非晶硅薄膜太阳能电池-PECVD
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中国太阳能PECVD行业市场环境分析1. 简介PECVD,即等离子体增强化学气相沉积(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition),是一种技术用于在太阳能电池制造中沉积薄膜材料。
该技术采用等离子体处理氢气和有机气体,通过化学反应使薄膜材料沉积在基板上。
在太阳能产业中,PECVD是一项关键的生产过程,其市场环境对整个行业具有重要影响。
2. 市场概况目前,太阳能市场正处于快速发展阶段。
随着对可再生能源的需求不断增长以及政策支持的加强,太阳能电池的市场需求也在不断扩大。
太阳能PECVD作为太阳能电池制造中最重要的工艺之一,其市场也呈现出快速增长的趋势。
3. 市场驱动因素3.1 政策和法规许多国家和地区出台了支持太阳能发展的政策和法规措施。
这些政策通常包括对太阳能电池制造商提供补贴、减税或其他优惠条件,从而刺激市场需求。
政策支持对太阳能PECVD市场的增长起到了积极作用。
3.2 技术进步太阳能PECVD技术在过去几年里取得了长足的进步。
新型的PECVD设备能够实现更高的产能和更高的薄膜沉积效率,从而降低生产成本。
这种技术进步推动了太阳能PECVD市场的增长。
3.3 环境意识增强随着环境问题的日益严重,人们对可再生能源的需求不断增加。
太阳能作为一种清洁能源,受到了广泛的关注和推广。
这种环境意识的增强也促使了太阳能PECVD 市场的发展。
4. 市场挑战4.1 成本压力目前,太阳能电池的成本仍然较高,其中PECVD工艺的成本占据相当大的比例。
太阳能PECVD设备的价格昂贵,使用成本也较高,这对市场的发展造成了一定的压力。
4.2 技术壁垒太阳能PECVD技术属于高端领域,需要较高的技术水平和设备要求。
目前,一些发展中国家和地区的技术水平较低,缺乏相关的研发和生产能力。
这对市场的发展构成了一定的障碍。
5. 市场前景太阳能市场的不断扩大和政策支持的加强将推动太阳能PECVD市场的快速发展。
pecvd原理PECVD原理。
PECVD是一种常用的化学气相沉积技术,它主要应用于薄膜的生长和表面修饰。
PECVD的全称是Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition,即等离子体增强化学气相沉积。
它利用等离子体对气相中的化合物进行解离和激发,从而在基底表面上沉积出所需的薄膜。
PECVD技术在半导体、光伏、显示器件、光学涂层等领域有着重要的应用,下面将介绍PECVD的原理及其工作过程。
PECVD的基本原理是利用等离子体激发气相中的化合物,使其发生化学反应并沉积在基底表面上。
等离子体是一种高度激发的气体状态,可以通过外加电场或者电磁波激发气体分子而产生。
在PECVD过程中,通常会使用射频等离子体激发技术,即通过外加的射频电场激发气体分子产生等离子体。
等离子体中的高能电子和离子会与气相中的化合物发生碰撞,使其发生解离和激发,从而产生活性物种用于沉积薄膜。
具体而言,PECVD的工作过程可以分为几个关键步骤。
首先是气相前驱体的供给,通常采用气体或液体前驱体,通过控制流量和压力将其引入反应室。
其次是等离子体的激发,通过外加的射频电场或者微波辐射等方式产生等离子体。
等离子体中的高能粒子与气相前驱体发生碰撞,使其解离成活性物种。
然后是活性物种的表面扩散和反应,活性物种在基底表面扩散并发生化学反应,最终形成所需的薄膜。
最后是残余气体和副产物的清除,通过排气系统将反应室中的残余气体和副产物排除,以保证沉积薄膜的纯度和均匀性。
在PECVD过程中,影响薄膜沉积的关键因素包括等离子体的密度和能量、气相前驱体的选择和流量、基底表面的性质和温度等。
等离子体的密度和能量决定了活性物种的产生和输运速率,直接影响薄膜的沉积速率和质量。
气相前驱体的选择和流量则决定了沉积薄膜的化学成分和结构,对薄膜的性能有着重要影响。
基底表面的性质和温度对薄膜的成核和生长过程起着重要作用,影响着薄膜的结晶度和界面结合强度。
PECVD简介太阳能电池的作用是实现光-电转换过程,限制这一过程转换效率的一个重要方面是光子利用率,提高光子利用率的即是降低光反射率,通过硅片表面制绒的方式可以使单晶和多晶的反射率降低至13%和23%以下,反射率仍然较高。
通过光学镀膜的方法可以有效的降低这一数值,增加光生载流子的数量;在镀膜的同时反应气体产生的H+可以有效的钝化硅片表面的悬挂键,使得表面陷阱减少,提高少数载流子的寿命。
