T-CPIA 0101-2024 硅异质结光伏电池透明导电氧化物（TCO）溅镀设备

CCSL95Transparentconductiveoxide(TCO)sputteringequipmentfor中国光伏行业协会发布IT/CPIA0101—2024 III 12规范性引用文件 13术语和定义 14工作环境及工作条件 25要求 25.1设备外观及结构要求 25.2电磁兼容性 25.3主要性能指标 25.4安全性要求 36试验方法 36.1检验设备及仪器 36.2试验工作环境条件 46.3设备外观及结构检查 46.4电磁兼容性检查 46.5主要技术指标测试 46.6安全性试验 77检验规则 77.1检验分类 77.2定型检验 77.3交付检验 88标志、包装、搬运和运输、贮存 88.1标志 88.2包装 88.3搬运和运输 88.4贮存 8T/CPIA0101—2024本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国光伏行业协会标准化技术委员会归口。本文件起草单位：湖南红太阳光电科技有限公司、晋能清洁能源科技股份公司、无锡爱尔华光电科技有限公司、东方日升新能源股份有限公司、英利能源发展有限公司、通威太阳能（成都）有限公司、浙江润海新能源有限公司、安徽光势能新能源科技有限公司、苏州爱康光电科技有限公司。本文件主要起草人：周奇瑞、童芳、朱科俊、鲍少娟、陆威、张莹、史金超、张智富、连维飞、张永红、蔡霞。1T/CPIA0101—2024硅异质结光伏电池透明导电氧化物（TCO）溅镀设备本文件规定了硅异质结光伏电池透明导电氧化物（TCO）溅镀设备（以下简称“设备”）的工作条件、要求、试验方法、检验规则及标志、包装、搬运和运输、贮存。本文件用于硅异质结光伏电池透明导电氧化物（TCO）溅镀设备的生产、检验和交货。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T191包装储运图示标志GB2894—2008安全标志及其使用导则GB/T5226.1—2019机械电气安全机械电气设备第1部分：通用技术条件GB/T6388运输包装收发货标志GB/T11164—2011真空镀膜设备通用技术条件GB/T13306标牌GB/T13384—2008机电产品包装通用技术条件GB/T17626.2—2018电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验GB/T17626.3—2016电磁兼容试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰度试验CB/T3764—1996金属镀层和化学覆盖层厚度系列及质量要求SJ1552电子工业专用设备机械装配技术要求SJ/T1635电子工业管路的基本识别色和识别符号SJ/T10674—1995涂料涂覆通用技术条件3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1透明导电氧化物transparentconductiveoxide；TCO透明导电氧化物是一种在可见光光谱范围透过率很高且电阻率较低的薄膜材料。3.2溅镀sputtering利用在辉光放电下离子轰击靶材，将靶材材料撞击出来沉积到基板上的过程来镀膜的工艺。3.3极限压强ultimatepressure真空设备能够维持的稳定的最低压强。2T/CPIA0101—20244工作环境及工作条件设备的工作环境和工作条件应满足以下要求：a)环境温度：5℃~40℃。b)大气压强：8.6×104Pa～1.06×105Pa。c)净化级别：优于100000级。d)相对湿度：30%～70％。e)冷却水：软水，温度18℃~26℃,水压0.2MPa～0.4MPa，颗粒物最大直径小于30μm。f)设置散热、排废、尾气抽风口。g)工艺气体压强：0.2MPa～0.6MPa；压缩空气压强：0.4MPa～0.6MPa。h)接地电阻值应小于或等于4Ω。5要求5.1设备外观及结构要求设备外观及结构应满足以下要求：a)设备表面应整齐平整，不应有明显的凹凸不平、划伤、锈蚀等缺陷，零部件应完整无缺。如有适当装饰，应色泽协调、美观。b)表面涂覆的零部件，应符合SJ/T10674—1995的要求。c)表面有金属镀层及化学处理的零部件，应符合CB/T3764—1996的要求。