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Application note A087-EN04

太阳能生产中的流量控制

光伏太阳能电池(将阳光转化为电能的电池)的制造过程包括许多步骤,如硅片的清洗和蚀刻,或使用物理或化学气相沉积技术(PVD/CVD)层积。

用于生产太阳能电池的机器由一系列工艺室组成,在这些工艺室中,生产步骤在受控条件下进行,中间有隔离。每一个步骤都涉及到气体或液体化合物的供应。Bronkhorst为一家每周需要生产两到三台这类机器的公司提供质量流量装置。

太阳能生产中的流量控制

应用要求

每台光伏太阳能电池制造机总共由10个真空处理室组成,利用几十个质量流量控制器来供应气体、液体和蒸汽。对于该应用,流量设备必须精确地提供500或1000sccm(或任何期望值),且必须日复一日地发生。因此重复性和准确性同样重要。

重要议题

  • 准确供应气体、液体和蒸汽
  • 重复性
  • 单台质量流量控制器可用于多种气体

工艺方案

Bronkhorst交付的质量流量控制器用于精确和重复性的气体、蒸汽和液体供应。通常选择Bronkhorst EL-FLOW Select热式质量流量控制器用于供气。就液体而言,在等离子体增强化学气相沉积(PE-CVD)过程中,大多数液体通过CEM(控制蒸发与混合)系统蒸发为蒸汽,以便在基底表面发生反应。

CEM系统由(热式或科氏)液体流量控制器(LIQUI-FLOW 或 mini CORI-FLOW) 、载气质量流量控制器(例如 EL-FLOW Select)和温度受控的混合蒸发装置组成。

Bronkhorst流量装置用于传统硅基太阳能电池的晶体硅片应用层,以及在柔性基板上制造作为第二代非晶硅基薄膜太阳能电池组件的薄层。

让我们通过一个例子-如何将“p-n结”沉积在柔性基材上的-来更深入地探讨这个过程,柔性基材是光伏(PV)太阳能电池将太阳光转换成电子的重要部分。在不同的工艺室中,两层不同参杂剂的硅层必须相互重叠。在这种情况下,工艺介质是带有微量气体的硅烷(SiH4)和氢(H2),其中n参杂层为磷化氢(PH3),p参杂层为二硼烷(B2H6)。添加气态NF3以便使用等离子体清洁沉积步骤之间的真空处理室。

EL-FLOW Select 热式质量流量计的一大特点是,其可为不同的气体提供多个(~5)校准曲线,优点是每台质量流量控制器都适用于具有一定可比性的多种气体,因而数量相对较少。该流量计的有效使用可降低成本。

这些装置也适用于使用真空技术的相近应用领域,例如半导体工业,以及用于显示和照明的发光二极管(LEDs)制造。

太阳能生产中的流量控制