1. PECVD的作用在太阳能电池中,PECVD工序主要有两方面的作用,一是制备减反膜,二是钝化作用。
1.1 减反射原理PECVD全称是等离子体增强化学气相沉积,其原理的在脉冲电压的作用下,气体辉光放电产生的低温等离子体增强反应物质的化学活性,促进了气体间的化学反应,从而使得反应在较低温度下得以进行,其反应式不再赘述,在基底上沉积的原子团主要是NSix:H,其折射率在1.9~2.5之间,在硅片(3.4)与空气(1.0)之间形成折射率梯度,根据光学反射公式,这一折射率梯度可以降低整体的反射率:当薄膜的厚度降低到光子波长数量级的时候,光子主要呈现波动性,在薄膜的上下表面反射的光子会产生光的干涉。
通过通俗的例子来说明这一现象在大学物理实验中,如果一束激光通过透镜扩束变为一束平行光,照射到一个倾斜角度很小的斜面上,在上表面会出现干涉条纹,这是由于厚度不同上下表面的光程差不同,因此其干涉效果也不同。
由于激光的相干长度很长,所以在相当大的厚度差内仍然能够观察到光的干涉。
在平时的观察中,水上的油膜或肥皂泡等在厚度很薄的时候呈现一定的色彩,这也是由于薄膜干涉造成的。
其色彩的成因我们解释如下:在薄膜上下表面进行干涉的时候,假设上表面振幅为A,下表面振幅为B,相位差为4πnd/λ,当厚度不同时,对于自然的复色光而言,不同波长的光在上下表面的相位差不同,因此会呈现相长或相消干涉,公式推导较为繁琐,通过图像说明如下,图1 图2 以上图1为不同厚度氮化硅的反射率曲线。
非晶硅薄膜电池
非晶硅薄膜电池,也称为非晶硅太阳能电池,是一种光伏
电池技术。
它使用非晶硅(a-Si)材料作为光电转换层,将太阳能转化为电能。
非晶硅材料是由非晶形态的硅原子组成,其晶格结构不规则,而不同于晶体硅的有序结构。
这使得非晶硅具有一些
特殊的电学和光学性质。
非晶硅薄膜电池的制作过程主要包括以下步骤:
1. 材料准备:将特定成分的硅化合物蒸发在基板上,形成
非晶硅薄膜。
2. 电极制备:在薄膜上加上透明导电氧化物电极和背电极。
3. 光学改性:可进行氢化、氟化等处理来改善非晶硅的光
学吸收性能。
4. 封装:将薄膜电池封装于透明保护层中。
非晶硅薄膜电池具有以下优点:
1. 高效率转化:非晶硅薄膜电池可以将太阳能转化为电能,其转换效率较高。
2. 薄膜结构:由于非晶硅材料的特性,非晶硅薄膜电池可
以制作成薄膜结构,更适合柔性电子设备的应用。
3. 成本低:非晶硅材料相对廉价且易于制备,在能源产业
中具有较大潜力。
尽管非晶硅薄膜电池具有一些优点,但也存在一些限制,
如稳定性较差、光电转换效率相对较低等。
在太阳能电池
技术的发展中,其他类型的电池如多晶硅电池、薄膜太阳
能电池等也在不断取得进展。
M icronanoelect ronic Technology Vol.46No.11 N ovember 2009PECV D 制备非晶硅薄膜的研究顾卫东,胥 超,李艳丽(中国电子科技集团公司第十三研究所,石家庄 050051)摘要:实验采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD )法在Si 衬底上制备了非晶硅薄膜。
研究了射频功率、P H 3掺杂浓度等因素对薄膜电阻率以及应力的影响。
实验结果表明,对于非掺杂非晶硅薄膜,当射频功率从15W 增加到45W 时,薄膜应力从张应力变化到压应力,在射频功率为35W 时,应力几乎为零,应力绝对值先降低后增加,淀积速率随着射频功率的增加而增加;对于掺杂非晶硅薄膜,电阻率随着P H 3掺杂浓度的增加而降低,当P H 3流量从0cm 3/min 增加到12cm 3/min 时,薄膜掺杂效果明显,电阻率降低3个数量级,继续增加P H 3流量,电阻率变化较小,而应力随着P H 3掺杂浓度的增加而降低,当P H 3流量超过12cm 3/min 时,应力有增加的趋势。
关键词:等离子体增强化学气相沉积;非晶硅;应力;射频功率;掺杂;电阻率中图分类号:TN 3041055 文献标识码:A 文章编号:1671-4776(2009)11-0664-03Study of Amorphous Silicon Thin Films by PECV DGu Weidong ,Xu Chao ,Li Yanli(T he 13th Research I nstitute ,C E T C,S hi j iaz huang 050051,China )Abstract :Amorp hous silicon t hin films were deposited on silicon substrates using t he