d)所有气体管道、液体管道和接口无漏气、漏液现象。各种管路的涂色按SJ/T1635的要求。e)面板上的文字、符号和标志应清晰、准确。f)布局合理，便于操作、装拆、维修。g)配有散热、排废、尾气接口。h)各运动机构运转灵活，无卡滞现象，无异响。i)紧固件连接牢固，无松动、漏装现象。j)水冷装置的进出水畅通。k)设备机械装配技术应满足SJ/T1552的要求。5.2电磁兼容性电磁兼容性应符合GB/T17626.2—2018静电放电抗扰度试验和GB/T17626.3—2016射频电磁场辐射抗扰度试验的要求。5.3主要性能指标5.3.1高真空腔设备的高真空腔应满足以下要求：a)衬底温度：25℃~200℃连续可调；b)最大升温速率30℃/min；c)极限压强：≤1×10-4Pa。5.3.2低真空腔设备低真空腔的极限压强：≤0.5Pa。5.3.3气路系统3T/CPIA0101—2024设备的气路系统应满足以下要求：a)工艺压强：包括但不限于0.1Pa～0.8Pa；b)工艺气体：包括但不限于Ar、O2；c)压强控制精度：±0.5%；d)气路配置：包括但不限于Ar、O2；e)气路密封性5×10-3Pa/min；f)气路漏率：≤3×10-10Pa•m3/s。5.3.4设备指标设备的设备指标应满足以下要求：a)设备碎片率：≤0.1%（硅片厚度≥90μm）；b)设备开机率：≥90%；c)本底压强抽真空时间：≤60min；d)真空腔体的漏率：≤1×10-9Pa·m3/s；e)压升率：＜0.3Pa/hf)载板变形量：≤4mm；5.3.5工艺指标设备的工艺指标应满足以下要求：a)成膜种类：TCO；b)膜厚均匀性：片内≤±5%，片间≤±5%，批次间≤±5%；c)温度指标：硅片上温度25℃到200℃可调节，温度均匀性≤±10℃。5.3.6噪声设备正常运行时，在距离设备正前方1m处的等效连续A声级噪声应不大于75dB（A）。5.4安全性要求5.4.1设备的报警和保护应符合GB/T11164—2011的要求。5.4.2电气连接及安全性应符合GB5226.1—2019的要求。6试验方法6.1检验设备及仪器以下检验用设备及仪器应经专业计量机构鉴定，并在检定/校准合格有效期内：a)卷尺；b)游标卡尺；c)椭偏仪；d)绝缘电阻测试仪；e)计时器；f)钳形电流表；g)四探针方阻测试仪；h)激光测距仪；i)XRD晶向检测仪；j)炉温测试仪；4T/CPIA0101—20246.2试验工作环境条件设备应在本文件第4章规定的环境条件下工作。6.3设备外观及结构检查目测设备外观，检查设备结构。6.4电磁兼容性检查根据GB/T17626.2—2018静电放电抗扰度试验和GB/T17626.3—2016射频电磁场辐射抗扰度试验的方法对设备的静电放电抗扰度和射频电磁场辐射抗扰度检查。6.5主要技术指标测试6.5.1高真空腔6.5.1.1衬底温度检测设备在室温至200℃连续调温，用自带的热电偶或炉温测试仪测量温度。6.5.1.2最大升温速率检测将温度设置为设备控温范围内的某一适当值，记录开始升温至温度达到设定值的时间，计算升温速6.5.1.3极限压强检测高真空腔内为空载，使用真空计测量，在开始抽气后24h内达到的最低压强值为极限压强值。6.5.2低真空腔6.5.2.1极限压强检测对低真空腔抽真空，低真空腔内为空载，使用真空计测量，在开始抽气后24h内达到的最低压强值为极限压强值。6.5.3气路系统6.5.3.1工艺压强检测抽到本底真空后，调节Ar等气体流量，等压力稳定后观察真空计的读数。6.5.3.2压强控制精度检测打开气源装置，目测检查气体流量计标识中量程值、精度值。6.5.3.3气路配置检测打开气源装置，目测检查气体流量计的种类。6.5.3.4气路密封性检测5T/CPIA0101—2024在室温下对真空腔抽真空不少于60分钟，观察真空计读数变化，当真空度数值＜5×10-3pa且不再明显变化时，关闭气路阀门，记录真空值。5min后记录时间和真空计上的读数，每分钟记1次，共10min。按照公式（1）计算单位时间内的压强变化值。M=p/t………………（1）式中：M——气路密封性，单位为帕每分钟（Pa/min）；t——单位时间，单位为分钟（min）；p——单位时间内腔体真空压强的增加值，单位为帕（Pa）。6.5.3.5气路漏率检测使用氦质谱检漏仪进行喷吹法漏率测试，气管抽真空到真空压强稳定后，从上到下用喷枪对气管进行扫描喷氦检漏，喷枪与气管的距离小于6mm，喷枪与被检面的夹角为90°,记录检漏仪输出指示的稳定值为气路的漏率。