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【德国】制备各种功能性薄膜和纳米材料涂层的离子层气相反应工艺
该技术小试设备曾用于德国Manz和Bosch的铜铟镓硒太阳能电池上,工艺无毒性,沉积温度和生产成本低,沉积厚度可精确控制,沉淀的硫化铟薄膜可达到硫化镉薄膜相当的光电转换效率;
技术介绍
技术编号:T2018040020
成熟度:中试阶段
来源地:德国
合作方式:技术入股、技术转让、技术许可
合作价格:面议
专利:有
交付形式:工艺
所属领域:能源电力、材料科技、化学化工、生农医药
此技术可用于:废气处理|空气净化、纳米技术、新型高分子材料、电子技术|半导体|集成电路、医疗|医疗设备|器械、高端装备制造(机器人)、太阳能

方案描述

技术详述

一、团队介绍

该项技术研发的负责人Fischer教授发表过150多篇文章以及会议论文,参与过8本书的编写工作,在薄膜沉积领域有着深厚的技术积累。该项技术在研发过程中凝聚了数位博士后、博士的心血,使其工艺参数不断获得优化改进,以便达到最优效果。
在产业化过程中,团队与设备制造公司合作制造了可用于产品线的小试设备,并成功应用于相关领域的公司产品上。这个过程中,团队中的一名博士后,两名博士和两名工程师都做出了突出贡献,不断调试设备的各项参数,提升产品性能。

二、技术背景

用于薄膜材料沉积的技术主要有两大类:物理方法和化学方法。物理沉积方法一般需要在真空条件下运行,因此需要较为昂贵的真空设备以及较大的能源消耗。而化学方法存在的问题则是步骤繁琐,往往需要两步或者更多的反应步骤来完成沉积,同时,所沉积的薄膜均匀性也较难控制。
离子层气相反应的出现可以很大程度上解决上述方法中存在的问题。首先,这种工艺不需要真空以及高温的反应环境,所以能耗较低;其次,这种工艺步骤简单,可被方便的整合到生产线中;再次,该工艺所沉积的薄膜分布均匀,膜厚可控;最后,该工艺的应用范围较为广泛。因此,离子层气相反应工艺可以有效降低生产中的能耗,提升功能性薄膜的性能。
该生产工艺可应用于薄膜太阳能电池、传感器、光学仪器、纳米科技等等,因此也符合国家发展新能源,高科技材料的政策导向,是高科技创业的优良选择。

、原理方法

离子层气相反应的原理是利用气体或水雾向基板或器件表面引入前驱反应物,而后用另一种反应气体与前驱反应物进行反应得到所需要的最终产物。
四、应用影响

该工艺已有的应用包括沉积铜铟镓硒太阳能电池中的硫化铟缓冲层,可以有效替代有毒的硫化镉缓冲层,减小了铜铟镓硒太阳能电池对环境的毒性。薄膜太阳能电池的市场份额大约在600亿元左右,而且随着国家对于可再生能源的政策性支持,这个市场份额还会逐年扩大。在这个增长性市场中,该工艺市场规模也是很有吸引力。
此外,该工艺还能应用于传感器器件、光学组件、纳米涂层和纳米催化剂中,在国家推进新材料发展政策下,这些应用也能给这项工艺带来极为广阔市场前景。

五、未来投入与收益

该工艺目前处于小试到中试的转化阶段,需要根据市场需要进行下一步的针对性研发和转化工作。因为该工艺面对的是新能源,新材料和高性能器件等企业,所以附加值会比较高,预计产生收益会比较可观。
六、合作方式

合作方式可以面议。因为工艺目前还处于小试到中试的转化阶段,所以还需要一些研发投入。

技术优势

本技术具有以下优势:

  1. 低温工艺;
  2. 绿色工艺(譬如该工艺可以用沉积硫化铟薄膜来替代镓锡太阳能电池中有毒的硫化镉涂层);
  3. 工艺高效,可控;
  4. 该工艺适用于大部分无机薄膜沉积,并广泛应用于不同领域;
  5. 无毒性,沉积温度低,所需生产成本低,沉积厚度可精确控制。
效果指标

目前,本技术处于中试阶段,待产业化,该工艺沉积的硫化铟薄膜应用于铜铟镓硒太阳能电池时,其效果如下:

  1. 可达到与硫化镉薄膜相当的光电转换效率;
  2. 消除了镉元素的重金属毒性。
案例详述

成功案例如下:

案例一:此工艺已被成功用来沉积银颗粒在钙钛矿太阳电池的部分涂层中,此沉积可有效提高22%光电转化率。

案例二: 此工艺沉积的纳米颗粒被初步验证具有很强催化效能。

案例三:该技术的小试设备曾应用于德国的Manz和Bosch的铜铟镓硒太阳能电池上,与硫化镉缓冲层对比,获得了更高光电转换效率。

适用对象

本工艺适用于薄膜太阳能电池生产企业,光学涂层或传感器涂层供应商,新材料企业等。

联系方式:0546-7051969


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