Научно-технический Центр тонкопленочных технологий на основе кремния

Научно-технический Центртонкопленочных технологий на основе кремния

НТЦНТЦНТЦНТЦтонкопленочных тонкопленочных

технологий в энергетике технологий в энергетике при ФТИ им А.Ф. Иоффепри ФТИ им А.Ф. Иоффе

тонкопленочных тонкопленочных технологий в энергетике технологий в энергетике при ФТИ им А.Ф. Иоффепри ФТИ им А.Ф. Иоффе

Общество с ограниченной ответственностью "НТЦ тонкопленочных технологий в энергетике при ФТИ им. А.Ф. Иоффе"

2

НТНТЦЦ

НТНТЦЦ

Формирующие элементы и источники дохода НТЦ

СПГУСПГУГПУГПУ

ЛЭТИЛЭТИ

ФТИФТИ им. Иоффеим. Иоффе

Использование современного

технологического оборудования

Использование современного

технологического оборудования

Привлечение Привлечение ведущих ведущих

зарубежных зарубежных специалистовспециалистов

Привлечение Привлечение ведущих ведущих

зарубежных зарубежных специалистовспециалистов

Заказы на разработки технологии от

производственных и инженерных компаний

Заказы на разработки технологии от

производственных и инженерных компаний

ГАРАНТИРОВАННЫГАРАНТИРОВАННЫЕ заказы на НИР и Е заказы на НИР и

НИОКР поНИОКР по тонкопленочной тонкопленочной

технологиитехнологии

ГАРАНТИРОВАННЫГАРАНТИРОВАННЫЕ заказы на НИР и Е заказы на НИР и

НИОКР поНИОКР по тонкопленочной тонкопленочной

технологиитехнологии

ГПУ –Санкт-Петербургский Государственный Политехнический Университет

СГПУ - Санкт-Петербургский Государственный Университет

ЛЭТИ – Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет

ГПУ –Санкт-Петербургский Государственный Политехнический Университет

СГПУ - Санкт-Петербургский Государственный Университет

ЛЭТИ – Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет




3

Инновационные технологии НТЦ

Оборудование позволяет масштабировать размеры устройства от опытного образца до размеров серийного изделия, что позволяет существенно сократить сроки внедрения новых технологических решений в производство.

PECVD Система плазменно-

химического осаждения из газовой фазы для роста a-Si и µC-Si

ТСОСистема газофазного

осаждения оксидов цинка в при низком давлении

LSS Система лазерного

скрайбирования

Центр будет оснащен сверхсовременным оборудованием ведущих мировых производителей (Oerlikon, Nikon, Oxford, SUSS MicroTech и др.)




4

Реализация проекта НТЦ позволит : доводить результаты фундаментальных исследований

до их коммерческой реализации осуществить качественный рост решений в области

«тонких пленок» и выйти на рынок технологий с инновационными продуктами по следующим направлениям :

Результаты реализации проектаНТЦНТЦНТЦНТЦ



Каскадные солнечные элементы на основе кремния

Технологические решения, создаваемые НТЦ обеспечат существенное увеличение КПД модуля с 9% до 14-15 % и снижение удельной стоимости

установленной мощности ФЭП.

ЗНАЧЕНИЕ НТЦ ДЛЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

5

Значение НТЦ для Российской Федерации

Объединение кадровых, исследовательских и

инфраструктурных возможностей в передовом

исследовательском центре, обеспечивающим научно-

исследовательскую и опытно-конструкторскую поддержки

инновационным технологиям приведет к следующему:

привлечению к работе в НТЦ ведущих зарубежных ученых и специалистов в области тонкопленочных технологий

максимальному использованию российского научно-исследовательского потенциала

использованию НТЦ в качестве базы высококвалифицированной подготовки молодых специалистов – стажировки студентов ведущих ВУЗ’ов, прохождению конкретной профессионально-образовательной программы для получения академической степени магистра

