太阳能电池产业的核心竞争力在于降低生产成本,同时保持高质量的转换效率。由于TCO电极对薄膜太阳能电池的性能至关重要,且厚度要求达到1μm左右,因此急需一种能实现高效率、高速度、低损伤的沉积工艺。传统平面型溅射靶材使用率低(20-30%),且存在再沉积导致的颗粒污染问题。本技术采用旋转式圆柱形对向靶(Rotatable Cylindrical FTS)技术,旨在最大化靶材利用率并提高薄膜质量。
模块化设计:开发了大面积(5代线,1,100mm×1,400mm)圆柱形对向靶溅射阴极模块。
磁场优化:通过磁场仿真(Magnet Simulation)优化磁铁排列,实现了靶材表面全范围溅射,靶材利用率显著提升。
工艺优化:引入氩气流道设计,在靶材间形成高密度等离子体,实现了高速度、低损伤的薄膜生长。
定量性能指标(已达成100%目标):
靶材利用率:达到77%以上(目标值≥70%)。
厚度均匀性:控制在±2.3%以内(目标值≤±4%)。
沉积速度:达到120nm/min以上(目标值≥80nm/min)。
性能:面电阻达到52Ω/cm²以下,透光率达到80%以上。
该技术不仅适用于薄膜太阳能电池的TCO及金属电极沉积,还可拓展应用于OLED封装(Al2O3)、LCD透明电极(ITO替代)、柔性显示及低辐射(Low-e)建筑玻璃涂层等领域。
本技术成功开发了适用于大面积基板的高效圆柱形对向靶溅射设备及配套工艺,解决了传统溅射技术的低利用率和高颗粒污染问题,在提升半导体及显示装备制造竞争力方面具有重要意义。