電池片LPCVD、 PECVD 和 PVD 三種技術(shù)路線(xiàn)

目前，主流的TOPCon層沉積技術(shù)主要有LPCVD、 PECVD 和 PVD 三種技術(shù)路線(xiàn)。

LPCVD 全稱(chēng)為低壓力化學(xué)氣相沉積法(Low Pressure Chemical Vapor Deposition)，該技術(shù)優(yōu)點(diǎn)在于工藝成熟、控制簡(jiǎn)單容易，但難于鍍膜速度慢，同時(shí)存在原位摻雜、有繞鍍、石英件沉積嚴(yán)重、類(lèi)隱裂等問(wèn)題。

PECVD 全稱(chēng)為等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法( Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition )。根據(jù)沉積腔室等離子源與樣品的關(guān)系、以及腔室的不同又可細(xì)分為微波 PECVD、管式 PECVD 和板式 PECVD。微波 PECVD 沉積速率高達(dá) 100A/s，但目前沉積的氧化硅膜較厚，且維護(hù)成本比較高。管式 PECVD 和板式 PECVD 同樣可以實(shí)現(xiàn)原位摻雜和無(wú)繞鍍，但也存在含氫、維護(hù)成本高等問(wèn)題。

PVD 為物理氣相沉積法(Physical Vapor Deposition)，與 PECVD 一樣可以實(shí)現(xiàn)原位摻雜、無(wú)繞度和冷壁，但目前技術(shù)仍不夠成熟。

下圖以圖形方式總結(jié)了ISFH的文獻(xiàn)綜述，通過(guò)飽和電流密度J0（fA/cm2）對(duì)比不同鈍化方式的鈍化質(zhì)量。Poly-Si可以通過(guò)LPCVD或PECVD與這兩種方式沉積，決定接觸鈍化質(zhì)量和電池效率的因素還包括界面隧穿氧化層和表面形態(tài)（絨面或平面）。我們從這張圖表中得出如下結(jié)論：

不同鈍化方式的鈍化質(zhì)量對(duì)比

1. PECVD沉積多晶硅未在制絨表面進(jìn)行測(cè)試，可能是由于鍍膜均勻性差，對(duì)雙面絨面的雙面電池鈍化效果差。

2. PECVD沉積多晶硅搭配熱氧化鈍化效果優(yōu)于濕氧化，因此隧穿氧化層制備方法對(duì)鈍化質(zhì)量有一定的影響。

   搭配PECVD沉積多晶硅的熱氧化需要額外的設(shè)備。

3. LPCVD沉積多晶硅在熱氧化和化學(xué)濕法氧化得到相似的J0，這表明LPCVD技術(shù)在使用熱或濕化學(xué)氧化物方面具有更大的靈活性。

   此外，熱氧化可以和LPCVD在同一爐管中進(jìn)行。

4. LPCVD 適用于平面和絨面，更適合于雙面電池。

5. PECVD鍍膜工藝搭配p型多晶硅、熱氧化、拋光表面體表現(xiàn)出良好的鈍化結(jié)果，這意味著此工藝可以適用于其他的電池結(jié)構(gòu)。

由于上述原因，LPCVD目前在TOPCon產(chǎn)線(xiàn)生產(chǎn)中進(jìn)行了廣泛的測(cè)試。與PECVD不同，LPCVD沉積的主要缺點(diǎn)是石英件的消耗以及多晶硅的繞鍍問(wèn)題，硅片背靠背的裝載在專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的石英舟上仍然會(huì)有邊緣5mm左右的繞鍍。得益于大產(chǎn)能LPCVD設(shè)備的研發(fā)，鍍膜設(shè)備的成本進(jìn)一步下降，采用雙面鍍膜方案可以簡(jiǎn)單有效的去除電池正面poly硅繞鍍問(wèn)題。與這個(gè)缺點(diǎn)對(duì)比，優(yōu)勢(shì)也是很明顯的，例如高產(chǎn)量、更高的生長(zhǎng)速率、更好的鈍化質(zhì)量和原位隧穿SiO2生長(zhǎng)。