MOCVD原理及设备简介PPT

1、2020/7/8,1,光伏制造工艺和设备介绍MOCVD (Metal Organic Chemical Vapor Deposition ） 金属有机化学气相沉积,2020/7/8,2,1. 什么是MOCVD？,一种利用有机金属热分解反应进行气相外延生长薄膜的化学气相沉积技术。 优点：沉积温度低、不采用卤化物原料，因此 在沉积中不存在刻蚀反应;适合大批量生产。 可直接生长出绒面结构的ZnO薄膜，能有效增加入射光的光程，对太阳光谱起到良好的陷光作用。 缺点:许多有机金属化合物蒸气有毒、易燃; 反应温度低，因此有时在气相中就发生反应。,2020/7/8,3,2. 太阳能电池的制备工艺,以玻璃为基底

2、pin 型太阳能电池,i layer (350nm),玻璃,SnO2 （900nm),P layer (10nm),n layer (30nm),ZnO (80nm),Metal (250 nm),封装玻璃,引线盒,ZnO,2020/7/8,4,ZnO的作用,增加反射光在太阳电池中的光程，提高太阳光的收集效率。,2. 减薄本征吸收层，抑制光致衰退， 改善电池的稳定性； 3. 阻挡金属背电极元素如Ag或Al 向n层的扩散，改善界面及电池性能。,2020/7/8,5,ZnO性能,结构：六方晶体，每个Zn(锌)原子与四个O(氧 )原子按四面体排布，ZnO薄膜是由不规则晶粒组成的多晶薄膜。 半导体特性

3、：N型宽带隙半导体，Eg=3.36eV,导带,禁带,价带,电子能量,导带底 Ec,价带顶 Ev,Eg (禁带宽度),2020/7/8,6,ZnO性能,方块电阻：210-3 欧姆厘米,100nm厚度的透过率与电阻,表面粗糙度：35%,2020/7/8,7,MOCVD原理,将金属有机物气化后，利用载气通入反应室，在反应室内发生化学反应，生成物沉积到衬底上形成薄膜。,金属有机物：DEZ,载气： Ar,ZnO的制备,2020/7/8,8,ZnO的制备,DEZH2O ZnO, (C2H5)2Zn+2H2OZn(OH)+2C2H6,基 底, Zn(OH)2,ZnO,H2O,基底温度：180 200 ,20

4、20/7/8,9,气源,泵组,热阱,沉积室,MOCVD系统,温度：250300,2020/7/8,10,MOCVD系统原理图,反应气体：,1.DEZ (Ar载气）,2.H2O(Ar载气）,3.B2H6,尾气：,Ar、H2O、C2H6、B2H6、H2、（C2H5)2Zn,2020/7/8,11,沉积室,参数： 温度：室温300 压力：0.55Torr,传输腔：1个 沉积室：3个 进/出样室：2个,2020/7/8,12,2020/7/8,13,DEZ和H2O气路管布局图,2020/7/8,14,MOCVD设备外观图,2020/7/8,15,2020/7/8,16,2020/7/8,17,DEZ

5、性质,无色液体、与水、空气可发生剧烈反应，易燃易爆，对皮肤及眼睛有伤害。,2020/7/8,18,2020/7/8,19,对厂房设计、安全要放在首位。一般厂房分为两层，2楼主要放氮气管、氨气管、空调、排风。1楼放DEZ,2020/7/8,20,DEZ房,2020/7/8,21,漏液燃烧室,2020/7/8,22,2020/7/8,23,2020/7/8,24,2020/7/8,25,DEZ房要求：,1.防爆 2.房间内有空调口、排风口、氮气口 3.房间内有火警检测器、烟雾检测器 4.自动充填系统下面有通孔及下水道，可以使泄漏的化学品流到漏液燃烧装置 5.燃烧装置不能有水 6.燃烧装置配备排气管、氮气输出管 7.DEZ放配避雷针,2020/7/8,26,2020/7/8,27,DEZ气罐更换,卸气罐 1.确认罐内残余DEZ量 2.关闭气罐所有阀门 3.管道清洗