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新型MEMS技术用于下一代光伏

放大字体 缩小字体 发布日期:2012-06-04 13:38:25   来源:新能源资讯  编辑:www.xny365.com  浏览次数:1176


它还涵盖了在高级的抽象层次寻求来源和目标行业的相似之处,以及有针对性的修改适应。最理想的情况是,由于具有更大程度创新的可能性,跨产业创新从本行业以外的领域筛选技术和商业潜力,最终获得更有力的竞争优势。另一方面,与跨产业创新战略相关联的较高风险,要求有一个坚实的风险管理过程。图2显示的战略已被证实可以在跨产业的创新过程中减少经营风险。

技术及应用:将MEMS技术推广至 PV  实际上光伏产业的大部分制造技术是从半导体产业借来的。同样,MEMS制造技术和下一代半导体器件及封装之间,也存在着强烈的相关性。如:用于3-D互连和超薄晶圆处理的晶片键合,用于先进半导体封装的双面掩模对准和喷涂,以及用于晶圆级相机的纳米压印技术。   

这条MEMS-半导体-光伏产业链,提高了在MEMS和PV之间进行技术转移的成功率。另一方面,很明显的是,两个市场的特点差别越大,那么建立在技术转移基础上的跨产业战略则体现的创新程度就越高。如果从一个设备制造商的视角来比较MEMS和PV,那么在设备数量,衬底尺寸,每片衬底在制造过程中的附加费用,以及设备单位投资成本的吞吐量等方面存在着明显的差异。这些因素成为跨产业创新进程中的挑战,同时把目标市场主要定位在高效率电池和需要挑战性工艺和处理步骤的电池。

晶圆键合是MEMS领域的一项成熟技术,在20世纪90年代初提出。这项技术在强力和高温(高达600°C)的帮助下,在真空室中使两片衬底键合在一起。当需要光学对准晶圆键合或层转移时,这两个晶圆先被分别对准。之后,才将事先对准并被钳住的晶圆转移到工作腔。今天的键合对准技术与非紫外线和非红外线透明晶圆配合使用,可以获得±0.5μm(3σ)的键合后对准精度。基于热和压力传递概念改良的晶圆键合机(图3),对薄层转移过程进行了优化,并顺带给生产薄膜太阳能电池(如CIGS)、多结叠层电池和多波段光伏电池的客户提供了附加值。

晶圆键合机经改良,采用更高的键合力(多达60 kN),可以解决衬底尺寸较大的问题;应用新的集群处理概念,可突破大气压下处理的限制;应用快速加热的概念,可以完成薄层转移特有的内在物理反应。   III-V族聚光电池在某些工艺阶段需要光刻精微结构,这引出MEMS设备供应商可以显著降低总拥有成本的另一个领域。目前的丝网印刷技术无法用于这种图形尺寸,因为其有限的分辨率引起有源层的阴影遮挡效应。当前的光刻机(图4)能够以近距离曝光模式实现最低限度的分辨率,小到1μm,并且吞吐量可以轻松地超过喷墨打印或紫外光步进技术。

光刻机还可以应用在像多晶硅太阳能电池这样的新概念上。通过增加活性硅表面来优化使用硅衬底。创新的制造概念,例如Origin Energy和澳大利亚国立大学(ANU)的Sliver技术(该技术采用了双面湿蚀刻工艺,做出薄硅片条,因此在衬底的两侧需要一个由 光刻形成的刻蚀掩膜),应用掩膜对准技术以形成刻蚀掩膜。喷涂可提供一种创新的解决方案,将悬浮在高分子基质中的金属粒子沉积为薄膜,这一技术对超薄晶体和有机聚合物太阳能电池来说特别重要。这项技术已经成功地从MEMS转移到柔性显示器和包含穿透硅通孔(TSV)电互连的下一代晶圆级封装半导体器件。
 
关键词: MEMS 技术 光伏

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