6.5.4设备指标6.5.4.1设备碎片率测试碎片为上道工序来料经过设备表面或边缘产生的缺损、破损。正常运行30天为统计时段，根据公式（3）计算碎片率。η=(ni-no+nz)/ni×100%……（3）式中：ni——进片数，单位为片；no——出片数，单位为片；nz——非设备因素造成的碎片数，单位为片。6.5.4.2设备开机率测试正常运行30天为统计时段，根据公式（4）计算设备开机率。β=(720-t1-t2)/720×100%……………（4）式中：t1——处理故障所用时间，单位为小时（h）；t2——设备维护所用时间，单位为小时（h）。6.5.4.3本底压强抽真空时间测试设备维护保养后，重新由大气开始抽真空，记录高真空腔达到本底压强5×10-3Pa所用的时间。6.5.4.4真空腔体的漏率检测使用氦质谱检漏仪进行喷吹法真空系统漏率测试，抽气到真空压强稳定后，从上到下用喷枪对腔体进行扫描喷氦检漏,喷枪与腔体的距离小于6mm，喷枪与被检面的夹角为90°,当检漏仪输出指示有明显变化时，记录检漏仪输出指示的稳定值为腔体的漏率。6.5.4.5压升率试验6T/CPIA0101—2024对真空腔室连续抽真空，观察真空压力计读数变化，当真空度数值不再明显变化时，关闭与真空室连接的真空阀，待真空腔室压力上升至P1时，开始计时t1，经过一段时间到达t2后记录P2数据，然后按下面公式（5）计算压升率：式中：M——压升率，单位为帕每小时（Pa/h）；P1——腔体初始真空压力，单位为帕（Pa）；P2——腔体最终真空压力，单位为帕（Pa）；t1——压力记录开始时间，单位为小时（h）；t2——压力记录结束时间，单位为小时（h）。6.5.4.6载板变形量检测载板连续使用1个月后，载板放置在水平架上，使用激光测距仪测量载板边缘与测距仪的距离H0，载板上均布选取9个点，包括四角和中心，载板上测量点与测距仪的距离H1。载板变形量ΔH=H0-H1。取其中最大值作为载板变形量。6.5.5工艺指标6.5.5.1成膜种类验证在硅片上单独沉积TCO薄膜后，采用XRD晶向检测仪测试薄膜的种类。6.5.5.2膜厚均匀性试验采用玻璃基底，在产线工艺下制备100nm厚度的薄膜，使用椭偏仪测量膜厚，测量点为载板上均布选取9个点，包括四角和中心，计算片间均匀性；玻璃上5个点，测试四个角部区域及中心区域，角部测试点距边10mm，计算片内均匀性；重复5个批次，取5批中每批的平均值，计算批次间均匀性。均匀性按公式（6）计算。=（tMax-tMin）/(2×tavg)×100%………（6）式中：——膜厚均匀性；tMax——膜厚的最大值，单位为nm；tMin——膜厚的最小值，单位为nm；tavg——膜厚的平均值，单位为nm。6.5.5.3温度指标测试使用炉温测试仪随载板测量开始工艺前温度（前缓冲腔测温线连接硅片表面，硅片放置在载板上，测量点取载板中部从左到右均布6个点，记录炉温测试仪的读取温度。6.5.6噪声试验系统负载运行中，用精度为2dB的声级计，在设备正前方1m处、高出地面1.2m～1.5m处，测量噪声声压级(A计权)。6.5.7自动化功能验证在设备工艺运行中，实际验证工艺参数的设定、工艺流程、故障诊断及报警均由计算机全自动控制。7T/CPIA0101—20246.6安全性试验6.6.1安全保护检测根据GB/T11164—2011相关规定，在确保安全的前提下，人为制造故障，测试设备的报警和安全保护功能。6.6.2电气安全检查根据GB5226.1—2019相关试验方法对电气安全进行检查。7检验规则7.1检验分类本文件规定的检验分为定型检验和交付检验。7.2定型检验7.2.1通则在有下列情况（包含但不限于）之一时，应进行定型检验:a）新产品定型或产品改进设计后定型时；b）产品转厂生产时；c）产品关键部件、材料、工艺有较大改变，可能影响产品性能时；d）产品长期停产再次恢复生产时；e）交收检验结果与前次定型检验有较大差别时。7.2.2样本定型检验样机应随机抽样（至少1台）。7.2.3检验项目定型检验项目应符合表1的规定。7.2.4合格判定当所有检验项目均满足表1的要求时，则判定鉴定检验合格；否则判定鉴定检验不合格。表1检验项目1〇〇2〇—34〇〇〇〇5〇〇6〇〇8T/CPIA0101—2024表1检验项目（续）7〇〇8〇—9〇〇7.3交付检验7.3.1交付检验项目按表1要求全检。7.3.2交付检验应在用户现