- PVD はラップアラウンドフリーであることに加え、TOPCon 太陽電池の処理における高スループットや低 OpEx などの利点ももたらします。
- より高い設備投資と設置面積がこのテクノロジーの欠点です
- TaiyangNews TOPCon Solar Cell Report 2021 によると、TOPCon 向けに PVD ベースの商用製品を提供しているのは Jietai だけであり、Polar PV と Von Ardenne も同様に製品の開発に取り組んでいます。
TOPCon アプリケーション向けの LPCVD に代わる堆積技術はラップアラウンドフリーです。 物理蒸着 (PVD) の場合も同様で、メーカーだけでなくいくつかの装置ベンダーがこのルートを採用しています。 このテクノロジーは、非常に高いスループット、低メンテナンス (LPCVD と比較して)、運用コストをサポートしますが、その反面、設置面積と設備投資が比較的高くなります。
PVD を超えたもの: 中国の Jietai は、TOPCon 向けの普及している成膜技術の欠点に対処するために、基本的に PVD とプラズマ酸化を組み合わせた POPAID と呼ばれるハイブリッド技術プラットフォームを開発しました (出典: Jietai)
技術的には PVD カテゴリーに分類され、中国に拠点を置く ジエタイ は、その技術を POPAID と呼ぶことを好みます。POPAID は、Plasma Oxidation と Plasma Assisted In-situ Doping の略です。 実際、この技術は PVD を超えています。 PVD とプラズマ酸化を XNUMX つのツール プラットフォームに組み合わせています。 Jiangsu Jietai Photoelectric Corp LTD (Jietai) は、約 XNUMX 年にわたり太陽光発電設備の供給に取り組んできました。 ドライエッチング 主に多結晶用に設計されたツール。 同社は 2019 年に、他の成膜技術、特にラップアラウンドの欠点に対処することを目的として、PVD ベースのソリューションの開発に取り組み始めました。 同社のツールは、トンネル酸化物の形成、ポリシリコンの堆積、その場ドーピングなど、TOPCon に必要なすべてのステップを実行します。
同社は酸化にリニア RF プラズマ源を使用しており、Jietai の CEO Quanyuan Shang 氏によれば、これによりスループットが向上し、損傷が少なく、高度な制御が可能になるという。 リアクターのスループットはウェーハ サイズに左右されます。 10,000 時間あたり 1 枚の G8,000 ウェーハを処理できますが、M10 ウェーハを処理する場合は 1 枚に減少します。 「目標は、100 つの並列ライン (マシン) で 23 GW を実現することです。それがツールのサイズ設定方法です」と Shang 氏は述べています。 このスループットは、ポリシリコン層の厚さが 1 nm の場合です。 ご想像のとおり、このようなシステムは非常に長く、長さは 2 m です。 このツールの定期メンテナンス サイクルは 2.0 か月ですが、同社はこれを 5 か月に延長すると予想しています。 Jietai は、Jolywood の POPAID に基づく J-TOPCon XNUMX テクノロジーの機器パートナーです。 Jietai はこれまでに XNUMX つの生産ツールを構築しており、今年末までに主に Jolywood 向けに XNUMX GW の POPAID ツールを出荷する予定です。 「今年はほぼ完売です」とシャン氏は語った。 同社は生産施設を増強しており、来年には他社からの注文を受け入れることになる。
極地PV Jietai のリアクター設計を厳密に踏襲しているようで、昨年のカンファレンスでそのインライン垂直マグネトロン スパッタリング PVD システムを発表しました。 このツールは、60 x 6 構成で 10 個のセル スロットを備えたキャリアを 40 ～ 50 秒のサイクル タイムで処理するように設計されています。 このツールは、TOPCon プロセスに必要なすべての手順を実行できるように設計されています。 シリコン酸化膜を塗布し、その上にその場でドープされたポリシリコン層を堆積します。 それでも、LPCVD に比べて処理ステップの数は大幅に削減されます。 リアクターのセットアップには、純粋なガスプラズマ環境でトンネル酸化物を形成するための低エネルギー酸素プラズマ酸化チャンバーが装備されています。 イオン化源もメンテナンスフリーです。 アモルファスシリコン層は、回転シリコンターゲットとその場ドーピングを使用して堆積され、ドーピングガスの導入によって達成されます。
PVD には、現行の LPCVD に比べていくつかの利点があります。 Polar PV によれば、何よりもまず、運用コストとメンテナンスの負担が少ないことです。 このコスト削減は、このプロセスが LPCVD プロセスの主なコスト要因である石英製品を使用しないという事実から生じています。 さらに、片面プロセスであるため、ラップアラウンドの問題が少なくなり、コスト削減がさらに促進されます。 Polar PV の PVD ツールは、10,000 時間あたり最大 XNUMX 枚のウェーハのスループットをサポートします。
エネルギー消費は、PVD が効果を発揮するコスト削減のもう 77 つの重要な手段です。 Polar PV は、PVD がコーティングにエネルギーの 16%、加熱に 34% を使用していることを強調しています。 対照的に、CVD の場合、これらの数字はそれぞれ 45% と XNUMX% です。 これが意味するのは、PVD でのエネルギー利用は CVD よりもはるかに優れている、つまり、より重要な場所で利用されるということです。
PVD はプロセス消耗品の点でも高いスコアを獲得しています。 LPCVD の前駆体として使用されるシランよりもはるかに安価なシリコン ターゲットを使用します。 一方で、PVD は設備投資が高く、設置面積も大きくなります。
フォン・アルデンヌは、PVD リアクターの構築で数十年の経験があり、この技術に基づいた TOPCon PV ソリューションの開発も行っています。 不動態化された接点に対するドイツの会社のソリューションは、酸化シリコン上にアモルファス シリコンをスパッタリングすることに基づいており、まだ開発段階にありますが、それでも心強い最初の結果が得られています。 準備が整ったら、フォン・アルデンヌは、現在 10,000 時間あたり XNUMX 枚を超えるウェーハを処理できる高スループット PVD ツール プラットフォームにプロセスを実装する予定です。
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ソースから 太陽ニュース
