1. 前電極（TCO）鍍膜：磁控濺射

• 靶材：?FTO（氟摻雜氧化錫）靶、ITO（氧化銦錫）靶。

• 工藝氣體：?氬氣，通常加入少量氧氣以調(diào)節(jié)薄膜的化學(xué)計量比和光電性能。

• 技術(shù)優(yōu)勢：

  • 高均勻性：?能夠在大面積玻璃基板上沉積非常均勻的薄膜。

  • 高致密性：?濺射薄膜致密，針孔少，有利于提高器件穩(wěn)定性和良率。

  • 可控性好：?通過調(diào)節(jié)功率、氣壓、氣體比例等參數(shù)，可以精確控制薄膜的厚度、電阻和透光率。

• 挑戰(zhàn)：?需要平衡導(dǎo)電性和透光性。過厚的膜導(dǎo)電性好但透光性差，反之亦然。

2. 吸收層（CdTe）鍍膜：近空間升華 vs. 磁控濺射

這是整個工藝中最關(guān)鍵的一步，目前主流和高效的技術(shù)是近空間升華。

A. 近空間升華

• 原理：?將CdTe源材料（粉末或燒結(jié)塊）加熱至高溫（約600°C），使其升華，并在正上方溫度略低（約500°C）的基板上冷凝沉積。源與基板的距離很近（通常幾毫米到幾厘米），故名“近空間”。

• 技術(shù)優(yōu)勢：

  • 高沉積速率：?可達(dá)數(shù)μm/min，非常適合大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。

  • 薄膜質(zhì)量優(yōu)異：?沉積的CdTe薄膜晶粒大、結(jié)晶性好，這是獲得高效率電池的關(guān)鍵。

  • 材料利用率高：?升華區(qū)域集中，材料損失少。

• 挑戰(zhàn)：

  • 對源和基板的平行度、溫度控制精度要求極高。

  • 設(shè)備相對復(fù)雜，維護(hù)要求高。

B. 磁控濺射

• 靶材：?CdTe化合物靶。

• 工藝氣體：?純氬氣。

• 技術(shù)優(yōu)勢：

  • 均勻性極佳：?非常適合制備大面積、非常均勻的薄膜。

  • 工藝溫和：?基板溫度相對較低。

  • 與TCO鍍膜設(shè)備兼容性好，易于集成。

• 挑戰(zhàn)：

  • 沉積速率慢：?遠(yuǎn)低于CSS。

  • 薄膜結(jié)晶質(zhì)量通常不如CSS法制備的薄膜，需要后續(xù)高溫退火來改善，這會增加工藝復(fù)雜度。

  • 化合物靶材制備成本較高。

結(jié)論：?對于追求高效率和大規(guī)模生產(chǎn)的碲化鎘太陽能電池制造商，近空間升華是首選和主流技術(shù)。磁控濺射更多用于研究或特定結(jié)構(gòu)的器件。

3. 背接觸層與背電極鍍膜

在CdTe吸收層沉積并經(jīng)過CdCl?退火處理后，需要制備背接觸。

• 背接觸層：

  • 材料：?Sb?Te?, ZnTe:Cu 等。目的是在CdTe（高功函數(shù)）和金屬電極之間形成一個漸變過渡，降低接觸電阻。

  • PVD技術(shù)：?磁控濺射（使用化合物靶或共濺射）或?熱蒸發(fā)。磁控濺射更易于控制合金或摻雜成分。

• 背電極：

  • 材料：?金屬，如Ni, Al, Au等。

  • PVD技術(shù)：?熱蒸發(fā)。因為：

    • 工藝簡單，成本低。

    • 對下面已經(jīng)完成的半導(dǎo)體層損傷小（蒸發(fā)粒子能量低）。

    • 沉積速率快。