O sistema PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) desempenha um papel fundamental na deposição de camadas de passivação para células solares PERC (Passivated Emitter and Rear Cell).Estas camadas aumentam a eficiência das células, reduzindo as perdas por recombinação e melhorando a absorção da luz.O sistema deposita camadas de óxido de alumínio (AlOx) e nitreto de silício (SiNx:H) nas faces posterior e anterior, respetivamente, numa única configuração.A ativação por plasma permite um processamento a temperaturas mais baixas, assegurando propriedades de película uniformes e elevada pureza.Isto torna o PECVD indispensável para o fabrico moderno de células solares, combinando flexibilidade, precisão e escalabilidade.
Explicação dos pontos-chave:
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Papel do PECVD nas células solares PERC
- O PECVD é utilizado para depositar camadas de passivação dieléctrica em ambos os lados das células solares PERC.
- O lado traseiro apresenta uma fina camada de AlOx coberta com SiNx:H, enquanto o lado frontal utiliza SiNx:H para passivação e revestimento antirreflexo (ARC).
- Estas camadas minimizam a recombinação eletrão-buraco e melhoram a captação de luz, aumentando a eficiência.
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Materiais-chave e suas funções
- Óxido de alumínio (AlOx):Proporciona uma excelente passivação da superfície devido à sua elevada carga fixa negativa, reduzindo a recombinação na parte posterior.
- Nitreto de silício (SiNx:H):Actua como uma fonte de hidrogénio para a passivação de defeitos e serve como um ARC para reduzir as perdas por reflexão.
- O sistema de deposição de vapor químico enriquecido com plasma permite a deposição sequencial de ambos os materiais numa única câmara, melhorando o rendimento.
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Vantagens do PECVD em relação ao CVD convencional
- Processamento a temperaturas mais baixas:A ativação por plasma permite a deposição a temperaturas reduzidas (frequentemente abaixo dos 400°C), o que é crítico para substratos sensíveis ao calor.
- Taxas de deposição melhoradas:Os electrões energéticos do plasma aceleram as reacções químicas, permitindo um crescimento mais rápido da película.
- Uniformidade e pureza:Os designs exclusivos dos reactores asseguram uma distribuição consistente do gás e um mínimo de impurezas, essenciais para células solares de elevado desempenho.
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Mecanismo de ativação do plasma
- O plasma é gerado através de uma descarga RF, AC ou DC, ionizando as moléculas de gás para criar espécies reactivas.
- Esta energia impulsiona as reacções de deposição sem depender apenas do aquecimento do substrato, preservando a integridade do material.
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Flexibilidade e escalabilidade do sistema
- O PECVD pode lidar com diversos materiais (óxidos, nitretos, polímeros), tornando-o adaptável a várias arquitecturas de células solares.
- A sua conceção modular permite a produção em grande escala, alinhando-se com as exigências industriais de fabrico de células solares de elevado rendimento.
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Comparação com outras técnicas
- Ao contrário da CVD térmica, a PECVD evita a degradação a altas temperaturas, à semelhança da destilação em vácuo que protege os compostos sensíveis ao calor.
- A precisão do processo ultrapassa a pulverização catódica ou a evaporação, garantindo uma densidade e adesão óptimas da película.
Ao integrar estas caraterísticas, os sistemas PECVD abordam os principais desafios do fabrico de células solares PERC: eficiência, custo e escalabilidade.Já pensou em como os avanços na tecnologia de plasma poderiam aperfeiçoar ainda mais estas camadas de passivação?Estas inovações continuam a moldar o futuro das energias renováveis.
Quadro de síntese:
| Aspeto | Detalhes |
|---|---|
| Materiais principais | AlOx (passivação posterior), SiNx:H (passivação frontal e ARC) |
| Vantagens do plasma | Processamento a baixa temperatura (<400°C), películas uniformes, elevada pureza |
| Flexibilidade do sistema | Deposição sequencial de câmara única, escalável para produção industrial |
| Impacto no desempenho | Reduz as perdas por recombinação, melhora a captação de luz, aumenta a eficiência da célula |
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