在機(jī)器制造領(lǐng)域，研發(fā)一個(gè)能用的設(shè)備可以很快，但是做到“好用”，提供穩(wěn)定的良率、可靠性，以及用戶(hù)友好性是需要不斷的技術(shù)迭代過(guò)程的，需要多年不斷的打磨才可以。作為專(zhuān)注于機(jī)器智能與創(chuàng)新領(lǐng)域的自動(dòng)化廠(chǎng)商，貝加萊一直致力于為各產(chǎn)業(yè)提供“簡(jiǎn).易”而高效的機(jī)器開(kāi)發(fā)方案。并使得機(jī)器能夠快速而又可靠的被設(shè)計(jì)與規(guī)劃。將其在各個(gè)領(lǐng)域的共性技術(shù)進(jìn)行封裝，積累大量的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用軟件、工程師，為用戶(hù)高效開(kāi)發(fā)“好用”的系統(tǒng)而努力。
PECVD追求品質(zhì)的穩(wěn)定
在光伏的生產(chǎn)各個(gè)工序中，PECVD設(shè)備是一個(gè)關(guān)鍵部分，無(wú)論對(duì)于早期的鋁背場(chǎng)晶硅技術(shù)，還是PERC工藝，PECVD都是關(guān)鍵環(huán)節(jié)，作為一個(gè)重資產(chǎn)、長(zhǎng)期可用的設(shè)備，其對(duì)晶片的涂層品質(zhì)的影響很大，對(duì)于后續(xù)光伏晶片發(fā)電的效率及壽命也至關(guān)重要。
圖1-晶硅電池生產(chǎn)主要流程
圖1是典型的晶硅電池生產(chǎn)過(guò)程，經(jīng)過(guò)切片、清洗制絨、擴(kuò)散工藝后，硅片已經(jīng)具有光電轉(zhuǎn)換能力，但是，光在硅片表面的反射使得光損約1/3，即使經(jīng)過(guò)表面制絨仍然損失11%左右，為了進(jìn)一步減反射，需要利用光的干涉原理，在其表面制作一層減反射膜，以獲得電流輸出的能力增強(qiáng)。對(duì)于PECVD而言，提供高品質(zhì)可靠性，以及參數(shù)控制的精準(zhǔn)與同步性能，可以降低不良品率，降低單片成本。
圖2-PECVD工藝降低了光反射率（參考）
如果在晶硅電池片表面增加一個(gè)氮化硅（SiN）涂層，其可以降低表面反射率，進(jìn)而提升光的發(fā)電效率。圖2可以看到，通過(guò)減反射工序，光的反射率大幅下降。
PECVD基本原理
常見(jiàn)的物質(zhì)形態(tài)為液體、氣體、固體，當(dāng)然，還有“等離子”這個(gè)狀態(tài)，相對(duì)于普通氣體中性分子或原子組成的特點(diǎn)，等離子體是帶電粒子和中性粒子的幾何體。等離子體是一種導(dǎo)電流體，但是又能與氣體體積相比擬的宏觀(guān)尺度內(nèi)維持中性，這種特性使得它可以被電磁場(chǎng)控制。PECVD就是利用這種等離子體特性，通過(guò)電離產(chǎn)生的等離子體附著在晶片表現(xiàn)形成薄膜層，管式PECVD占地小，且成品效率高，因此較為廣泛的應(yīng)用。
圖3- PECVD設(shè)備的結(jié)構(gòu)圖
圖3是一個(gè)管式PECVD設(shè)備的結(jié)構(gòu)，裝載系統(tǒng)主要是負(fù)責(zé)通過(guò)定位控制，將放置于石墨舟中的硅片送至爐體中，在擴(kuò)散部分，由等離子電源、氣體輸送系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、真空泵等一起工作，將SiH和SiN氣體通過(guò)RF射頻系統(tǒng)分離為等離子體，并沉積到硅片表面，形成薄膜，這個(gè)反應(yīng)的過(guò)程可以形成多種不同的薄膜，其可以針對(duì)不同的光進(jìn)行減反射的作用，反應(yīng)完成后由退舟系統(tǒng)回到裝載系統(tǒng)，下料。
圖4-貝加萊PECVD控制系統(tǒng)架構(gòu)
圖4中，貝加萊X20控制器提供了獨(dú)立的槳與舟的伺服送料、凈化、控制爐體內(nèi)反應(yīng)所需氣體流量、壓力，以及電源、溫度加熱系統(tǒng)的控制，爐體控制為獨(dú)立的，也可以為多個(gè)共用CPU的模式，圖4提供了更為獨(dú)立的單元控制設(shè)計(jì)，X20控制器采用了獨(dú)特的納米特層處理，能夠適用于具有氣體污染的工作氛圍，ACOPOS P3則提供上下料動(dòng)作。
溫度控制的均勻性
對(duì)于溫區(qū)控制來(lái)說(shuō)，如何消除相互之間的影響，獲得一致性的溫度，對(duì)于PECVD的晶片沉積質(zhì)量至關(guān)重要，如果溫度過(guò)高反應(yīng)劇烈，以及溫度低反應(yīng)較慢的情況下，造成了色差，這對(duì)硅片的最終成品反射性能會(huì)造成較大的影響，因此控制溫度在整個(gè)反應(yīng)腔中的一致性，是溫度控制的核心。
