的影响研究

为更好地分析和评估膜层结构对光伏镀膜玻璃的影响,对采用不同厚度、不同膜层结构的光伏镀膜玻璃的光学性能、膜层铅笔硬度、膜层微观结构进行了对比,分析了不同类型环境老化试验对光伏镀膜玻璃性能的影响,并研究了不同膜层结构对光伏镀膜玻璃性能的影响机理。研究结果表明：在光伏玻璃表面镀减反射膜能有效提升其光学性能,在380～1100 nm波段,相较于3.2 mm光伏玻璃原片,3.2 mm单层和双层镀膜玻璃的平均太阳光有效透射比增益分别为2.27%和2.50%;光伏镀膜玻璃的光学性能受膜层结构、膜层厚度及膜层孔隙率的影响,单层镀膜及双层镀膜表层膜孔隙率均约为49%,双层镀膜底层膜的孔隙率约为12%;双层镀膜玻璃的膜层铅笔硬度比单层镀膜玻璃的低,主要是因为表层膜的Si—O—Si网络结构建立在底层膜的网络结构上,表层膜与底层膜之间的结合力低于网络结构与玻璃基体之间的结合力;双层镀膜玻璃由于有1层致密底层膜,能有效阻隔水汽及污染物与玻璃基体发生反应,使其具有更好的耐环境老化性能。     

晶体硅太阳电池钝化工艺的研究

采用热氧化法在多晶硅及单硅大面积太阳电池上生长二氧化硅钝化膜，结合丝网印刷制电极及二氧化钛减反射膜工艺，使太阳电池的扩散长度及效率得到改进。也进行了在多晶硅太阳电池上采用等离子沉积法制作氮化硅减反射膜的研究。     

等离子体增强CVD氮化硅作硅太阳电池的减反射膜

本文报道了用等离子体增强化学气相淀积(简称PECVD)氮化硅作硅太阳电池减反射膜的实验结果。利用红外吸收光谱、俄歇电子能谱、椭圆偏振仪及C—V测试等分析方法研究了氮化硅膜的成份和性能。利用氮化硅膜的折射率随淀积工艺可变这一特点,淀积了具有不同折射率的多层氮化硅膜。实验表明,采用PECVD氮化硅膜作硅太阳电池的减反射膜,电池转换效率提高了38％,四层氮化硅减反射膜的平均反射率低于5％(波长范围400—1100nm)。     

表面镀膜技术的发展现状

传统的表面渗碳、渗氮热处理，工件表面渗层的硬度约为HVl000左右。与此相比，化学气相沉积（CVD）、物理气相沉积（PVD）以及等离子化学气相沉积（PCVD）等表面镀膜处理，工件表面硬度高达HV2000以上，因此对耐磨性、耐蚀性、抗高温特性要求较高的工具、金属型膜以及汽车零部件等广泛采用该表面镀膜技术实施表面硬化加工。概述了化学气相沉积、物理气相沉积工艺的特点、用途、存在问题与使用对应注意事项。重点介绍了日本东方工程公司开发的直流脉冲等离子化学气相沉积表面硬化技术的特点、用途、设备构成与实际应用例。     

用于太阳电池吸收层CuInS2薄膜的RF反应溅射制备及其表征

该文报道采用射频反应溅射技术，以铜银合金为靶材、H2S为反应气体，在Soda-Lime玻璃衬底上沉积高质量CuInS2薄膜的实验结果。分别运用扫描电镜、能量散射X—射线谱、X—射线衍射谱和表面轮廓仪等对沉积样品的结构形貌和组成成分等特性进行了分析表征，研究了这些特性对沉积参数的依赖关系。通过对溅射功率、衬底温度和H2S流量等工艺参数的优化，获得了单一黄铜矿相结构且沿单一晶向(112)生长的高质量富铜薄膜，晶粒线度达400nm，薄膜中成分的原子比[Cu In]／[S]和[Cu]／[Cu In]可分别接近于1和0．5，并对结果进行了简单讨论。该技术成本低廉、可靠性高，适合于高效太阳电池吸收层薄膜的高均匀度大面积沉积，具有规模化工业生产的推广价值。     

PECVD SiO_2-SiN_X叠层钝化膜的研究

首先使用正交设计法对SiN_X和SiO_2膜的PECVD(等离子体增强化学气相沉积)特性进行了研究,分别得到了两种膜的最佳沉积条件。然后使用PECVD在P型多晶硅片发射极上沉积了SiO_2-SiN_X叠层钝化膜,并与SiN_X单层钝化膜进行比较。通过测试硅片在退火前后少子寿命的变化,考察了两种钝化膜对太阳电池发射极的钝化效果,结果表明SiO_2-SiN_X叠层膜具有更好的钝化效果。利用反射率测试仪测试了两种膜的反射率,其反射率曲线基本相同。最后,测量了采用该叠层膜制作的太阳电池的量子效率和电性能,其短路电流和开路电压均比采用SiN_X单层膜的电池要好,转换效率提高了0.25%。     

常压化学汽相沉积TiOx纳米光学薄膜及其用于太阳电池减反射膜的研究

报道了用常压化学汽相沉积（APCVD）工艺制备TiOx纳米光学薄膜的研究结果，讨论了衬底温度对薄膜结构及折射率的影响，实验验证了太阳电池对光学减反射膜的理论要求，优化了工艺条件，制备的TiOx纳米光学薄膜性能稳定，大面积颜色均匀一致。采用该工艺制备的TiOx减反射膜能使单晶硅太阳电池光电转换效率平均增加10％。     

利用溅射ITO层增强钙钛矿太阳电池的稳定性研究

为增强以银为背电极的正置结构有机-无机金属卤化物钙钛矿太阳电池（PSCs）的长期稳定性,研究利用射频磁控溅射技术在氧化钼层与银背电极之间沉积一层铟锡氧化物（ITO）来对PSCs进行内封装的技术。为防止ITO层溅射对下方已沉积的钙钛矿层和有机空穴传输层造成损伤,研究ITO层溅射功率和厚度对PSCs光伏性能的影响,获得优化的ITO层制备工艺,发现在ITO层溅射功率为30 W、厚度为40 nm时所制备的PSCs光伏性能最优。为进一步提升PSCs性能,对比溅射法和热蒸发法沉积银背电极对PSCs性能的影响,发现与蒸发法相比,采用溅射银背电极的PSCs光伏性能更佳,其光电转换效率可达到17.86%。PSCs光伏性能的长期稳定性测试和X射线衍射结果分析表明,溅射ITO阻隔层的插入可有效抑制钙钛矿层中的卤素离子与银背电极之间的扩散反应,在不降低PSCs效率的同时可显著改善PSCs稳定性,所制备的PSCs在干燥空气中存放4500h后仍能保持初始效率的95%。     

光电性能可调的TiN薄膜及在TOPCon太阳电池的应用

采用直流磁控溅射制备了光电性能可调的氮化钛（TiN）薄膜，TiN薄膜的透过率随沉积压强和氮气浓度升高而升高；电导率随溅射功率升高而升高、随沉积压强和氮气浓度升高而降低。TiN的可见光平均透过率为0%～60%，氮气浓度和沉积压强较低时制备的TiN薄膜具有优异的电导率（4000 S/cm）。将高电导率的TiN薄膜应用于隧穿氧化钝化接触太阳电池（TOPCon），改善了多晶硅层（Poly-Si）与银电极界面接触，提高了填充因子，为实现高效TOPCon太阳电池提供了有效途径。