использованию ресурсов НТЦ как платформы для подготовки кадров высшей квалификации: докторов и кандидатов наук




6

Основное оборудование НТЦ

№ п/п

Наименование Марка, производитель

1 KAI1200 PECVD R&D System for a-Si Process/ Система плазменно-химического осаждения из газовой фазы (ПХГФО) для роста a-Si

Oerlikon, Switzerland

2 KAI1200 PECVD R&D System for µC-Si Process /Система плазменно-химического осаждения из газовой фазы (ПХГФО) для роста µC--Si


3 System of Laser scribing of Pattern 1,2&3 (LSS 1200)/Система лазерного скрайбирования


4 TCO PM2 1200 LPCVD Deposition system foe Front & Back contact/Система газофазного осаждения фронтального и тыльного контактов при низком давлении


5 High quality Cleaner / высококачественный очиститель подложек Oerlikon, Switzerland

6 Automated optical inspection / устройство автоматической оптической проверки


7 Комплекс оборудования для изготовления тыльной поверхности ФЭП Oerlikon, Switzerland

8 Комплект аналитического оборудования для изменения характеристик ФЭП (QAC)


9 Установка разделительного плазмо-химического травления и плазмо-химического осаждения

Oxford, UK

10 Установка нанесения и сушки фоторезиста ATMsse GmbH, Germany

11 Установка совмещения и экспонирования USA, SUSS MicroTech

12 Оптический микроскоп с системой регистрации изображений Nikon, Japan

13 Спектрометр вынужденного комбинационного рассеяния Renishaw, UK

14 Спектрофотометр Varian, USA

15 Атомно-силовой микроскоп МНДТ, Зеленоград

16 Многокамерная установка для роста каскадных преобразователей Oxford Instruments

17 Установка магнетронного напыления Applied Materials




Дорожная карта НТЦ. Часть 1

7




ДОРОЖНАЯ КАРТА ПРОЕКТА 2011 год 2012 год

[ПРОЕКТ] 1 квартал 2 квартал 3 квартал 4 квартал 1 квартал 2 квартал 3 квартал 4 кварталНаучно-исследовательские работы (R&D)

Подбор дополнительного оборудования

Запуск основного

оборудования, обучение

персонала, заказ

дополнительного оборудования

Обучение персонала, получение

дополнительного оборудования,

улучшение характеристик

слоев и интерфейсов на

фронтальном ТСО

Запуск дополнительного

оборудования, разработка

легированного nc-SiOx и его контакта

с ZnO, изготовление

лабораторного модуля с

эффективностью свыше 10,3 %

Запуск дополнительного

оборудования, изготовление

опытно-промышленных

образцов, применение nc-SiOx в качестве легированных

слоев, сокращение

процесса изготовления 2-х

каскадных модулей

Улучшение характеристик

слоев и интерфейсов: i-

слой первого каскада, n-слой

первого каскада и р-слой второго

каскада, применение pc-Si в

качестве легированных

слоев

Улучшение характеристик

слоев и интерфейсов, увеличение

стабильности модулей, двойное

текстурирование лицевого контакта,

разработка SiGe сплавов

Разработка промежуточного

отражателя, альтернативные

ТСО, оптимизация

расходных материалов для

2х каскадных ФЭП,

изготовление лабораторного

модуля с эффективностью

свыше 11,3 %

План по созданию продукции (Product Development)

Разработка технологии изготовления

промышленных модулей с эффективностью свыше 9,8 %

Определение оптимальных поставщиков расходных материалов и минимизация их потребления при

изготовлении промышленных модулей

Разработка технологии изготовления промышленных

модулей с эффективностью свыше 10,5 %

План по защите интеллектуальной собственности и лицензированию (IP Protection & Licensing)

Подготовка

подачи заявки на российский патент по 2х

каскадным ФЭП

Подготовка подачи заявки на международный

патент по 2х каскадным ФЭП

Подготовка подачи

заявки на российский патент по 3х каскадным

ФЭП

Подготовка подачи заявки на международный

патент по 3х каскадным ФЭП

Дорожная карта НТЦ. Часть 2.

