Conhecimento Como é que a CVD é aplicada na produção de células solares?Aumentar a eficiência com a deposição avançada de película fina
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Equipe técnica · Kintek Furnace

Atualizada há 2 dias

Como é que a CVD é aplicada na produção de células solares?Aumentar a eficiência com a deposição avançada de película fina

A deposição química em fase vapor (CVD) desempenha um papel fundamental na produção de células solares, permitindo a deposição precisa de materiais fotovoltaicos de película fina em substratos.Este processo é fundamental para a criação de células solares eficientes e duradouras, particularmente nas tecnologias de película fina em que são utilizados materiais como o silício, o telureto de cádmio (CdTe) e o seleneto de cobre, índio e gálio (CIGS).As técnicas de CVD, incluindo a deposição de vapor químico melhorada por plasma (PECVD), permitem obter revestimentos uniformes e de alta qualidade que melhoram a absorção da luz e a conversão de energia.O processo é versátil, escalável e compatível com vários materiais de substrato, o que o torna indispensável no fabrico fotovoltaico moderno.

Pontos-chave explicados:

  1. Deposição de materiais fotovoltaicos

    • A CVD é utilizada principalmente para depositar materiais de película fina, tais como
      • Silício (Si):Camadas de silício amorfo ou microcristalino para absorção da luz.
      • Telureto de cádmio (CdTe):Um material económico com elevados coeficientes de absorção.
      • Seleneto de cobre, índio e gálio (CIGS):Conhecidos pela sua elevada eficiência e flexibilidade de aplicação.
    • Estes materiais são depositados em substratos (por exemplo, vidro, metal ou plástico) para formar as camadas activas das células solares.A uniformidade e a pureza destas camadas são cruciais para maximizar a eficiência da conversão de energia.
  2. Tipos de CVD utilizados na produção solar

    • CVD reforçado por plasma (PECVD):Pedra angular do fabrico de células solares, o PECVD utiliza plasma para baixar as temperaturas de deposição, permitindo a utilização de substratos sensíveis à temperatura.É ideal para criar películas finas e uniformes (por exemplo, revestimentos antirreflexo de nitreto de silício).
    • CVD de pressão atmosférica (APCVD):Adequado para a deposição de alto rendimento de materiais como o óxido de estanho (SnO₂) como óxidos condutores transparentes.
    • CVD metal-orgânico (MOCVD):Utilizado para a deposição exacta de semicondutores compostos como o CIGS.
  3. Papel das Máquinas MPCVD

    • As máquinas de CVD por plasma de micro-ondas (MPCVD) são ferramentas especializadas que utilizam plasma gerado por micro-ondas para melhorar as taxas de deposição e a qualidade da película.
    • São particularmente valiosas para a deposição de revestimentos de carbono tipo diamante (DLC) ou carboneto de silício (SiC), que podem melhorar a durabilidade e o desempenho em ambientes agressivos.
  4. Vantagens do processo para células solares

    • Uniformidade:Garante uma espessura de película consistente (normalmente 5-20 µm), essencial para minimizar os defeitos e maximizar a absorção de luz.
    • Escalabilidade:A tecnologia CVD pode ser adaptada a substratos de grandes áreas, tornando-a adequada para a produção em massa.
    • Versatilidade de materiais:Compatível com uma vasta gama de materiais fotovoltaicos e tipos de substratos.
  5. Aplicações em células solares de película fina

    • Revestimentos antirreflexo:O nitreto de silício depositado por PECVD reduz a reflexão da superfície, aumentando a captação de luz.
    • Camadas condutoras transparentes:Os óxidos aplicados por CVD (por exemplo, óxido de índio e estanho) facilitam a recolha de carga.
    • Camadas absorventes:As camadas de CdTe e CIGS depositadas por CVD formam o núcleo das regiões de absorção de luz.
  6. Desafios e inovações

    • Custo:Os precursores de elevada pureza e os processos que consomem muita energia podem aumentar os custos de produção.
    • Eficiência:A investigação em curso centra-se na otimização dos parâmetros de deposição (por exemplo, temperatura, pressão) para melhorar a qualidade da película e a eficiência das células.

Ao tirar partido das tecnologias CVD, os fabricantes de células solares podem produzir dispositivos fotovoltaicos de alto desempenho e económicos que satisfazem a procura crescente de energia renovável.Já pensou em como os avanços na CVD podem reduzir ainda mais o custo por watt da energia solar?

Tabela de resumo:

Aspeto Detalhes
Materiais principais Silício (Si), CdTe, CIGS
Técnicas de CVD PECVD, APCVD, MOCVD, MPCVD
Espessura da película 5-20 µm (camadas uniformes para uma absorção óptima da luz)
Aplicações principais Revestimentos antirreflexo, camadas condutoras transparentes, camadas absorventes
Vantagens Escalabilidade, versatilidade de materiais, alta qualidade de deposição

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