HBI创新型钝化炉解决PID 并显著提升转换效率

华伯仪器科技有限公司于2010年11月在南京成立，专注于高端装备和新材料，是一家服务于新能源、消费电子、生命科学等多领域的高新技术企业。HBI管理及技术团队拥有二十年以上工业设备的设计经验，具备十年以上的光伏工艺、材料及设备技术积累。HBI拥有强大的研发能力和技术，在机电设备的设计、生产、集成等方面都拥有最先进的技术及专有知识和经验，拥有一流的团队和专业的技术背景。公司以成就智慧制造为愿景，自成立以来持续投入高强度设备研发，为行业提供更好的解决方案。

　　HBI拥有全面的机器人技术，在多行业拥有成功的案例。在光伏行业，HBI提供自主知识产权的太阳能电池整线多系列自动化设备，并提供专业的纯国产化全自动高效率组件生产线，产品远销东南亚等地。HBI近几年持续向行业推出了全自动组件焊接设备、全自动光伏组件生产线、全自动高温扩散氧化炉、PECVD镀膜设备、类单晶铸锭炉、硅料精炼提纯系统、炉膛气氛稳定系统、各类自动化等一大批专业装备，并计划推出全自动新型湿法刻蚀设备、新型背抛光设备、新型高导电表面镀膜设备等等。

　　HBI与中科院联合成立了中科院过程所新能源材料研究与应用中心，该中心主要开展基本研究及产业应用研究。创新与实际实践同步促进了HBI在整个光伏价值链中提供完备解决方案，公司一直与合作伙伴致力于持续开发和持续优化，为行业的发展做出努力。HBI还建立了机械研究所、电气软件研究所、自动化部件研究所、工程技术部。这些机构开展以下方面的研究：

　　1. 光伏行业的新型工艺技术，并提出新型工艺的研发设计、提出新型装备的研发设计；与一流的企业、研究院所合作，开发新型材料及应用。

　　2. 开展新型装备的研发。

　　3. 开展基于新工艺、新材料的高效工厂的改造及设计实施工作。

　　HBI拥有完善的工作程序和强大的技术及管理团队，公司严格遵循GB/T19001 - ISO9001: 2000质量体系，高标准、严要求完成所有设备的零部件生产及组装调试检验工作。综合制造概念、综合质量保证系统、自动生产流程、高度的内部部件制造以及洁净生产。所有这些保证了我们产品的高质量。HBI生产区面积达到15,000㎡ ，公司拥有良好的装备设计、工艺试验的基础环境，然而，质量管理不仅仅是管理生产和业务程序而已。质量管理依赖于我们高素质的员工来保证 ISO 9001 标准所有操作。

　　光伏行业在2012年开始进入了残酷的竞争阶段，行业对产品的质量要求也在持续提高，而PID（Potential Induced Degradation俗称电位诱发衰减）这一新的控制指标也使行业迫切需要新型设备得支持。

　　PID是光伏发电系统实际使用时在高温高湿和高压偏压环境下，因漏电流而引起功率衰减的现象。PID已成为国外买家投诉光伏产品质量的重要因素之一，一些电站实际使用表明，它可以引起一块组件功率衰减50%以上，从而影响整个电站的功率输出。因此消除PID已成为目前光伏制造企业亟需解决的问题。过去几年的研究表明，存在于晶体硅光伏组件中的电路与其接地金属边框之间的高电压，会造成组件的光伏性能的持续衰减。造成此类衰减的机理是多方面的，例如在上述高电压的作用下，组件电池的封装材料和组件上表面层及下表面层的材料中出现的离子迁移现象；电池中出现的热载流子现象；电荷的再分配削减了电池的活性层；相关的电路被腐蚀等等。这些引起衰减的机理被称之为电位诱发衰减（Potential Induced Degradation，PID）、极性化、电解腐蚀和电化学腐蚀。

　　解决PID的方法需对漏电流产生阻断效应，其中一种工业上正在导入的方法是在硅片表面形成SiO2钝化层以减少表面复合，表面复合可以当作是导带的电子和价带的空穴通过相当于表面态的缺陷能级复合，这可以通过Shocklcy Read Hall（SIm）理论来解释，减少表面复合的两个基本原理是：一是减少表面态密度（Dit）；二是减少表面的自由电子或空穴的浓度。

