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化學(xué)氣相沉積(Chemical Vapor Deposition 簡(jiǎn)稱CVD) 是利用氣態(tài)或蒸汽態(tài)的物質(zhì)在硅片表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成固態(tài)沉積物的過(guò)程。TOPCon電池工藝流程中主要涉及LPCVD、PECVD和ALD三種薄膜沉積路線。

01  LPCVD

低壓化學(xué)氣相沉積(Low Pressure CVD)是將氣體在反應(yīng)器內(nèi)的壓力降低到大約133Pa進(jìn)行沉積的反應(yīng)。我們知道，在常壓下，氣體分子運(yùn)動(dòng)速率快于化學(xué)反應(yīng)速率，成膜時(shí)會(huì)因?yàn)榉磻?yīng)不完全形成孔洞，影響成膜質(zhì)量。通過(guò)真空泵將爐腔內(nèi)抽成低壓，使得在適當(dāng)溫度下，分子的運(yùn)動(dòng)速率慢于化學(xué)反應(yīng)速率，提高了成膜質(zhì)量。LPCVD是目前TOPCon薄膜沉積的主要技術(shù)，工藝成熟度高，有規(guī)模量產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)。

優(yōu)點(diǎn)：具備較佳的階梯覆蓋能力，成膜質(zhì)量好，可以控制膜的組成成份和結(jié)構(gòu)，氣體用量小，依靠加熱設(shè)備作為熱源來(lái)維持反應(yīng)的進(jìn)行，降低了顆粒污染源。設(shè)備投資少，占地面積小。

缺點(diǎn)：有繞鍍，原位摻雜難，通常需二次磷擴(kuò)，能耗大，石英耗材成本較高，不同尺寸硅片兼容性差。


02  PECVD

等離子增強(qiáng)氣相沉積（Plasma Enhancd CVD）在反應(yīng)爐外加電場(chǎng)，依靠射頻感應(yīng)將目標(biāo)材料源氣體電離，產(chǎn)生等離子體，使反應(yīng)物活性增加，將反應(yīng)所需溫度降低到450度以下。

優(yōu)點(diǎn)：低溫，節(jié)省能源，降低成本，提高產(chǎn)能，減少了高溫導(dǎo)致的硅片中少子壽命衰減，可原位摻雜。

缺點(diǎn)：成膜不穩(wěn)定，有爆膜情況。



03  ALD

ALD（Atomic Layer Deposition）將物質(zhì)以單原子層的形式一層一層沉積在基底表面，每鍍膜一次/層為一個(gè)原子層，根據(jù)原子特性，鍍膜 10 次/層約為 1nm。

優(yōu)點(diǎn)：均勻性好（致密且無(wú)孔），原子級(jí)的厚度精確控制，可在室溫—400℃低溫進(jìn)行，廣泛適用于不同形狀的基底，尤其適合不規(guī)則形狀的均勻鍍膜。

缺點(diǎn)：成膜速度較慢，產(chǎn)能小。


TOPCon的薄膜沉積工藝有多種選擇

目前沒(méi)有一條明確的路線

TOPCon其他工藝如SMBB、硅片減薄等

對(duì)產(chǎn)品發(fā)電的影響尚未得到廣泛驗(yàn)證

從光伏電池技術(shù)路線角度

當(dāng)前處于技術(shù)快速發(fā)展期

究竟哪種技術(shù)更具競(jìng)爭(zhēng)力并不明朗

光伏產(chǎn)品屬于大額投資

需要謹(jǐn)慎穩(wěn)妥

PERC 在未來(lái) 2~3 年仍是較為可靠的選擇

原標(biāo)題：TOPCon電池薄膜沉積工藝——LPCVD、PECVD和ALD簡(jiǎn)介