PVD의 훌륭한 결과는 Topcon Cells의 주요 플레이어를 끌어들였습니다.

PVD는 래퍼라운드 프리(wraparound free) 외에도 TOPCon 태양 전지를 처리하기 위한 높은 처리량 및 낮은 OpEx와 같은 다른 이점을 제공합니다.
더 높은 CapEx와 발자국은 기술의 단점입니다.
TaiyangNews TOPCon Solar Cell Report 2021에 따르면 Jietai는 TOPCon을 위해 PVD 기반 상용 제품을 제공하는 유일한 회사이고 Polar PV와 Von Ardenne도 제품을 개발하고 있습니다.

TOPCon 애플리케이션을 위한 LPCVD에 대한 대체 증착 기술은 랩어라운드 프리입니다. 그리고 일부 장비 공급업체와 제조업체가 따르는 경로인 물리적 기상 증착(PVD)의 경우도 마찬가지입니다. 이 기술은 매우 높은 처리량, 낮은 유지 관리(LPCVD와 비교) 및 운영 비용을 지원하지만, 상대적으로 더 높은 설치 면적과 자본 지출이 반대편에 있습니다.

PVD 이상: 중국의 Jietai는 TOPCon을 위한 기존 증착 기술의 단점을 해결하기 위해 PVD와 플라스마 산화를 본질적으로 결합한 POPAID라는 하이브리드 기술 플랫폼을 개발했습니다(출처: Jietai)

기술적으로 PVD 범주에 속하는 중국 기반 지타이 는 자사 기술을 POPAID라고 부르는 것을 선호합니다. 이는 Plasma Oxidation and Plasma Assisted In-situ Doping의 약자입니다. 실제로 이 기술은 PVD 이상입니다. PVD와 Plasma Oxidation을 하나의 도구 플랫폼에 결합합니다. Jiangsu Jietai Photoelectric Corp LTD(Jietai)는 약 10년 동안 태양광 장비 공급에 주력해 왔으며, 처음에는 다음에 중점을 두었습니다. 드라이 에칭 주로 다결정을 위해 설계된 도구입니다. 2019년에 이 회사는 다른 증착 기술, 특히 랩어라운드의 단점을 해결하기 위해 PVD 기반 솔루션 작업을 시작했습니다. 이 회사의 도구는 터널링 산화물 형성, 폴리실리콘 증착 및 현장 도핑 등 TOPCon에 필요한 모든 단계를 수행합니다.

이 회사는 산화를 위해 선형 RF 플라즈마 소스를 사용하는데, Jietai CEO인 Quanyuan Shang에 따르면 이는 더 높은 처리량, 낮은 손상을 지원하며 더 높은 수준의 제어를 제공합니다. 반응기의 처리량은 웨이퍼 크기에 민감합니다. 시간당 10,000개의 G1 웨이퍼를 처리할 수 있으며 M8,000 웨이퍼를 처리할 때는 10개로 떨어집니다. Shang은 "목표는 두 개의 평행한 라인(기계)으로 1GW를 얻는 것입니다. 이것이 우리가 도구의 크기를 정한 방식입니다."라고 말했습니다. 이 처리량은 폴리실리콘 층 두께가 100nm일 때입니다. 예상할 수 있듯이 이러한 시스템은 길이가 23m로 매우 깁니다. 이 도구의 예정된 유지 관리 주기는 1개월이며, 회사는 이를 2개월로 늘릴 것으로 예상합니다. Jietai는 POPAID를 기반으로 하는 J-TOPCon 2.0 기술을 위한 Jolywood의 장비 파트너입니다. Jietai는 지금까지 하나의 생산 툴을 제작했으며 올해 말까지 주로 Jolywood에 5GW의 POPAID 툴을 출하할 것으로 예상합니다. Shang은 "올해는 거의 매진되었습니다."라고 말했습니다. 이 회사는 생산 시설을 늘리고 있으며, 이는 내년에 다른 회사의 주문을 받을 것이라는 의미입니다.

극지 PV Jietai의 반응기 설계를 면밀히 따르는 것으로 보이며 작년 컨퍼런스에서 인라인 수직 마그네트론 스퍼터링 PVD 시스템을 발표했습니다. 이 도구는 60 x 6 구성에서 10개의 셀 슬롯이 있는 캐리어를 40~50초의 사이클 시간으로 처리하도록 설계되었습니다. 이 도구는 TOPCon 공정에 필요한 모든 단계를 수행하도록 설계되었습니다. 즉, 실리콘 산화막을 적용하고 현장 도핑 폴리실리콘 층 증착으로 토핑합니다. 그런 경우에도 처리 단계의 수는 LPCVD에 비해 상당히 줄었습니다. 반응기 설정에는 순수 가스 플라즈마 환경에서 터널링 산화물을 형성하기 위한 저에너지 산소 플라즈마 산화 챔버가 장착되어 있습니다. 이온화 소스도 유지 관리가 필요 없습니다. 회전 실리콘 타겟과 현장 도핑을 사용하여 증착된 비정질 실리콘 층은 도핑 가스를 도입하여 달성됩니다.

PVD는 기존 LPCVD에 비해 여러 가지 장점이 있습니다. Polar PV에 따르면 가장 중요한 것은 운영 비용과 유지 관리 비용이 낮다는 것입니다. 이러한 비용 절감은 이 공정이 LPCVD 공정의 주요 비용 요인인 석영웨어를 포함하지 않는다는 사실에서 비롯됩니다. 게다가, 단면 공정이기 때문에 래퍼라운드가 덜 문제가 되어 비용 절감에 더욱 도움이 됩니다. Polar PV의 PVD 도구는 시간당 최대 10,000개의 웨이퍼 처리량을 지원합니다.

에너지 소비는 PVD가 빛을 발하는 비용을 줄이는 또 다른 중요한 수단입니다. Polar PV는 PVD가 코팅에 77%의 에너지를 사용하고 가열에 16%를 사용한다고 강조합니다. 반면, CVD의 경우 이 수치는 각각 34%와 45%입니다. 이는 PVD의 에너지 활용이 CVD보다 훨씬 뛰어나다는 것을 의미합니다. 즉, 더 중요한 곳에서 활용된다는 것입니다.

PVD는 또한 공정 소모품 면에서 높은 점수를 받습니다. LPCVD에서 전구체로 사용되는 실란보다 훨씬 저렴한 실리콘 타겟을 사용합니다. 반면에 PVD는 높은 CapEx와 더 큰 풋프린트를 가지고 있습니다.

폰 아르덴, PVD 반응기 구축에 수십 년의 경험을 가진 이 기술을 기반으로 TOPCon PV 솔루션도 개발해 왔습니다. 수동화된 접점을 위한 이 독일 회사의 솔루션은 실리콘 산화물에 비정질 실리콘을 스퍼터링하는 것을 기반으로 합니다. 아직 개발 단계이지만, 그럼에도 불구하고 격려적인 첫 번째 결과가 나왔습니다. 준비가 되면 Von Ardenne은 현재 시간당 10,000개 이상의 웨이퍼를 처리할 수 있는 고처리량 PVD 도구 플랫폼에 프로세스를 구현할 계획입니다.

오늘날 태양광 산업의 주력 제품은 여전히 PERC 셀이기 때문에 TaiyangNews는 22년 2022월 XNUMX일에 PERC 셀을 한계까지 끌어올리는 것에 대한 가상 컨퍼런스를 개최할 예정입니다.

출처 태양뉴스