太阳能电池镀膜解决方案

在不同的技术路线中，PVD承担着各异但至关重要的任务：

• 硅基高效电池（TOPCon， HJT， IBC）：

  • HJT电池： 这是PVD在晶硅领域最具代表性的应用。必须在低温下沉积一层透明导电氧化物（TCO），如ITO（氧化铟锡）。这层膜负责横向导电和减反射，其质量直接决定电池的填充因子和效率。

  • TOPCon电池： PVD主要用于铜电镀工艺中的种子层沉积。首先通过PVD在硅片正面沉积一层极薄的金属种子层（如钛/铜叠层），然后通过图形化和电镀形成精细的栅线，以减少遮光损失。

  • IBC电池： PVD技术被用于沉积背面的介电钝化层和形成交错排列的P区和N区电极，要求极高的图案化能力和膜层质量。

• 碲化镉薄膜太阳能电池：

  • 在这种技术中，PVD是制备核心吸收层的主流方法之一。虽然蒸镀也广泛应用，但磁控溅射因其优异的大面积均匀性和工艺控制性，被用于沉积CdS窗口层和CdTe吸收层。其过程通常是：先通过反应溅射沉积透明导电前电极（如TCO），然后溅射沉积CdS，最后利用闭合空间升华（CSS， 一种物理气相沉积技术）或溅射沉积厚层的CdTe。PVD确保了各层之间致密、均匀且附着力良好，这对于电池的稳定性和效率至关重要。

• 铜铟镓硒薄膜太阳能电池：

  • PVD是制备CIGS吸收层的绝对核心工艺。CIGS电池的几乎所有功能层都可通过PVD制备：

    1. 背接触层： 通常在玻璃衬底上溅射一层钼。这层Mo不仅是背电极，其表面形貌和结构对后续CIGS晶粒的生长取向和电池性能有决定性影响。

    2. 吸收层： 采用共蒸发或溅射后硒化法。共蒸发是直接在衬底上同时蒸发Cu、In、Ga、Se元素。而“溅射后硒化”法则先通过PVD溅射沉积Cu/In/Ga金属预制层，然后将其在硒化氢或硒蒸气气氛中进行退火处理，形成最终的CIGS晶体吸收层。溅射法更易于控制成分和实现大面积均匀性，是产业化的重要路线。

    3. 缓冲层： 通常在CIGS吸收层上通过化学水浴沉积（CBD）一层CdS，但为了完全避免湿法工艺，也开发出用PVD溅射沉积ZnS、ZnO等无机缓冲层的技术。

    4. 前电极： 最后通过PVD溅射沉积ZnO:Al等TCO膜作为前透明电极。

• 钙钛矿/叠层电池：

  • PVD被广泛用于沉积顶部的透明电极、背电极以及中间的各种电荷传输层和缓冲层。其挑战在于实现高质量薄膜的沉积，同时不能损伤底层敏感的钙钛矿材料。

PVD技术的总体目标是多维度的： 在形成高效光吸收结构和低电阻欧姆接触的同时，实现大面积、低成本、高稳定性的工业化生产。