8




ДОРОЖНАЯ КАРТА ПРОЕКТА 2013 год 2014 год

[ПРОЕКТ] 1 квартал 2 квартал 3 квартал 4 квартал 1 квартал 2 квартал 3 квартал 4 кварталНаучно-исследовательские работы (R&D)

Применение альтернативных ТСО

для изготовления ФЭП, изготовление

nip структур

Применение SiGe сплавов в двухкаскадных

ФЭП, сокращение

площади мертвых зон и оптимизация

скрайбирования

Исследование возможности применения

фотонных кристаллов в ФЭП,

применение фторсодержащих

смесей для получения i-слоя второго каскада,

изготовление лабораторного

модуля с эффективностью

свыше 12 %

Изготовление трехкаскадных

лабораторных ФЭП с эффективностью

свыше 13 %, применение

альтернативных источников

легирования оксида цинка, подготовка

проекта по дальнейшему улучшению 2-х

каскадных модулей

Снижение расходных

материалов для 3х каскадных

ФЭП

Разработка нанокристаллич

еских германиевых

пленок

Уменьшение времени процесса

изготовления ФЭП, улучшение

дизайна 3-х каскадных ФЭП

Изготовление лабораторных трехкаскадных

ФЭП с эффективностью

свыше 13,8 %,

План по созданию продукции (Product Development)

Расчет струкутры промышленных 2-х каскадных модулей с учетом

параметров освещенности в месте установки

Разработка технологии изготовления промышленных модулей с

эффективностью свыше 11,1 %, подведение итогов первых этапов

улучшений характеристик 2-х каскадных модулей

Разработка технологии изготовления промышленных 3-х

каскадных модулей, снижение расходных материалов для 3х

каскадных ФЭП

Разработка технологии изготовления промышленных 3-х

каскадных модулей с эффективностью свыше 12,3 %,

подведение итогов первых этапов улучшений характеристик

3-х каскадных модулей

План по защите интеллектуальной собственности и лицензированию (IP Protection & Licensing)

Подготовка подачи

заявки на российский патент по 2х каскадным

ФЭП

Подготовка подачи заявки

на международный патент по 2х


Подготовка подачи заявки

на российский и на

международных патентов по 3х


Солнечный модуль состоит из отдельных ячеек, последовательно соединенных монолитным способом при помощи проводящих

контактов из ZnO

Тыльный ZnO контакт

Пленки кремнияЛицевой ZnO контакт

Стекло

9




Общие сведения:Тонкопленочные кремниевые солнечные модули

Солнечная ячейка

Лицевой слой ZnO – оптическое окно и лицевой контакт

Лицевое стекло – оптическое окно и подложка для нанесения тонких пленок

Переход на a-Si:H – поглощение коротковолновой части спектра

Переход на µс-Si:H – поглощение длинноволновой части спектра

Тыльный слой ZnO – тыльный контакт и отражатель, монолитное соединение ячеек

Тыльный отражатель – отражение света с низким поглощением

Тыльное стекло – герметизация модуля

Свет

10




Общие сведения:Структура ячейки микроморфного модуля

Зависимость коэффициента поглощения от энергии фотона для различных материалов на основе кремния

• Аморфный кремний (a-Si:H) обладает большим поглощением в видимой области, что позволяет снизить толщину ФЭП на его основе (а)

• Край поглощения микрокристаллического кремния (µc-Si:H) сдвинут в ИК область, что позволяет поглощать более широкий спектр (в)

- a-Si- µc-Si- c-Si

а

в

11




Общие сведения: Развитие технологии по мере модернизации модуля

Спасибо за внимание




Общество с ограниченной ответственностью "НТЦ тонкопленочных технологий в энергетике при ФТИ им. А.Ф. Иоффе"

Documents

Научно-технический Центр тонкопленочных технологий на основе кремния