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太阳能电池金属结晶IMEC开发出太阳能电池用超薄型结晶硅晶圆的新制造方法

比利时研究机构IMEC宣布,开发出了太阳能电池用50μm厚结晶硅晶圆的制造方法。其最大的特点在于,不同于以往用钢丝锯(线锯的一种)切割硅碇的技术,而是利用硅与金属间的热膨胀差异来剥取硅箔,因此,不会产生由切屑等造成的不必要的浪费。IMEC表示,该技术可大大降低结晶硅类太阳能电池单元的制造成本。该公司计划在2008年7月15~17日于美国旧金山举办的展会“Semicon West 2008”上首次发布该技术。

  IMEC介绍了此次的硅晶圆制造方法。首先,在较厚的结晶硅晶圆上用丝网印刷机印制金属薄膜。然后,将其放到带式输送机上入炉,在高温下退火(烧结)。随着该晶圆的温度下降,金属层与硅层的热膨胀率差异会使硅层产生变形,出现龟裂并沿着硅层表面扩大。此时,如果剥离金属层,硅层的表面部分也会沿着龟裂一起剥落。然后,通过蚀刻去除金属层,就可以只留下非常薄的硅箔。

  作为坯料的硅晶圆,既可采用单晶硅,也可采用多晶硅,而且,还可从较厚的硅晶圆上反复剥取硅箔。IMEC表示,“已经可以在仅有25cm2的略小面积的硅晶圆上制作出30μm厚的硅箔”。

  另外,用这种硅箔试制面积为1cm2的太阳能电池单元,发现即使不形成背面保護膜,或者不进行用于高效率采光的表面处理,也能得到10%的单元转换效率。“如果进行适当的表面处理,则可实现更高的效率”(IMEC)。而且,由于硅箔制造所用的丝网印刷机及加热炉可使用现有的装置,因此还能以低成本构筑生产线。
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