Geweldig resultaat van Pvd heeft belangrijke speler in Topcon Cells aangetrokken

• Naast het feit dat PVD geen omhulsel nodig heeft, brengt het ook andere voordelen met zich mee, zoals een hoge doorvoer en een lage OpEx voor de verwerking van TOPCon-zonnecellen.
• Hogere CapEx en voetafdruk zijn de nadelen van de technologie
• Volgens het TaiyangNews TOPCon Solar Cell Report 2021 is Jietai het enige bedrijf dat een commercieel product op basis van PVD voor TOPCon aanbiedt, terwijl Polar PV en Von Ardenne ook aan producten hebben gewerkt

Elke alternatieve depositietechnologie voor LPCVD voor TOPCon-toepassingen is wraparound-vrij. En dat geldt ook voor Physical Vapor Deposition (PVD), een route die een paar apparatuurleveranciers en fabrikanten volgen. De technologie ondersteunt een zeer hoge doorvoer, weinig onderhoud (vergeleken met LPCVD) en operationele kosten, maar relatief hogere voetafdruk en capex zijn de keerzijde.

Technisch gezien vallend onder de PVD-categorie, gevestigd in China Jietai geeft er de voorkeur aan dat zijn technologie POPAID wordt genoemd, wat staat voor Plasma Oxidation and Plasma Assisted In-situ Doping. De technologie is inderdaad meer dan PVD; het combineert PVD en plasma-oxidatie in één toolplatform. Jiangsu Jietai Photoelectric Corp LTD (Jietai) werkt al ongeveer tien jaar aan de levering van zonne-apparatuur, met de initiële focus op droge ets tools die voornamelijk zijn ontworpen voor multikristallijn. In 2019 begon het bedrijf te werken aan zijn PVD-gebaseerde oplossing met als doel de tekortkomingen van andere depositietechnologieën aan te pakken, met name wraparound. De tool van het bedrijf voert alle noodzakelijke stappen uit voor TOPCon: vorming van tunnelingoxide, polysiliciumdepositie en in-situ doping.

Het bedrijf gebruikt lineaire RF-plasmabronnen voor oxidatie, die volgens Jietai CEO Quanyuan Shang een hogere doorvoer, lage schade en een hogere mate van controle ondersteunt. De doorvoer van de reactoren is wafergroottegevoelig; het kan 10,000 G1-wafers per uur verwerken, en daalt tot 8,000 bij de verwerking van M10-wafers. "Het doel is om 1 GW te krijgen met twee parallelle lijnen (machines), zo hebben we de tool gedimensioneerd", aldus Shang. Deze doorvoer is bij een polysiliciumlaagdikte van 100 nm. Zoals te verwachten is, is zo'n systeem vrij lang, met een lengte van 23 m. De tool heeft een geplande onderhoudscyclus van 1 maand, die het bedrijf naar verwachting zal verlengen tot 2 maanden. Jietai is de apparatuurpartner voor Jolywood voor zijn J-TOPCon 2.0-technologie die is gebaseerd op POPAID. Jietai heeft tot nu toe één productietool gebouwd en verwacht tegen het einde van dit jaar POPAID-tools van 5 GW te leveren, voornamelijk aan Jolywood. "We zijn voor dit jaar vrijwel uitverkocht", aldus Shang. Het bedrijf is bezig zijn productiefaciliteit op te voeren, wat betekent dat het volgend jaar de orders van anderen zal honoreren.

Polaire PV lijkt nauwgezet het reactorontwerp van Jietai te volgen en presenteerde vorig jaar zijn inline verticale magnetron sputtering PVD-systeem op een conferentie. De tool is ontworpen om een ​​drager met 60 celsleuven in een 6 x 10-configuratie te verwerken met een cyclustijd van 40 tot 50 seconden. De tool is ontworpen om alle noodzakelijke stappen voor het TOPCon-proces uit te voeren; siliciumoxidefilm aanbrengen, bedekt met in-situ gedoteerde polysiliciumlaagafzetting. Zelfs dan is het aantal verwerkingsstappen aanzienlijk verminderd in vergelijking met LPCVD. De reactoropstelling is uitgerust met een zuurstofplasma-oxidatiekamer met lage energie voor de vorming van tunneloxide in een zuivere gasplasma-omgeving. De ionisatiebron is ook onderhoudsvrij. De amorfe siliciumlaag, afgezet met behulp van roterende siliciumdoelen en in-situ doping, wordt bereikt door de introductie van dopinggas.

PVD heeft verschillende voordelen ten opzichte van de huidige LPCVD. De eerste en belangrijkste, volgens Polar PV, zijn de lage operationele kosten en het lage onderhoud. Deze kostenbesparing komt voort uit het feit dat dit proces geen kwartswerk vereist, wat een belangrijke kostenfactor is voor het LPCVD-proces. Bovendien is wraparound, omdat het een enkelzijdig proces is, minder een probleem, wat de kostenbesparing verder vergroot. De PVD-tool van Polar PV ondersteunt doorvoer tot 10,000 wafers per uur.

Energieverbruik is een ander belangrijk middel om kosten te verlagen waar PVD doorschijnt. Polar PV benadrukt dat PVD 77% van de energie gebruikt voor coating en 16% voor verwarming. Ter vergelijking: deze cijfers zijn respectievelijk 34% en 45% in het geval van CVD. Dit betekent dat het energieverbruik in PVD veel beter is dan in CVD, d.w.z. dat het wordt gebruikt waar het er meer toe doet.

PVD scoort ook hoog in termen van procesverbruiksartikelen. Het gebruikt siliciumdoelen die veel goedkoper zijn dan de silaan die als voorloper in LPCVD wordt gebruikt. Aan de andere kant heeft PVD een hoge CapEx en een grotere footprint.

Van Ardennen, met tientallen jaren ervaring in het bouwen van PVD-reactoren, heeft ook een TOPCon PV-oplossing ontwikkeld op basis van deze technologie. De oplossing van het Duitse bedrijf voor gepassiveerde contacten is gebaseerd op sputteren van amorf silicium op siliciumoxide — nog in de ontwikkelingsfase, maar met desondanks bemoedigende eerste resultaten. Zodra het klaar is, is Von Ardenne van plan het proces te implementeren op zijn high-throughput PVD-toolplatform, dat momenteel meer dan 10,000 wafers per uur kan verwerken.

 Omdat PERC-cellen nog steeds de werkpaarden van de zonne-industrie zijn, organiseert TaiyangNews op 22 maart 2022 een virtuele conferentie met als thema: PERC-cellen tot het uiterste pushen.

Bron van Taiyang-nieuws