貝加萊的溫度控制具有良好的溫度控制能力，并能夠?qū)崿F(xiàn)在多溫區(qū)控制下的一致性，在需要進(jìn)行溫度曲線(xiàn)的設(shè)定方面，溫控可以同步曲線(xiàn)，達(dá)到非常高的控制精度，并確保無(wú)超調(diào)，確保溫度的穩(wěn)定性。
圖5-貝加萊溫度控制可以實(shí)現(xiàn)與設(shè)定曲線(xiàn)的同步
因此，一個(gè)好的溫度控制，具有非常好的控制效果，以及穩(wěn)定性，貝加萊的溫度控制達(dá)到了“好用”，即，高魯棒性適應(yīng)變化的工藝環(huán)境，自整定，溫區(qū)解耦等非常好的品質(zhì)控制能力。
機(jī)器模塊化軟件設(shè)計(jì)
系統(tǒng)的好用，還體現(xiàn)在軟件的可復(fù)用性設(shè)計(jì)，模塊化的mapp技術(shù)，除了溫度外，也包括其它一些直接配置，連接的模塊，提供機(jī)器的豐富、易用的功能設(shè)計(jì)。
圖6-PECVD用到的mapp軟件模塊
mapp可以通過(guò)快速配置方式來(lái)構(gòu)建機(jī)器的控制系統(tǒng)，在PECVD設(shè)備中，很多mapp模塊得到了應(yīng)用：
mappVIEW-提供更為友好的HMI操作，基于Web技術(shù)的畫(huà)風(fēng)，顯得直觀(guān)大氣，易于理解；
mappRecipe-通過(guò)拖拽形成配方管理界面，并可以將配方通過(guò)csv/XML形式導(dǎo)出；
mappTemperature-如前所述，提供高精度的溫度同步，溫度斜坡跟隨能力；
mappUser-用戶(hù)管理，多級(jí)用戶(hù)口令，確保機(jī)器可以被不同的人操作，訪(fǎng)問(wèn)不同的數(shù)據(jù)；
mappReport-它為用戶(hù)提供了基于PDF/CSV/txt格式的數(shù)據(jù)報(bào)表，以便于數(shù)據(jù)分析之用途。
mappAudit-它解決數(shù)據(jù)的可追溯性問(wèn)題，即，誰(shuí)在什么時(shí)候?qū)C(jī)器的何種參數(shù)，進(jìn)行了什么樣的修改，這個(gè)都會(huì)以不可篡改形式予以保存，并供查詢(xún)，在質(zhì)量出現(xiàn)問(wèn)題的時(shí)候，可以進(jìn)行溯源。
mappAlamX-對(duì)于機(jī)器來(lái)說(shuō)，如門(mén)、氣體泄漏等必須提供報(bào)警能力。
mapp完全集成于A(yíng)utomation Studio平臺(tái)，并能夠被快速的配置應(yīng)用，快速構(gòu)建機(jī)器的軟件，縮短調(diào)試周期，這是將貝加萊在各個(gè)領(lǐng)域的共性技術(shù)進(jìn)行了封裝，基于嚴(yán)格的“高內(nèi)聚、低耦合”軟件工程思想，提供強(qiáng)大功能同時(shí)，達(dá)到快速模塊化配置。
開(kāi)放連接-不僅為了設(shè)備連接
對(duì)于PECVD設(shè)備來(lái)說(shuō)，其中流量計(jì)、真空泵、恒溫槽等，需要RS232/RS485、Modbus/TCP的接口，除了每個(gè)CPU標(biāo)配的RS232/TCP接口外，也可以通過(guò)X20的通信模塊進(jìn)行擴(kuò)展。
除了為機(jī)器提供過(guò)程控制的調(diào)節(jié)能力，來(lái)自貝加萊的系統(tǒng)還可以提供工廠(chǎng)連接的便利能力
OPC UA支持設(shè)備的數(shù)據(jù)訪(fǎng)問(wèn)，新的OPC UA Pub/Sub更能提高數(shù)據(jù)分發(fā)效率；
Web Server，提供了遠(yuǎn)程的訪(fǎng)問(wèn)能力，通過(guò)遠(yuǎn)程桌面系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器的數(shù)據(jù)訪(fǎng)問(wèn)；
FTP Server，遠(yuǎn)程程序修改能力；
設(shè)備最終是要到終端用戶(hù)端運(yùn)行的，開(kāi)放的數(shù)據(jù)連接能力，提供了生產(chǎn)管理、數(shù)據(jù)呈現(xiàn)、參數(shù)尋優(yōu)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，通過(guò)OPC UA，可以為工廠(chǎng)建立從設(shè)備-設(shè)備，設(shè)備到管理系統(tǒng)，乃至云端的連接能力，為數(shù)字化應(yīng)用提供支撐。
好用，是系統(tǒng)的能力，貝加萊，通過(guò)持續(xù)技術(shù)創(chuàng)新，一直致力于讓機(jī)器更為智能、更為便利與高效。
歡迎蒞臨貝加萊光伏展展臺(tái)！
（轉(zhuǎn)載）