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　　传统PECVD镀膜方法具备一定的钝化作用，该方法产生一层SiNx减反射膜，这主要是因为H原子能钝化悬挂键和复合中心，H原子是从等离子体输运到SiNx中，然后再输运到硅表面，另外，SiNx可以作为浅结的保护层，阻止各种杂质在高温中扩散进P-N结，以防止P-N结在烧结过程中遭到破坏，但这种钝化无法防止电池经过封装材料（通常是EVA和玻璃的上表面）和组件边框所形成的路径所导致的漏电流而引起PID现象。

　　工业上比较可行的减少PID效应的表面钝化方式主要是在硅片表面形成Si02薄膜层，Si02薄膜层的实现方式主要有干氧、湿氧、臭氧、三氯乙烷（TCA）氧化、氧化亚氮或一氧化二氮（Nitrous Oxide）又称笑气来氧化、表面UV照射产生臭氧钝化等，干氧需要高温而且工艺时间比较长，成本较高，湿氧虽然温度要求没干氧高，但是成膜质量相对较差，采用TCA氧化一般也只在实验室采用。采用笑气通常在PECVD设备上增加一路笑气管路，通过改造设备来实现，但该方法会导致工艺腔体及工装夹具的腐蚀，导致设备寿命下降、工装寿命缩短。表面UV照射通常有两种方法：一种集成到清洗设备上，该方法产生氧化层时间短，钝化膜质酥松，虽然可以解决PID的问题，但同时电池的转换效率会下降；另一种方法是非在线方式，采用独立的氧化炉，通过紫外照射及通入氧气来形成表面钝化层，但该方法钝化膜质也很酥松，虽然可以解决PID的问题，同时电池的转换效率会下降。

　　南京华伯仪器科技有限公司及合作伙伴时创凭借深厚的光伏工艺技术积累，潜心研发推出新型钝化设备PID0TM 1600并申请了大量专利保护，可有效消除光伏产品PID，同时根据前期客户侧批量生产的实际数据来看，太阳能电池的转换效率可提高0.1%以上，PID值最低可控制在0.3%以下，HBI成为国内首家推出该类先进钝化炉设备的制造厂商。

　　HBI的PID0TM 1600钝化炉设计有多款型号以供选择，独立式钝化设备适用于不使用湿法化学背刻的企业，在线式型号适用于各类化学背刻设备。客户可选择HBI成熟的SPEED系列自动上料设备以满足自动化生产。技术上采用独立的氧化炉，硅片经皮带进入钝化腔体，加热硅片到一定温度，在钝化腔内，与被紫外光照射的工艺气体在硅片表面形成致密钝化层。该方法钝化膜质紧密，不仅可以解决PID的问题，同时电池的转换效率会得到显著提升。

　　产品特点：

　　·采用独到的紫外光钝化形成致密氧化层，完全消除PID

　　·HBI专利特气供应设计，硅片表面钝化均匀、没有死角

　　·无污染腔体设计、无污染硅片传输系统，高端伺服运动系统，确保高可靠性

　　·友好界面HMI，易安装、易操作、易维护

　　·结构紧凑、设计小巧，适合各类产线安装定位，尤其适合车间后期自动化改造，提供在线及独立多款型号设计





　　图：PID0TM 1600钝化炉

　　设备尺寸（长X宽X高）： 4600mm x 750mm x 2100mm

　　PID0TM 1600钝化炉采用独特的高精度、高速度、高稳定性的TrE TM 自动化技术和超净材料；采用独到的腔体及特气供应设计结构，硅片没有沾污并且钝化均匀没有死角。部件采用防腐蚀设计；高端高精度检测及伺服控制系统；尺寸小巧，适合产线灵活摆放。

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　　该设备可用于在产线5道、8道链式湿法设备上集成安装，也可以使用独立设备设计。硅片的传输采用柔性传输，不产生碎片。机械运动部件采用高精度全球最好产品，确保设备长期可靠运行。 该设备具有速度快、操作简易的特点。设备采用高可靠安全隔离设计，确保隔绝污染、确保操作简易、安全。选用PID0TM 1600钝化炉自动化设备还可以大幅节省安装和开机时间，并获得HBI服务团队统一快速的专业支持。

　　该型新型钝化设备还搭载有华伯仪器自主研发的TrETM专利自动化技术和友好的用户界面。具有设计小巧、性能稳定、操作简便、产量大、自动化程度高、人员需求小的优点，非常适合客户使用。不需对已有产线设备进行任何改造，不会造成任何产能损失，与现有生产线无缝结合。该型新型钝化设备为消除光伏产品PID提供了及时有效的解决方案，不但提升了产品质量，而且可以显著改善制造企业的盈利能力。HBI新型钝化设备由于产品技术先进，市场定位精准，推出后获得了客户的高度认可并已开始批量生产。