等离子增强型化学气相沉积系统(PECVD)

PECVD简介

等离子体增强型化学气相沉积(简称PECVD),是一种在较低的压力下,利用电磁场产生放电,通过电子碰撞使通入气体分解成高活性的粒子,从而在气相和基板表面发生化学反应而沉积薄膜的方法。PECVD技术可用于沉积非晶硅、微晶硅、硅锗、氮化硅等薄膜。设备在硅基异质结(Hetero Junction)电池、叠层硅薄膜电池、OLED等领域有广泛运用。

理想能源PECVD设备具备以下特点:

  • 等离子体稳定时间小于1s
  • 采用甚高频电源,极大提高沉积速率
  • 双层真空设计,保持稳定、清洁的成膜环境
  • 电极优化设计,薄膜均匀性指标达到5%
  • 无交叉污染
  • 适用于大面积生产及研发(第五代线尺寸)
  • 设备反应腔可同时叠层生产,有效提升产能
  • 控制系统的界面友善、操作简单、数据采集方便

产品发展及路线图

异质结技术

随着光伏技术的不断发展,第三代硅基异质结高效太阳能电池凭借其高转换效率和低温度系数的优点逐渐获得市场的青睐,其克服了传统晶体硅电池成本较高和薄膜电池低光电转换效率的缺点,具有广阔的发展前景。目前三洋公司研制的HIT高效太阳能电池效率已突破25.6%,其双面镀膜的HIT电池效率更是超过了26%。相较于其他高效电池技术,异质结技术已成功推出市场并被验证长达20余年,技术成熟,目前位于硅基电池转换效率首位,有望引领未来高端光伏市场。

继成功开发非晶微晶叠层硅薄膜太阳能电池的关键生产设备-PECVD设备后,公司于2013年推出用于高效异质结太阳能电池生产的PECVD设备及其配套工艺:在线式INLINE PECVD(1200片/小时),U型“卡夹至卡夹全自动”PECVD(75MW/2台)、和集簇式PECVD(100MW)。其中在线式INLINE PECVD和U型PECVD设备已实现全自动化配置,最高光电转换效率为21.7%,同时公司还可提供离线式单腔RF/RPS等离子体托盘清洗设备等辅助设备。

目前公司的高效异质结太阳能电池相关数据:

  • 少子寿命达到4987.8μs(详见下图)
  • 电池转换效率已突破21.7%

 


 
理想能源异质结技术路线图2012-2016E

 
 
理想能源异质结组件生产成本路线图2012-2016E
 
硅基叠层薄膜技术

自2012年公司售出第一台非晶/微晶硅基薄膜叠层太阳能电池设备后,该设备已在客户处稳定运行近两年时间,开机率达98%以上,性能优异,受到客户高度认可。2013年公司又再次获得原客户的续购订单,目前使用该设备制造的叠层薄膜电池的最高转换效率达13.0%,衰减率小于11%。

理想能源硅基薄膜技术路线图2012-2016E
 
AMOLED技术

AMOLED用4.5代PECVD设备,应用在LTPS工艺的高温PECVD制程(非晶硅、氧化硅、氮化硅)。

产品

单腔室PECVD(Pine-m-R-5)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

单腔室PECVD特别适用于电池生产厂商以及各高校、研究所等研发机构的工艺研发。其应用范围广:可分别用于沉积高效多晶硅薄膜异质结、硅锗或非晶硅单结和非晶硅/微晶硅叠层薄膜电池,同时在OLED、TFT、减反膜和低温封装领域也可广泛应用。

理想能源的单腔室PECVD设备已被国内多家行业主流客户采用,设备在客户端运行稳定。

设备特点:

  • 适用于高效异质结、非晶、微晶或硅锗等单结、多结薄膜电池的工艺研发
  • 研发结果可直接导入大规模生产
  •  先进的“双真空”设计
  • 沉积环境重复、稳定、可靠

设备参数:

  • 开机率>98%
  • 工艺温度范围:80℃-450℃
  • 40MHz等离子体源,基片损伤低
  • 无移动原件射频匹配技术,等离子体稳定时间<0.5秒

 

在线式INLINE PECVD(Oak-L-5)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

产品特点:

  • 重复、稳定、可靠,特别适用于高质量异质结晶体硅电池
  • 与客户合作完成异质结电池光电转换效率已经超过21.3%;
  • 本设备已在客户方投入量产;
  • 高产能:>1200片/小时 (125mm*125mm);
  • 甚高频(40MHz)等离子体源,基片损伤低;
  • 无移动原件射频匹配技术,等离子体稳定时间<0.5秒;
  • 在线式设计可同时满足研发和量产需求
 
U型PECVD(Oak-U-5)

  

 

 

 

 

 

 

 

 

理想能源的U型PECVD异质结量产设备专为高效异质结电池量产而设计,为电池生产商提供全自动,无污染,高产能,低成本的生产优势。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

设备参数:

  •  2台U型设备构成一个量产单元(75MW/年),完成I/N/I/P四层晶硅工艺
  • 产能:1800片/小时(156mm)
  • 效率:>21.7%
  • 目标节拍时间:100秒

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

设备系统特点:

  • 整个CVD传输过程处于超洁净环境,避免氧化和污染
  • 从晶舟至晶舟全自动化生产
    • 等离子体自清洗系统,保持反应腔洁净,无需开腔体维护,增加正常运行时间
    • 配备清洗系统,消除交叉污染
  • 反应腔体体积小,节省工艺气体用量

腔体结构特点:

  • 无移动元件射频匹配器/频率自动扫描系统,等离子体稳定时间<0.5秒,确保工艺重复稳定
  • 40MHz甚高频等离子体源,减少表面损伤,独特的反应腔结构设计减少驻波效应,保证等离子体的均匀性
  •  双真空结构,避免高温工作条件下反应腔的形变,确保工艺稳定

 

多腔室PECVD(Pine-am-C-5)

产品特点:

  • 适用于硅基叠层薄膜电池生产,电池稳定效率超过13%
  • 各反应腔之间电池效率偏差低于2%
  • 微晶硅晶化率可调范围:40%-80%
  • 设备年产能:
    • 非晶/微晶硅叠层薄膜电池20MW
    • 非晶硅单节薄膜电池30MW