APSTL宣布在晶体硅衬底上取得进展

先进封装与系统技术实验室（APSTL，亚利桑那州，Scottsdale）宣布他们已经开发出带有薄层晶体硅的衬底（TCSS），可用于光伏（PV）电池的制造。这一技术的最终目标是在硅基太阳能电池卷轴到卷轴生产工艺中采用该技术，将模块成本降低约30%。

将50 µm厚的p+多晶硅沉积在铝衬底上。（来源：APSTL）

“与传统工艺不同，在衬底上沉积薄膜需要采用多种CVD技术，通过TCSS技术沉积的是晶体硅薄膜，具有很好的导电性，这很适合提高太阳能的转换效率，”公司的CTO Dev Gupta这样介绍。这种方法将晶体硅薄层沉积在金属衬底上。该工艺避免了晶锭切割带来的损耗，将硅的消耗（g/Wp）降低了6倍。Gupta还介绍说，沉积好的衬底可以分割成方形或者矩形硅晶片，可以取代传统的多晶硅硅片，并与目前制作后道模块的设备兼容。“最终将在连续的衬底上制造多晶硅薄层，满足大尺寸集成PV电池板的要求。”

该公司并未披露太多关于制备新型衬底的信息，Gupta只是介绍说这种方法主要源自对硅中存在的缺陷和缺陷对电子输运影响的理解，以及“沉积工艺和晶体
生长条件会导致多种缺陷，产生不同的影响。”

由于未披露其独享的知识产权信息，该技术开发公司仅仅发布对了TCSS技术基本原理的研究，并表示将“扩展这项可靠的晶体硅技术，达到PV模块所需的每片低于2美元的程度，与此同时，可以提供比玻璃衬底薄膜技术的空间效率高50%，表面更粗糙的面板。”

此外TCSS方法可以降低对厚硅晶圆以及昂贵的多晶硅生产设备的需求。硅晶圆具有晶体结构，可以获得约15-22%的转换效率，这一数值几乎是目前薄膜PV面板的两倍。然而，Gupta介绍说，这种较厚的晶体硅晶圆，其制作工艺相当“古老”。为了保证晶圆可以被处理，必须保持一定的厚度，但实际上用于吸收光子，转换电子的最大晶体硅厚度也不过80 µm。

他说，TCSS晶圆可以降低硅晶圆基的PV制造设备投入，使之可以与最新的薄膜技术相媲美。薄膜PV方法需要廉价的沉积工具，可以沉积多晶硅，或者Cd-Te、CdS、CIS和CIGS化合物薄膜。

Gupta还介绍说，除了设备成本因素，薄膜PV的开发还存在其他问题，“对于像CIS和CIGS这样成分复杂的化合物半导体来说，技术开发已经相对缓慢了。”薄膜供应商正面临着“一些无法解决的材料问题，例如工艺对薄膜均匀性、相分离和缺陷的影响，这些最终都会影响到转换效率。”