Научно-технический Центр тонкопленочных технологий на основе кремния НТЦНТЦ тонкопленочных технологий в энергетике при ФТИ им А.Ф. Иоффе Общество с ограниченной. - презентация

1 Научно-технический Центр тонкопленочных технологий на основе кремния НТЦНТЦ тонкопленочных технологий в энергетике при ФТИ им А.Ф. Иоффе Общество с ограниченной ответственностью "НТЦ тонкопленочных технологий в энергетике при ФТИ им. А.Ф. Иоффе"

2 2 НТЦНТЦ Формирующие элементы и источники дохода НТЦСПГУ ГПУ ЛЭТИ ФТИ им. Иоффе Использование современного технологического оборудования Привлечение ведущих зарубежных специалистов Заказы на разработки технологии от производственных и инженерных компаний ГАРАНТИРОВАННЫЕ заказы на НИР и НИОКР по тонкопленочной технологии ГАРАНТИРОВАННЫЕ заказы на НИР и НИОКР по тонкопленочной технологии ГПУ –Санкт-Петербургский Государственный Политехнический Университет СГПУ - Санкт-Петербургский Государственный Университет ЛЭТИ – Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет НТЦНТЦ тонкопленочных технологий в энергетике при ФТИ им А.Ф. Иоффе

3 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 ТСО Система 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.) НТЦНТЦ тонкопленочных технологий в энергетике при ФТИ им А.Ф. Иоффе

4 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 проектаНТЦНТЦ тонкопленочных технологий в энергетике при ФТИ им А.Ф. Иоффе Каскадные солнечные элементы на основе кремния Технологические решения, создаваемые НТЦ обеспечат существенное увеличение КПД модуля с 9% до % и снижение удельной стоимости установленной мощности ФЭП.

5 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 ВУЗов, прохождению конкретной профессионально-образовательной программы для получения академической степени магистра использованию ресурсов НТЦ как платформы для подготовки кадров высшей квалификации: докторов и кандидатов наук НТЦНТЦ тонкопленочных технологий в энергетике при ФТИ им А.Ф. Иоффе

6 6 Основное оборудование НТЦ п/п НаименованиеМарка, 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 Oerlikon, Switzerland 3 System of Laser scribing of Pattern 1,2&3 (LSS 1200)/ Система лазерного скрайбирования Oerlikon, Switzerland 4 TCO PM LPCVD Deposition system foe Front & Back contact/ Система газофазного осаждения фронтального и тыльного контактов при низком давлении Oerlikon, Switzerland 5High quality Cleaner / высококачественный очиститель подложекOerlikon, Switzerland 6 Automated optical inspection / устройство автоматической оптической проверки Oerlikon, Switzerland 7Комплекс оборудования для изготовления тыльной поверхности ФЭПOerlikon, Switzerland 8 Комплект аналитического оборудования для изменения характеристик ФЭП (QAC) Oerlikon, Switzerland 9 Установка разделительного плазмо-химического травления и плазмо- химического осаждения Oxford, UK 10Установка нанесения и сушки фоторезиста ATMsse GmbH, Germany 11Установка совмещения и экспонированияUSA, SUSS MicroTech 12Оптический микроскоп с системой регистрации изображенийNikon, Japan 13Спектрометр вынужденного комбинационного рассеянияRenishaw, UK 14СпектрофотометрVarian, USA 15Атомно-силовой микроскопМНДТ, Зеленоград 16Многокамерная установка для роста каскадных преобразователейOxford Instruments 17Установка магнетронного напыленияApplied Materials НТЦНТЦ тонкопленочных технологий в энергетике при ФТИ им А.Ф. Иоффе

7 Дорожная карта НТЦ. Часть 1 7 НТЦНТЦ тонкопленочных технологий в энергетике при ФТИ им А.Ф. Иоффе ДОРОЖНАЯ КАРТА ПРОЕКТА2011 год2012 год [ПРОЕКТ]1 квартал2 квартал3 квартал4 квартал1 квартал2 квартал3 квартал4 квартал Научно- исследовательск ие работы (R&D) Подбор дополнительног о оборудования Запуск основного оборудования, обучение персонала, заказ дополнительног о 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 интеллектуально й собственности и лицензировани ю (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

8 Дорожная карта НТЦ. Часть 2. 8 НТЦНТЦ тонкопленочных технологий в энергетике при ФТИ им А.Ф. Иоффе ДОРОЖНАЯ КАРТА ПРОЕКТА2013 год2014 год [ПРОЕКТ]1 квартал2 квартал3 квартал4 квартал1 квартал2 квартал3 квартал4 квартал Научно- исследовательск ие 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 интеллектуально й собственности и лицензированию (IP Protection & Licensing) Подготовка подачи заявки на российский патент по 2х каскадным ФЭП Подготовка подачи заявки на международны й патент по 2х каскадным ФЭП Подготовка подачи заявки на российский и на международных патентов по 3х каскадным ФЭП

9 Солнечный модуль состоит из отдельных ячеек, последовательно соединенных монолитным способом при помощи проводящих контактов из ZnO Тыльный ZnO контакт Пленки кремния Лицевой ZnO контакт Стекло 9 НТЦНТЦ тонкопленочных технологий в энергетике при ФТИ им А.Ф. Иоффе Общие сведения: Тонкопленочные кремниевые солнечные модули Солнечная ячейка

10 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 НТЦНТЦ тонкопленочных технологий в энергетике при ФТИ им А.Ф. Иоффе Общие сведения: Структура ячейки микроморфного модуля

11 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 НТЦНТЦ тонкопленочных технологий в энергетике при ФТИ им А.Ф. Иоффе Общие сведения: Развитие технологии по мере модернизации модуля

12 Спасибо за внимание НТЦНТЦ тонкопленочных технологий в энергетике при ФТИ им А.Ф. Иоффе Общество с ограниченной ответственностью "НТЦ тонкопленочных технологий в энергетике при ФТИ им. А.Ф. Иоффе"