[發(fā)明專利]利用強(qiáng)制對流對薄膜裝置進(jìn)行均勻熱處理的設(shè)備及方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210013302.3
• 申請日: 2012-01-16
• 公開（公告）號: CN103151260A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 保羅·亞歷山大;史蒂文·阿拉根
• 申請（專利權(quán)）人: 思陽公司
• 主分類號: H01L21/324
• 分類號: H01L21/324;H01L31/18
• 代理公司: 北京康信知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11240
• 代理人: 余剛;吳孟秋

相關(guān)申請的交叉引用

本申請要求于2011年1月14日提交的已共同轉(zhuǎn)讓的美國臨時專利申請第61/432,775號的優(yōu)先權(quán)，該申請的全部內(nèi)容以引用方式結(jié)合于本文以用于所有目的。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明總體上涉及光伏材料及制造方法。更具體地，本發(fā)明提供對薄膜光伏裝置進(jìn)行均勻熱處理的方法和設(shè)備。僅借助于實例，本發(fā)明的實施例包括利用強(qiáng)制對流以提高的溫度一致性來對光伏薄膜材料執(zhí)行有效熱處理的方法和設(shè)備。

背景技術(shù)

人類從最開始就已嘗試尋找利用能量的方法。能量呈現(xiàn)的形式諸如石油化學(xué)、水力發(fā)電、核、風(fēng)、生物量(biomass，生物質(zhì))、太陽能以及諸如木材和煤碳的更原始的形式。在上世紀(jì)，現(xiàn)代文明已依靠石油化學(xué)能量作為重要能源。石油化學(xué)能量包括天然氣和石油。天然氣包括諸如丁烷和丙烷的較輕形式，通常用于為家庭供熱和用作用于烹飪的燃料。石油包括汽油、柴油、和噴氣燃料，通常用于交通目的。石油化學(xué)的較重形式還可以在一些地方用于對家庭供熱。不幸的是，石油化學(xué)燃料的供應(yīng)是有限的，并且基于地球上可獲得的量該供應(yīng)實質(zhì)上是固定的。另外，隨著人們使用石油制品的量越來越多，所以其快速變?yōu)橄∪辟Y源，該資源最終將隨時間而耗盡。

近來，期望環(huán)境清潔的和可再生的能源。清潔能源的實例是水力發(fā)電的電力。水力發(fā)電電力源自于由諸如內(nèi)華達(dá)州的胡佛壩的水壩產(chǎn)生的水流驅(qū)動的發(fā)電機(jī)。產(chǎn)生的電力用于對加利福尼亞的洛杉磯市的大部分城市供電。清潔的和可再生的能源還包括風(fēng)、波、生物量等。即，風(fēng)車將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為更有用形式的能量，諸如電。清潔能源的其他形式包括太陽能。太陽能的具體細(xì)節(jié)能夠從整個本背景技術(shù)中找到，并且將在下面更具體地描述。

太陽能技術(shù)總體上將來自太陽的電磁輻射轉(zhuǎn)換成其他有用形式的能量。這些其他形式的能量包括熱能和電力。對于電力應(yīng)用，經(jīng)常使用太陽能電池。雖然太陽能是環(huán)境清潔的，并且已在一程度上獲得成功，但在其在全世界廣泛應(yīng)用之前還留有許多需要解決的限制。作為實例，一種類型的太陽能電池使用源自于半導(dǎo)體材料錠(ingot，棒)的晶體材料。這些晶體材料可以用于制造光電裝置，該光電裝置包括將電磁輻射轉(zhuǎn)換為電力的光伏和光二極管裝置。但是，晶體材料通常較貴，并且難以大規(guī)模制造。另外，由該晶體材料制成的裝置通常具有低能量轉(zhuǎn)換效率。其他類型的太陽能電池使用“薄膜”技術(shù)來形成光敏材料的薄膜以用于將電磁輻射轉(zhuǎn)換成電力。對于在制造太陽能電池過程中使用薄膜技術(shù)，存在有相似的限制。即，效率通常低。另外，膜可靠性通常較低，并且在傳統(tǒng)環(huán)境應(yīng)用中不能長時間使用。通常，薄膜難以通過機(jī)械方式彼此整體形成。這些傳統(tǒng)技術(shù)的這些和其他限制能夠從整個說明書中找到，并且將在下面更具體地描述。

作為對提高薄膜太陽能電池技術(shù)的努力，引入了在具有平面、管狀、圓柱形、圓形或其他形狀的一定尺寸的基板上制造改進(jìn)的基于CIGS/CIS的光伏膜疊層的一種或多種工藝。在形成光伏膜疊層時存在多種制造要求，諸如保持基板的結(jié)構(gòu)整體性、控制一個或多個前體層中的成分的化學(xué)組成、使所述一個或多個前體層于期望的氣態(tài)環(huán)境中進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)性熱處理、確保反應(yīng)性熱處理期間薄膜材料的一致性和粒度(granularity)等等。特別地，當(dāng)在具有大形狀因數(shù)的基板上制造基于薄膜的太陽能裝置時，期望在整個基板表面上的溫度一致性。雖然過去的傳統(tǒng)技術(shù)已解決了一些問題，但是它們在多種情況下通常還不夠。因此，期望改善用于具有平面形或非平面形形狀、固定或易彎曲(flexible，撓性)的基板上處理薄膜光伏裝置的設(shè)備和方法。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明的實施例涉及薄膜光伏材料及制造方法。更具體地，本發(fā)明提供一種用于對薄膜材料進(jìn)行均勻熱處理的方法和設(shè)備。僅僅借助于示例，本方法和設(shè)備利用強(qiáng)制對流來保持具有短運(yùn)行時間以及提高的溫度一致性的溫度曲線(temperature?profile)，以制造基于薄膜的光伏裝置，但是可以理解，本發(fā)明可具有其他構(gòu)造。