TOPCon电池薄膜沉积工艺——LPCVD、PECVD和ALD

化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition 简称CVD) 是利用气态或蒸汽态的物质在硅片表面发生化学反应，生成固态沉积物的过程。TOPCon电池工艺流程中主要涉及LPCVD、PECVD和ALD三种薄膜沉积路线。

LPCVD

低压化学气相沉积(Low Pressure CVD)是将气体在反应器内的压力降低到大约133Pa进行沉积的反应。

我们知道，在常压下，气体分子运动速率快于化学反应速率，成膜时会因为反应不完全形成孔洞，影响成膜质量。通过真空泵将炉腔内抽成低压，使得在适当温度下，分子的运动速率慢于化学反应速率，提高了成膜质量。LPCVD是目前TOPCon薄膜沉积的主要技术，工艺成熟度高，有规模量产经验。

优点：具备较佳的阶梯覆盖能力，成膜质量好，可以控制膜的组成成份和结构，气体用量小，依靠加热设备作为热源来维持反应的进行，降低了颗粒污染源。设备投资少，占地面积小。

缺点：有绕镀，原位掺杂难，通常需二次磷扩，能耗大，石英耗材成本较高，不同尺寸硅片兼容性差。

PECVD

等离子增强气相沉积（Plasma Enhancd CVD）在反应炉外加电场，依靠射频感应将目标材料源气体电离，产生等离子体，使反应物活性增加，将反应所需温度降低到450度以下。

优点：低温，节省能源，降低成本，提高产能，减少了高温导致的硅片中少子寿命衰减，可原位掺杂。

缺点：成膜不稳定，有爆膜情况。

ALD

单原子层沉积（ALD, Atomic Layer Deposition）将物质以单原子层的形式一层一层沉积在基底表面，每镀膜一次/层为一个原子层，根据原子特性，镀膜 10 次/层约为 1nm。

优点：均匀性好（致密且无孔），原子级的厚度精确控制，可在室温—400℃低温进行，广泛适用于不同形状的基底，尤其适合不规则形状的均匀镀膜。

缺点：成膜速度较慢，产能小。

TOPCon的薄膜沉积工艺有多种选择

目前没有一条明确的路线

TOPCon其他工艺如SMBB、硅片减薄等

对产品发电的影响尚未得到广泛验证

从光伏电池技术路线角度

当前处于技术快速发展期

究竟哪种技术更具竞争力并不明朗

光伏产品属于大额投资

需要谨慎稳妥

PERC 在未来 2~3 年仍是较为可靠的选择

资料来源：知乎

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原文始发于微信公众号（光伏产业通）：TOPCon电池薄膜沉积工艺——LPCVD、PECVD和ALD