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概述
前面几章已经介绍了太阳电池生产线上的清洗制绒、扩散和刻蚀等设备结构及性能参数。本章将着重阐述镀膜设备———等离子体增强化学气相沉积(PlasmaEnhancedChemicalVaporDeposition,简称PECVD)。PECVD作为太阳电池生产线上的关键设备之一,其市场需求相当大,所以PECVD技术在70年代以来已成为研究的热点,并将不断成长为一项成熟的技术。PECVD与一般的CVD方法相比既有相同之处,又有它独特的优势。以下将详细介绍PECVD装置的原理、特点、结构参数、性能指标、操作规范和保养维修等。
图6.1PECVD的结构示意图
6.2PECVD的工作原理和特点
目前太阳能光伏市场上用的PECVD设备,国外的主要有德国centrotherm和日本岛津的镀膜设备;国内的主要有生产型管式PECVD,接下来就该管式PECVD的工作原理、结构性能参数、操作调试过程和维护保养工作做一个详尽的介绍。图6.1为PECVD的结构示意图。化学气相沉积(CVD)是反应气体在一定条件下分解并发生化学反应,最终生成固态物质沉积在基体表面继而形成薄膜的一种技术。在工艺上与其他薄膜沉积技术相比,具有沉积速度快、膜层质量好等优点,且已广泛应用于电子、光电子、表面改性等领域。该技术的缺点是沉积工艺温度过高,一般在(900℃~1200℃)之间,被处理的基体在高温下易变形、基体晶粒长大、致使基材性能发生改变,甚至某些相对低熔点的合金基材:如(Al合金)无法涂覆,而PECVD在很大程度上改进了CVD的这些缺点。PECVD技术原理是利用低温等离子体作能量源,样品置于低气压下辉光放电的阴极上,利用辉光放电(或另加发热体)使样品升温到预定的温度,然后通入适量的反应气体,气体经一系列化学反应和等离子体反应,在样品表面形成固态薄膜。PECVD方法区别于其他CVD方法的特点在于等离子体中含有大量高能量的电子,它们可以提供化学气相沉积过程所需的激活能。电子与气相分子的碰撞可以促进气体分子的分解、化合、激发和电离过程,生成活性很高的各种化学基团,因而显著降低CVD薄膜沉积的温度范围,使得原来需要在高温下才能进行的CVD过程得以在低温下实现。其化学反应方程式为
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