[發明專利]用于生產太陽能電池的裝置和方法

有效

• 申請號: 201310035422.8
• 申請日: 2013-01-29
• 公開（公告）號: CN103247714A
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發明（設計）人: 鄧鳳山;趙應誠;楊智仁;蕭國瑞
• 申請（專利權）人: 臺積太陽能股份有限公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18;H01L21/203
• 代理公司: 北京德恒律治知識產權代理有限公司 11409
• 代理人: 章社杲;孫征

相關申請的交叉參考

本申請要求于2012年2月10日提交的美國臨時專利申請第61/597,608號的優先權，其全部內容結合于此作為參考。

技術領域

本發明大體上涉及光伏領域，具體而言，涉及用于生產太陽能電池的裝置和方法。

背景技術

銅銦鎵硒化物(CIGS)是薄膜太陽能電池中常用的吸收層。CIGS薄膜太陽能電池在實驗室環境中實現了極好的轉換效率(＞20％)。通過共蒸鍍或硒化法兩種技術中的一種來完成最傳統的CIGS沉積。共蒸鍍涉及同時蒸發銅、銦、鎵和硒。這四種元素的不同熔點使得在大襯底上控制化學計量化合物的形成非常困難。此外，當采用共蒸鍍時，膜粘合性非常弱。硒化法涉及兩步工藝。首先，將銅、鎵和銦的前體濺射于襯底上。其次，在500攝氏度或更高的溫度下，通過前體與有毒的H₂Se/H₂S反應來發生硒化。

發明內容

為了解決現有技術中存在的問題，根據本發明的一個方面，提供了一種用于形成太陽能電池的裝置，包括：外殼，限定真空室；可旋轉襯底裝置，被配置成在多個表面上保持多個襯底，其中所述多個表面中的每一個都設置成面向所述真空室的內表面；第一濺射源，被配置成在所述多個襯底中的每一個的至少一部分表面上方沉積多個第一類型的吸收層原子；蒸發源，設置在所述真空室的第一副室中并且被配置成在所述多個襯底中的每一個的至少一部分表面上方沉積多個第二類型的吸收層原子；以及第一隔離源，被配置成隔離所述蒸發源和所述第一濺射源。

在上述裝置中，其中所述第一隔離源包括一個或多個隔離泵。

在上述裝置中，其中所述第一隔離源包括一個或多個隔離泵，其中所述第一隔離源包括：真空泵，設置在所述第一副室內以維持所述第一副室中的壓力低于所述第一副室外部的所述真空室中的壓力。

在上述裝置中，還包括：加熱裝置，被配置成加熱所述多個襯底，其中，所述襯底裝置是多邊形，而且所述加熱裝置具有與所述襯底裝置的形狀基本共形的形狀。

在上述裝置中，還包括：第二濺射源，被配置成在所述多個襯底中的每一個的至少一部分表面上方沉積多個第三類型的吸收層原子。

在上述裝置中，還包括：第二濺射源，被配置成在所述多個襯底中的每一個的至少一部分表面上方沉積多個第三類型的吸收層原子，其中，所述第一濺射源和所述第二濺射源在所述真空室內彼此相鄰設置。

在上述裝置中，還包括：第二濺射源，被配置成在所述多個襯底中的每一個的至少一部分表面上方沉積多個第三類型的吸收層原子，其中，所述第一濺射源和所述第二濺射源在所述真空室的相對面上設置。

在上述裝置中，還包括：第二濺射源，被配置成在所述多個襯底中的每一個的至少一部分表面上方沉積多個第三類型的吸收層原子，其中，所述第一濺射源和所述第二濺射源在所述真空室的相對面上設置，還包括：設置在所述蒸發源周圍的隔離擋板。

在上述裝置中，還包括：第二濺射源，被配置成在所述多個襯底中的每一個的至少一部分表面上方沉積多個第三類型的吸收層原子，其中，所述第一濺射源和所述第二濺射源在所述真空室的相對面上設置，還包括：設置在所述蒸發源周圍的隔離擋板，還包括：設置在所述蒸發源和所述第二濺射源之間的第一隔離泵；而且所述第一隔離源包括設置在所述蒸發源和所述第一濺射源之間的第二隔離泵。

在上述裝置中，還包括：第三濺射源，設置在所述真空室的第二副室中并且被配置成在所述多個襯底中的每一個的表面上方沉積緩沖層；第二隔離源，被配置成隔離所述蒸發源與所述第二濺射源；以及第三隔離源，被配置成隔離所述蒸發源與所述第三濺射源。

在上述裝置中，其中，所述第一類型包括銅，所述第二類型包括硒，且所述第三類型包括銦。

在上述裝置中，其中，所述第一類型包括銅，所述第二類型包括硒，且所述第三類型包括銦，其中，所述第一濺射源被配置成在所述多個襯底中的每一個的至少一部分表面上方沉積多個第一類型和第四類型的吸收層原子，其中所述第四類型是鎵。

在上述裝置中，還包括監視器以監測所述真空室中的工藝參數。

在上述裝置中，還包括設置在所述真空室內并且連接至所述真空室的第一表面的旋轉滾筒，所述旋轉滾筒具有與所述襯底裝置的形狀基本共形的形狀。

在上述裝置中，其中，所述襯底裝置的所述多個表面中的每一個相對于所述真空室的內表面以預定傾斜角設置。