异质结TCO 薄膜沉积可行工艺探讨

TCO 薄膜可增强电荷输送能力：在 HJT 电池中，位于硅片两侧的非晶硅薄膜层提供了良好的钝化接 触效果，但其整体呈现长程无序结构，使得层内载流子迁移率较低，电池电流不能充分地被金属电极收集。为了解决这一问题，可以使用既可导电又可透光的薄膜来对电荷进行输运，实际常用 TCO（透明导电氧化物）薄膜。高质量的TCO薄膜可有效提升 HJT 电池的整体转换效率。

PVD 磁控溅射为现时主流工艺：目前最常用于沉积 TCO 薄膜的方法是物理气相沉积（PVD）大类下 的磁控溅射（Sputtering）工艺。此工艺的基本原理是在电磁场的作用下，被加速的气体高能粒子（Ar+） 轰击镀膜靶材，靶材表面的原子获得能量逸出表面后沉积到衬底（已完成非晶硅镀膜的电池片半成 品）表面生成氧化物薄膜。

RPD 工艺亦有应用：在磁控溅射以外，反应等离子体沉积（RPD）工艺在 TCO 镀膜中亦有应用。在 镀膜设备中，Ar气体通过等离子体枪产生等离子体，通过磁场引导 Ar等离子体轰击靶材，靶材温度 升高后升华产生气体再沉积到衬底上形成氧化物薄膜。

相较于 PVD，RPD 工艺过程中较少涉及能量粒子对衬底电池片的直接轰击，因此工艺对衬底损伤较 小，且衬底温度相对较低，加之其使用的 IWO（掺钨氧化铟）材料的电学性能优于 PVD 使用的 ITO （氧化铟锡）材料，整体上应用 RPD 工艺的 HJT电池转换效率略高于应用 PVD 工艺的电池。然而 RPD 工艺同时也具有核心部件依赖进口且专利保护严密、靶材供应商少且成本较高、设备来源单一等问 题，PVD 相对而言应用更为广泛，设备、靶材均在一定程度上可与显示屏行业通用，国产化程度亦 相对较高，故而现时 PVD 磁控溅射为 TCO 镀膜环节的主流工艺。

国产设备产能稍有劣势：TCO 镀膜环节，主要的海外 PVD 设备供应商包括德国冯阿登纳、德国新格 拉斯、瑞士梅耶博格等，其中新格拉斯的 PVD 设备已可实现 10000 片/h 的生产节拍。国内厂商则有 湖南宏大、湖南红太阳、钧石能源、杭州上方等企业投入研发，部分企业可做到 6000 片/h 的生产节 拍，预计单机产能约 250MW。RPD 方面，海外供应商为保有核心专利的日本住友，国内捷佳伟创拥 有专利授权，其生产的 220MW 设备已应用于爱康科技 HJT 电池中试研发线。

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来源：中银证券、未来智库

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