等離子體處理在薄膜太陽(yáng)能電池上的應(yīng)用

太陽(yáng)能技術(shù)的三個(gè)主要環(huán)節(jié)是如何把太陽(yáng)光轉(zhuǎn)換為電能或熱能,如何在便攜設(shè)備中存儲(chǔ)能源,以及如何節(jié)約能源。對(duì)太陽(yáng)能經(jīng)濟(jì)的上述三個(gè)環(huán)節(jié)中用到的各種設(shè)備而言,都需要應(yīng)用等離子體處理這一重要工藝。在非晶硅設(shè)備的制造過(guò)程中,所用等離子體的工藝過(guò)程含沉積、蝕刻和鈍化等。在窗戶玻璃鍍膜和薄膜電池制造中,也采用等離子體輔助涂覆工藝。

等離子清洗機(jī)在薄膜太陽(yáng)能電池上的應(yīng)用

等離子體非晶硅薄膜沉積技術(shù)創(chuàng)始于1965年。薄膜的兩個(gè)重要特性包括氫化以及特定雜質(zhì)原子的慘雜。當(dāng)采用硅烷等離子體進(jìn)行薄膜沉積時(shí),會(huì)把氫自然導(dǎo)入生長(zhǎng)中的薄膜內(nèi),若在加工氣體流中引入磷化氫和硼烷,沉積過(guò)程中也會(huì)可把磷和硼慘雜到半導(dǎo)體薄膜中。上述兩項(xiàng)技術(shù)為等離子體技術(shù)在薄膜太陽(yáng)能電池中的應(yīng)用鋪平了道路。

非平衡低溫等離子體中的電子溫度遠(yuǎn)高于中性等離子體內(nèi)的電子溫度,使化學(xué)催化反應(yīng)得以加強(qiáng),從而形成了一種制備薄膜和涂層的等離子體-化學(xué)方法。在等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)工藝中,電子從電場(chǎng)獲取能量并把能量傳遞給重粒子。能量分配使硅氮化物等鈍化涂層材料都能滿足這一要求,因此人們開(kāi)始對(duì)這兩種材料在光伏領(lǐng)域的應(yīng)用產(chǎn)生了極大興趣。

采用平板電容耦合系統(tǒng)的等離子體沉積工藝將13.56MHz的射頻電源加載到兩個(gè)面積不相等的電極上。由于等離子體鞘層區(qū)是射頻電壓的主要位降區(qū),在面積較小的電極上獲得大的負(fù)電勢(shì),沉積基底就放置于較小的電極上。把硅烷引入到反應(yīng)器中,經(jīng)過(guò)與高能電子碰撞后,硅烷離解為SiH2、SiH3和Si2H5。長(zhǎng)期以來(lái),人們認(rèn)為離解產(chǎn)物SiH3自由基是促進(jìn)薄膜生長(zhǎng)的前驅(qū)物質(zhì)。然而,近期有證據(jù)表明,硅原子在此過(guò)程中也同樣非常重要。