[發(fā)明專利]制備太陽能電池的同軸系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010581187.0
• 申請日: 2010-12-01
• 公開（公告）號: CN102110744A
• 公開（公告）日: 2011-06-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 金宇三;金永君
• 申請（專利權(quán)）人: 顯示器生產(chǎn)服務(wù)株式會社
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18
• 代理公司: 廣州弘邦專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 44236
• 代理人: 張釔斌

發(fā)明背景

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于制備銅銦鎵(2)-硒(CIGS)太陽能電池的同軸系統(tǒng)。本發(fā)明尤其涉及一種太陽能電池制備的同軸系統(tǒng)，它將底板裝載區(qū)、沉淀區(qū)和熱處理區(qū)依次同軸連續(xù)地安裝在一個一體化的內(nèi)腔里，來連續(xù)地處理底板，同時在沉淀區(qū)內(nèi)分離出一個濺射單元的安裝空間，不僅可以替換一個濺射靶，避免對整個真空腔中的真空態(tài)產(chǎn)生破壞，還可以控制濺射靶和底板之間的距離，減少處理時間，使整個裝置的長度減小，提高整個生產(chǎn)線的管理效率。

背景技術(shù)

通常，可直接將光能轉(zhuǎn)換成電能的半導(dǎo)體器件之一的太陽能電池，主要分為硅太陽能電池如多晶硅和單晶硅太陽能電池，和非晶硅太陽能電池，化合物半導(dǎo)體太陽能電池，等等。

硅太陽能電池是一種利用半導(dǎo)體正負(fù)(PN)結(jié)在太陽光下形成電場的原理來生產(chǎn)電能的光電電池，通過加工一個放置有不同極性的N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體并互相接觸的硅晶片來形成不同的電極。

CIGS太陽能電池，一種化合物半導(dǎo)體太陽能電池，是一種具有高光吸收系數(shù)的銅(Cu)、銦(In)、鎵(Ga)、硒(Se)等沉淀的光能吸收層，和用于沉淀的如玻璃、聚合物等的基片，和可用于生產(chǎn)電能的太陽能電池。高效率CIGS太陽能電池可以制成厚度只有1-2μm的薄膜上。另外，由于優(yōu)良的電氣性能和光學(xué)穩(wěn)定性，CIGS太陽能電池可以形成一個非常理想的光吸收層。因此，CIGS太陽能電池是一種正在研究的低價格和高效率的太陽能電池。

一般來說，化合物半導(dǎo)體太陽能電池層壓薄片和薄膜的形式，如后方電極，光吸收層，緩沖層，透明電極層，防反光膜，網(wǎng)格等，在基片上作為一個個單元存在。因此，化合物半導(dǎo)體太陽能電池可以通過多元化的處理工藝，如濺射形成薄膜層的沉淀過程或蒸發(fā)沉淀過程等等來制造。

因此，傳統(tǒng)的太陽能電池生產(chǎn)工藝中使用多種設(shè)備來操作各自的工序，用于形成薄膜層的真空室，濺射沉淀設(shè)備，蒸發(fā)沉淀設(shè)備等等。

在這里，濺射沉淀設(shè)備用來濺射靶面沉淀薄膜所使用的活躍原子或分子，是通過加速使得在高壓條件下放電釋放出正離子，并使高能量的正離子去撞擊濺射靶面。

一般來說，傳統(tǒng)的濺射沉淀設(shè)備在真空室內(nèi)安裝一個濺射單元設(shè)備和濺射目標(biāo)，以及基片表面的理想沉淀材料，采用射頻(RF)或高壓直流電(DC)來濺射目標(biāo)和產(chǎn)生等離子體狀態(tài)的正離子來撞擊濺射的目標(biāo)。

然而，制造太陽能電池的傳統(tǒng)生產(chǎn)線存在以下問題。

第一個是，由于濺射沉淀設(shè)備，蒸發(fā)沉淀設(shè)備，熱加工設(shè)備等等都是獨(dú)立安裝以及工序生產(chǎn)線是分隔開的，連續(xù)或獨(dú)立的工序使得不僅加工條件變惡劣而且基片的移動距離增大，加工速度減慢，加工效率降低，同時加工生產(chǎn)量也大大的降低。第二是，因為多個真空室或熱量室各自獨(dú)立建設(shè)，這就使得使用公共的設(shè)備如真空泵就變得困難。第三是，由于基板的沉淀加工生產(chǎn)線過長，使得對生產(chǎn)線的有效管理變得困難。第四是，因為在濺射對象更換的過程中對整個真空室的真空度有破壞，這就使得在對濺射對象更換時不可能進(jìn)行濺射沉淀操作，此外，將會有大量的時間和成本用于真空環(huán)境的破壞與重新生成。第五是，由于濺射對象與基板之間存在空間距離，使得不可能得到相適合的控制來使濺射對象的消耗與沉淀加工的進(jìn)度保持一致，這就很難保證取得一致的沉淀品質(zhì)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方面是解決至少一個上述問題和/或缺點(diǎn)，提供至少一種下述優(yōu)點(diǎn)。因此，本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方面是將底板裝載區(qū)、沉淀區(qū)和熱處理區(qū)依次同軸連續(xù)地安裝在一個一體化的內(nèi)腔里，來增加一個連續(xù)的處理，使處理速度提高，從而可以連續(xù)地獲得一種額外的有效處理結(jié)果。

本發(fā)明的另一個優(yōu)選實施方面是可以簡易地使用現(xiàn)有的類似設(shè)備，如一個真空泵等，同時由于僅連接安裝一個真空腔或熱處理腔就可完成每個處理步驟，因此降低安裝成本。

本發(fā)明的一個更優(yōu)選實施方面是簡化了沉淀處理生產(chǎn)線的設(shè)置，提高了太陽能電池生產(chǎn)線的管理效率，從而實現(xiàn)了更大規(guī)模的生產(chǎn)。

本發(fā)明的另一個優(yōu)選實施方面是從真空腔的內(nèi)部空間中分離出一個濺射單元安裝間隔，替換掉濺射靶，從而避免了對整個真空內(nèi)腔中真空態(tài)的破壞。

本發(fā)明的另一個優(yōu)選實施方面是即使在沉淀處理中也可以更簡單方便地控制濺射靶和底板之間的間隔距離，提高沉淀質(zhì)量和處理效率。