薄膜电池工艺

单晶\多晶\微晶\纳晶\非晶
非晶硅\微晶硅\晶体硅
硅基薄膜电池
硅基薄膜电池
玻璃衬底 a-Si单结电池 a-Si/a-Si双结电池 a-Si/u-Si双结电池 a-Si/a-SiGe双结电池 a-Si/a-SiGe/u-Si三结电池 Poly-Si薄膜电池(CSG)
柔性衬底-不锈钢、聚酰亚胺 a-Si/a-Si双结电池 a-Si/a-SiGe双结电池 a-Si/a-SiGe/u-Si三结电池 a-Si/a-SiGe/a-SiGe三结电池
Pmax = Vmpp * Impp FF = Pmax / (Voc*Isc) Eff = Pmax / P
Rs、Rsh
薄膜电池IV曲线及电学参数
谢谢！
Sputtered and etched SnO2:F Asahi HU type Tandem Junction (AGC) ZnO:Al(AMAT)
PECVD-P、I、N layer
RPSC (Remote Plasma Source Clean)
Diffuser (Showerhead电极)
目录
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硅基薄膜材料 硅基薄膜电池 薄膜电池工艺流程介绍
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硅基薄膜材料
目前在硅基薄膜电池生产中，需要用到的硅基薄膜材料大体包括：
光 吸 收 层
多晶硅（poly-Si） 薄膜-----晶粒尺寸um级别，带隙1.1ev 微晶硅（μc-Si:H）薄膜-----晶粒尺寸nm级别，带隙1.1ev 非晶硅（a-Si:H) 薄膜-----无定形硅，带隙1.7ev左右 非晶硅锗（ a-SiGex:H）薄膜-----带隙1.1ev-1.7ev可调 反 射 层 非晶硅氧（ a-SiOx:H） 薄膜-----折射率1.6左右 非晶硅氮（ a-SiNx:H） 薄膜-----折射率2.0左右 光电导率、暗电导率、光敏性、吸收系数、 光学带隙、缺陷态密度、晶相比
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玻璃衬底电池及柔性电池
不同电池结构
不同结构电池光谱响应
工艺流程介绍
工艺流程介绍
A-Si manufacturing process
TCO-----透明导电氧化物薄膜
目前非晶硅电池的前电极TCO材料主要有SnO2，ZnO
SnCl4 2H2OSnO2 4HCl
SnO2：Spray 加热喷雾法 优点：直接生长出绒面TCO膜 缺点：产业化技术由日本AGC、NSG垄断 TCO ZnO： Sputter ZnO:Al + 湿法腐蚀(制绒) -----Amat MOCVD ZnO:B -----Jusung Oerlikon
Jusung P4
PVD-沉积Al膜 在磁控溅射下，电子呈螺旋形运动，不会直接冲向阳极。而是在电 场力和磁场力的综合作用在腔室内做螺旋运动。同时获得能量而和 工艺气体进行能量交换，使气体离子化，大大提高气体等离子体密 度，从而提高了溅射速率。
What happens to target ?
Shunt Removal
Laser Scribe - P1、P2、P3
• 激光刻膜原理(laser scribe) 玻璃基板上的薄膜通过吸收相应波长激光能量，迅速升温，达到气化。
刻膜百度文库理
激光波长
NiV (50nm) Al (200nm) Back contact
短波长，打断物 质分子键或原子 键。吸收峰在激 光波长附近的物 质更易被去除。
• (a) TCO膜，(b)Si膜，(c) Al膜, (d) TCO、Si、Al膜 要获得良好的激光刻膜效果的需要注意几点： • 1、合适的激光器； • 2、合适的光路及控制系统； • 3、合适的激光频率及激光能量； • 4、合适的光斑重叠率。
Jusung P1
Jusung P2
Jusung P3
ZnO:Al (AZO,100nm) 532nm n (30nm) i (200nm) p (20nm) 1064nm SnO2:F (TCO,350nm) Glass substrate (3.2mm) Front electrode a-Si
长波长，利用较 大热量使物质被 气化而去除。
单节a-Si薄膜太阳能电池膜层示意
Solar simulator
Solar simulator
PECVD
Laser
PVD
SOL
MOCVD
LAM
Voc Isc Vmpp Impp Pmpp FF Rs Rsh
…
Spectrum： Irradiance： AM1.5 1000W/m2 or 100mW/cm2
Module Temp： 25℃
Busline
电池封装
1、薄膜电池组件与边框的粘接和密封 2、薄膜电池与玻璃或背板的粘接和密封 3、接线盒的粘接和灌封
真空层压及滚压封装
层压工艺
EVA:乙烯-醋酸乙烯共聚物膜 是太阳电池封装中应用最广泛的 一种热熔胶，真空层压工艺是针对EVA的特性来设计的, 封 装 材 料 EVA经过一定条件热压发生熔融粘接与交联固化，并变成高 透光材料。 PVB:聚乙烯醇缩丁醛树脂膜是一种标准的层压玻璃用的安全材 料，优点是用于玻璃面的屋顶和建筑一体化的幕墙时能满 足建筑规范的要求。
MOCVD沉积ZnO：B透明导电膜
1、温度均匀性；2、气流均匀性
LPCVD ZnO:B for a-Si:H cell(Oerlikon)
ZnO:B for Tandem cell with plasma etching(Oerlikon)
SnO2:F Asahi U type Single Junction(AGC)