[發明專利]利用加熱裝置制造太陽能電池的裝置和方法

有效

• 申請號: 201310462186.8
• 申請日: 2013-09-30
• 公開（公告）號: CN104300039B
• 公開（公告）日: 2017-11-21
• 發明（設計）人: 呂維倫;黃俊穎;李文欽
• 申請（專利權）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18
• 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

技術領域

本發明總體上涉及太陽能光伏領域，更具體地涉及使用加熱裝置制造太陽能電池的裝置和方法。

背景技術

銅銦鎵二硒（CIGS）是薄膜太陽能電池中常用的吸收層。在實驗室環境中，CIGS薄膜太陽能電池已取得很好的轉換效率（＞20%）。通過共蒸法或硒化法即可實現大多數常用的CIGS沉積。共蒸法涉及同時蒸發銅、銦、鎵和硒。四種元素的熔點不同使得在大的基板上控制形成化學計量化合物非常困難。此外，當使用共蒸法時，薄膜附著力非常差。硒化涉及一種兩步驟的工藝。第一步，將銅、鎵和銦前體濺射到基板上。第二步，在500攝氏度或高于500攝氏度的環境下，通過將前體和有毒的H2Se/H2S進行反應以發生硒化。

發明內容

為了解決現有技術中所存在的問題，根據本發明的一個方面，提供了一種形成太陽能電池的加熱裝置，包括：

一個或多個加熱元件，位于沉積處理系統內；

前蓋，從前面覆蓋所述一個或多個加熱元件；以及

背面金屬反射器，位于背面且與所述前蓋相配合來包圍所述一個或多個加熱元件。

在可選實施例中，所述沉積處理系統是旋轉沉積處理系統。

在可選實施例中，所述沉積處理系統是直線型沉積處理系統。

在可選實施例中，所述沉積處理系統是垂直沉積處理系統。

在可選實施例中，所述加熱元件是紅外線加熱元件、微波管加熱元件或電阻加熱元件。

在可選實施例中，所述背面金屬反射器的形狀為平坦形狀、弧形形狀或彎曲形狀。

在可選實施例中，所述加熱裝置設置在所述沉積處理系統的相鄰濺射陰極之間。

在可選實施例中，對于預定的周期，在所述加熱裝置的石英前蓋的前方或上方逐一順序地提供多個基板中的基板。

在可選實施例中，所述背面金屬反射器由不銹鋼板制成，所述前蓋由石英、石墨、碳化硅、陶瓷或具有高導熱性的任何材料中的一種制成。

在可選實施例中，所述背面金屬反射器包括凹槽元件或增強聚集在被處理的基板或太陽能電池上的熱輻射的可選形狀的元件。

在可選實施例中，所述背面金屬反射器由具有高反射率金屬涂層的板制成。

在可選實施例中，所述高反射率金屬涂層由金、銅或鋁制成。

在可選實施例中，所述背面金屬反射器包括凹槽元件。

在可選實施例中，所述加熱裝置位于限定所述沉積處理系統的真空艙的殼體內，并且所述沉積處理系統還包括至少一個第一濺射源和至少一個蒸發源，所述至少一個第一濺射源被配置為在多個基板中的每一個的至少部分表面上方沉積多個第一類型的吸收層原子，且所述至少一個蒸發源設置在所述真空艙的第一子艙內且被配置為在所述多個基板中的每一個的所述至少部分表面上方沉積多個第二類型的吸收層原子。

根據本發明的另一方面，還提供了一種形成太陽能電池的方法，包括:

在基板裝置的多個表面周圍設置多個基板，所述基板裝置被操作性地連接以在真空艙內順序地提供基板；

在所述多個基板中的每一個的表面上方形成吸收層；以及

用具有一個或多個加熱元件的加熱裝置給所述多個基板中的每一個的所述表面加熱，其中，所述一個或多個加熱元件封裝在從前面覆蓋所述一個或多個加熱元件的前蓋和位于背面且與所述前蓋相配合的背面金屬反射器之間。

在可選實施例中，加熱步驟包括：通過將形成所述一個或多個加熱元件的紅外線光源反射到所述背面金屬反射器的被構造為朝向被處理的基板的表面聚集熱輻射的成形表面來提供均勻的熱輻射。

在可選實施例中，設置所述多個基板包括：旋轉所述基板裝置，以在所述真空艙內順序地提供所述基板。

在可選實施例中，設置所述多個基板包括：所述基板裝置的在所述真空艙內順序地供給所述基板的直線型供給。

在可選實施例中，形成所述吸收層的步驟包括：使用第一濺射源在所述多個基板中的每一個的所述表面的至少部分上方沉積多個銅和鎵原子；使用蒸發源在所述表面的至少部分上方沉積多個硒原子；使用第二濺射源在所述多個基板中的每一個的所述表面的至少部分的上方沉積多個銦原子；以及，將所述多個銅和鎵原子、所述多個銦原子與所述多個硒原子進行反應以形成所述吸收層。

根據本發明的又一方面，還提供了一種形成太陽能電池的裝置，包括：

殼體，限定沉積處理系統的真空艙；

加熱裝置，位于所述真空艙內，所述加熱裝置包括：