PECVD met hod.The effect s of t he RF power and P H 3doped concent ration on t he resistivity and st ress of t he film were st udied.The result s show t hat t he st ress of t he undoped amorp hous silicon film t urns tensile to comp ress when t he RF power increases f rom 15W to 45W ,t he st ress is nearly0M Pa when t he power is 35W ,t he absolute value decreases firstly and increases later and depo 2sitio n rate increases wit h t he increase of RF power.The st ress and resistivity of t he doped amor 2p hous silicon film decrease wit h t he increase of t he P H 3doped concent ration.When t he flow rate of P H 3increases f rom 0to 12cm 3/min ,t he doped effect of film is obvious and t he resistivity decreases t hree orders.The resistivity changes little wit h t he flow rate of P H 3increasing conti 2nuously.The stress has tend to increase when t he flow rate of P H 3exceeds 12cm 3/min.K ey w ords :PECVD ;amorp hous silicon ;st ress ;RF power ;dope ;resistivity DOI :10.3969/j.issn.1671-4776.2009.11.005 EEACC :0520F0 引 言非晶硅薄膜具有高光敏性、较高的电阻温度系数、可以大面积低温成膜、与常规IC 工艺兼容等优点,已经被广泛地应用于半导体领域,如薄膜晶体管、太阳能电池以及非制冷红外探测器等方面[1-3]。
非晶硅薄膜晶体管PECVD成膜工艺的优化探析摘要:现阶段科学技术飞速发展,信息化技术在人们日常生活中取得有效应用,高分辨率、低功耗成为了现阶段技术人员追逐的方向。
非晶硅薄膜晶体管PEVCD成膜技术的应用,需要技术人员对其工艺不断优化,提高自身性能。
本文主要介绍了非晶硅薄膜晶体管制备与表现,提出了四点有效策略,优化PECVD成膜技术。
关键词:薄膜晶体管;非晶硅;等离子处理;退火引言:液晶技术在人们生活中得到了有效应用,但是随着时间的推移,液晶工艺已经逐步淘汰。
目前智能手机已经成为了人们生活中不可缺少的一部分,消费者更加注重大屏与高清。
为满足消费者的需求,对显示面板展开有效处理,使用非晶硅薄膜作为现阶段TFT有源层材料,提高整体建设工艺。
一、非晶硅薄膜晶体管制备与表现特征薄膜晶体管的制备涉及到很多过程,才能满足现阶段设备的需要。
工作人员在制备薄膜晶体管的时候,一般采用清洗、镀膜、涂光阻、曝光、显影、蚀刻、去光阻和清洗几个部分,来制作相关TFT基板。
等TFT基板制作完成之后,采用物理气相沉积技术,来实现薄膜晶体管成膜工艺。
在具体操作中,首先利用真空腔将气体电离成plasma,然后施加电场,在电场的作用下电离的Ar离子与阴极上的靶材有效结合,在物理气相沉积技术的作用下,不断沉积在基板上,形成薄膜晶体管。
PECVD技术是等离子体增强式化学气相沉积技术的简称,在这个反应过程中,工作人员将反应气体顺利导入反应器中,在物理变化下形成等离子气体,通过电场的作用,来实现整体薄膜晶体管的制备。
在薄膜晶体管制备过程中,充分考虑器件的性能,及时参考相关参数。
在测量的时候,将扫描线通电后,可以实现电子在有源层的运动。
由于材料的自身特性,在电场不够大的时候不会发生定向移动,但是随着电场加大,打破了内部平衡之后,部分载流子将会开展定向移动,造成整体器件响应速度变慢,这便是薄膜晶体管场效应迁移率的含义。
同时薄膜晶体管依旧存在其他特征,比如开关电流比与阈值电压等。