Siliciumnitride in zonnecellen- Zhejiang Shangguijuli Special Material Technology Co., Ltd.

Zonneceltechnologie is een hoeksteen van de duurzame energiesector en het verbeteren van de efficiëntie en betrouwbaarheid van zonnecellen is altijd een centraal onderzoeksfocus geweest. Van veel materialen is siliciumnitride ( Siliciumnitride keramiek ) speelt een cruciale rol bij de productie van zonnecellen vanwege zijn unieke fysische en chemische eigenschappen.

Siliciumnitride: een multifunctionele coating

Siliciumnitride (SiNx) wordt doorgaans aangebracht als een dunne film op het oppervlak van zonnecellen, waar het meerdere functies vervult. Zijn primaire rol is die van een Antireflectiecoating (BOOG). Wanneer zonlicht het oppervlak van een siliciumwafel raakt, wordt een groot deel ervan gereflecteerd vanwege het verschil in brekingsindex, waardoor er minder fotonen de cel binnenkomen. Een siliciumnitridefilm heeft een brekingsindex die tussen die van lucht en silicium ligt. Door de dikte nauwkeurig te regelen, kan de film de interferentie van licht gebruiken om de reflectie aanzienlijk te verminderen, waardoor meer fotonen door de cel kunnen worden geabsorbeerd en zo de efficiëntie van de zonnecel toeneemt.

Bovendien dient de siliciumnitridefilm ook als een Passiveringslaag . Op het oppervlak en de randen van de siliciumwafel bevinden zich talloze loshangende verbindingen en defecten. Deze defecten fungeren als recombinatiecentra voor dragers (elektronen en gaten), waardoor dragers die verzameld hadden kunnen worden, recombineren voordat ze de elektroden bereiken. Dit verlaagt de nullastspanning en de vulfactor van de cel. De siliciumnitridefilm bedekt en "passiveert" deze oppervlaktedefecten effectief, waardoor de recombinatie van dragers wordt verminderd en de prestaties van de cel worden verbeterd. Dit passivatie-effect is cruciaal voor het verbeteren van de stabiliteit en betrouwbaarheid van de cellen op lange termijn.

Depositietechnologie voor siliciumnitride

Bij de productie van zonnecellen wordt de siliciumnitridefilm doorgaans vervaardigd met behulp van Plasma-verbeterde chemische dampafzetting (PECVD). Deze techniek maakt gebruik van plasma om silicium- en stikstofhoudende gassen (zoals silaan, SiH4 en ammoniak, NH3) te ontleden bij relatief lage temperaturen (meestal onder 450 ° C), die zich vervolgens op het oppervlak van de siliciumwafel afzetten en een dichte siliciumnitridefilm vormen. PECVD is de reguliere keuze geworden in de fotovoltaïsche industrie vanwege de hoge depositiesnelheid, uitstekende filmkwaliteit en relatief lage temperatuurvereisten.

Siliciumnitride keramiek : Meer dan alleen een film

Hoewel de belangrijkste toepassing van siliciumnitride in zonnecellen in de vorm van dunne films plaatsvindt, is Siliciumnitride keramiek vorm is ook opmerkelijk. Als geavanceerd structureel keramiek staat siliciumnitride-keramiek bekend om zijn hoge hardheid, uitstekende thermische stabiliteit, lage thermische uitzettingscoëfficiënt en goede elektrische isolatie. Hoewel het niet direct wordt gebruikt in het actieve gebied van zonnecellen, kan siliciumnitride-keramiek in fotovoltaïsche productieapparatuur en aanverwante componenten, zoals armaturen of onderdelen die worden gebruikt voor processen bij hoge temperaturen, zijn unieke thermische en slijtvastheidsvoordelen benutten om efficiënte en stabiele productielijnen voor zonnecellen te ondersteunen.

Toekomstperspectief

Naarmate de fotovoltaïsche technologie zich blijft ontwikkelen, neemt ook de vraag naar antireflectie- en passivatie-effecten toe. Toekomstig onderzoek kan betrekking hebben op de ontwikkeling van efficiëntere depositieprocessen van siliciumnitride en het onderzoeken van complexere siliciumnitridefilmstructuren, zoals meerlaagse antireflectiecoatings of gedoteerde siliciumnitridefilms, om de prestaties van zonnecellen verder te optimaliseren. Bovendien zal het combineren van siliciumnitride met andere geavanceerde materialen om de celefficiëntie en -kosten in evenwicht te brengen een belangrijk onderzoeksonderwerp zijn.

Samenvattend is siliciumnitride een onmisbaar sleutelmateriaal in moderne siliciumzonnecellen. Van de microscopische dunnefilmfuncties op het gebied van antireflectie en passivatie tot de potentiële bredere toepassingen van Siliciumnitride keramiek in de productie van apparatuur biedt de siliciumnitridefamilie een solide basis voor de efficiënte ontwikkeling van de fotovoltaïsche industrie.