IMEC的“逐日”征程
時(shí)隔兩年,又一次來到位于比利時(shí)小城魯汶的IMEC,筆者感受到了25歲的IMEC,在經(jīng)歷半導(dǎo)體跌宕周期的變化后,將更多的More than Moore提上了研發(fā)日程。從納米微縮到千兆瓦項(xiàng)目計(jì)劃讓IMEC發(fā)揮了微電子領(lǐng)域所長,并成功滲透到了光伏領(lǐng)域。而今,如何將更多的半導(dǎo)體工藝與經(jīng)驗(yàn)應(yīng)用于光伏,提高轉(zhuǎn)換效率,并不斷降低成本已成為了全球光伏人的目標(biāo)。
本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/98761.htm在IMEC光伏roadmap中,降低晶體硅晶片的厚度自然首當(dāng)其沖,從2008年200微米減薄到2010年的120微米,繼而在2015和2020年實(shí)現(xiàn)80和40微米的晶片厚度是目前設(shè)定的初步目標(biāo)。與此同時(shí),創(chuàng)新的硅材料、硅外延與硅薄膜技術(shù)等都可能成為成本降低的有效手段。
圖:IMEC未來c-Si光伏技術(shù)路線
與BP Solar合作,IMEC在低成本的Mono硅材料上實(shí)現(xiàn)了18%的轉(zhuǎn)換效率,這也許只是邁向成本降低的一小步,卻也頗令人驕傲,這使得Mono這一全新低制造成本材料可能替代Czorchralski 硅,而成為成本降低的一個(gè)不錯(cuò)的選擇。采用成核生長工藝,Mono材料的生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)了晶向選擇的控制,從而提高了cell的效率。IMEC在130微米厚, 156×156mm的晶片上采用了介電層鈍化(dielectric passivation)等先進(jìn)工藝,在低成本Mono材料上實(shí)現(xiàn)了18%的轉(zhuǎn)換效率,與目前商業(yè)化產(chǎn)品效率基本相同。
從15%到20%的量產(chǎn)效率提升只是晶體硅光伏的短期目標(biāo),隨著硅納米線(Si-nanowires)的提出,EUV光刻、干法刻蝕等越來越多的半導(dǎo)體工藝將應(yīng)用與太陽能光伏產(chǎn)業(yè),從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換效率的大幅提升。IMEC光伏項(xiàng)目總監(jiān)Jef Poortmans介紹,未來的Si納米線直徑將小于4nm, Quantum Confinement將大于1.7ev。納米技術(shù)已提出很多年,其中不少技術(shù)挑戰(zhàn)還有待我們克服,如納米線的制造工藝、生長襯底的選擇等問題。“也許10年后,我們才能夠看到硅納米線的廣泛應(yīng)用,”Jef Poortmans笑談。但對IMEC來說,研究的過程也許正是探索未來的享受過程。
目前IMEC的PV研發(fā)計(jì)劃涵蓋工藝技術(shù)、建模、可靠性以及納米硅、有機(jī)光伏等前沿技術(shù)4個(gè)模塊。Schott Solar、Total等能源與光伏公司已參與其中,MEMC、Semitool、 LeyboldOpticas等設(shè)備材料公司也在積極配合IMEC的研發(fā)計(jì)劃,IMEC的PV實(shí)驗(yàn)室已擴(kuò)產(chǎn)在即。在經(jīng)歷25年的蓬勃發(fā)展,成為全球頂級微電子研發(fā)中心后, IMEC的逐日計(jì)劃為 “More than Moore”增添了更多的內(nèi)涵。
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