BRPI0710139A2 - Aparelho para deposição de plasma para fazer células solares, e, método para formar uma camada de células solares - Google Patents
Aparelho para deposição de plasma para fazer células solares, e, método para formar uma camada de células solares Download PDFInfo
- Publication number
- BRPI0710139A2 BRPI0710139A2 BRPI0710139-2A BRPI0710139A BRPI0710139A2 BR PI0710139 A2 BRPI0710139 A2 BR PI0710139A2 BR PI0710139 A BRPI0710139 A BR PI0710139A BR PI0710139 A2 BRPI0710139 A2 BR PI0710139A2
- Authority
- BR
- Brazil
- Prior art keywords
- substrate
- plasma
- solar cell
- deposition
- plasma torch
- Prior art date
Links
- 230000008021 deposition Effects 0.000 title claims abstract description 227
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 86
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims abstract description 240
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 167
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 claims abstract description 56
- 239000000047 product Substances 0.000 claims abstract description 21
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims abstract 10
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims description 158
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 claims description 91
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 69
- 239000010453 quartz Substances 0.000 claims description 28
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 28
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims description 26
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 20
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 claims description 16
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 claims description 16
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 16
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 15
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 13
- 239000010408 film Substances 0.000 claims description 12
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 claims description 12
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-N Phosphine Chemical compound P XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 9
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 238000009616 inductively coupled plasma Methods 0.000 claims description 8
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 8
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 8
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 7
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 7
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 claims description 7
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- -1 vapor Substances 0.000 claims description 7
- BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N Selenium Chemical compound [Se] BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 claims description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 6
- 229910000073 phosphorus hydride Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000011669 selenium Substances 0.000 claims description 6
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 claims description 5
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 claims description 4
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 4
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 4
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 claims description 2
- 229910052754 neon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N neon atom Chemical compound [Ne] GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 claims 14
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 claims 3
- WXRGABKACDFXMG-UHFFFAOYSA-N trimethylborane Chemical compound CB(C)C WXRGABKACDFXMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 3
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims 2
- 210000004180 plasmocyte Anatomy 0.000 claims 2
- 241000208818 Helianthus Species 0.000 claims 1
- 235000003222 Helianthus annuus Nutrition 0.000 claims 1
- HVMJUDPAXRRVQO-UHFFFAOYSA-N copper indium Chemical compound [Cu].[In] HVMJUDPAXRRVQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 claims 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 claims 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 210000002381 plasma Anatomy 0.000 description 183
- 230000008569 process Effects 0.000 description 41
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 20
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 20
- 239000000463 material Substances 0.000 description 19
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 9
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 6
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 3
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 3
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 2
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 2
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 2
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical compound [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010012422 Derealisation Diseases 0.000 description 1
- KTSFMFGEAAANTF-UHFFFAOYSA-N [Cu].[Se].[Se].[In] Chemical compound [Cu].[Se].[Se].[In] KTSFMFGEAAANTF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000005112 continuous flow technique Methods 0.000 description 1
- CDZGJSREWGPJMG-UHFFFAOYSA-N copper gallium Chemical compound [Cu].[Ga] CDZGJSREWGPJMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 210000002858 crystal cell Anatomy 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 description 1
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000003517 fume Substances 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 239000011630 iodine Substances 0.000 description 1
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052743 krypton Inorganic materials 0.000 description 1
- DNNSSWSSYDEUBZ-UHFFFAOYSA-N krypton atom Chemical compound [Kr] DNNSSWSSYDEUBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 238000000623 plasma-assisted chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 229910052704 radon Inorganic materials 0.000 description 1
- SYUHGPGVQRZVTB-UHFFFAOYSA-N radon atom Chemical compound [Rn] SYUHGPGVQRZVTB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- IRPLSAGFWHCJIQ-UHFFFAOYSA-N selanylidenecopper Chemical compound [Se]=[Cu] IRPLSAGFWHCJIQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003346 selenoethers Chemical class 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000000427 thin-film deposition Methods 0.000 description 1
- 239000006163 transport media Substances 0.000 description 1
- LALRXNPLTWZJIJ-UHFFFAOYSA-N triethylborane Chemical compound CCB(CC)CC LALRXNPLTWZJIJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 1
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 description 1
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/50—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges
- C23C16/505—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges using radio frequency discharges
- C23C16/507—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges using radio frequency discharges using external electrodes, e.g. in tunnel type reactors
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/50—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges
- C23C16/513—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges using plasma jets
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/54—Apparatus specially adapted for continuous coating
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/0248—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies
- H01L31/0256—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by the material
- H01L31/0264—Inorganic materials
- H01L31/032—Inorganic materials including, apart from doping materials or other impurities, only compounds not provided for in groups H01L31/0272 - H01L31/0312
- H01L31/0322—Inorganic materials including, apart from doping materials or other impurities, only compounds not provided for in groups H01L31/0272 - H01L31/0312 comprising only AIBIIICVI chalcopyrite compounds, e.g. Cu In Se2, Cu Ga Se2, Cu In Ga Se2
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
- H01L31/20—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof such devices or parts thereof comprising amorphous semiconductor materials
- H01L31/202—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof such devices or parts thereof comprising amorphous semiconductor materials including only elements of Group IV of the Periodic Table
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
- H01L31/20—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof such devices or parts thereof comprising amorphous semiconductor materials
- H01L31/206—Particular processes or apparatus for continuous treatment of the devices, e.g. roll-to roll processes, multi-chamber deposition
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
- Y02B10/10—Photovoltaic [PV]
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/541—CuInSe2 material PV cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
- Plasma Technology (AREA)
Abstract
APARELHO PARA DEPOSIçãO DE PLASMA PARA FAZER CéLULAS SOLARES, E, METODO PARA FORMAR UMA CAMADA DE CéLULAS SOLARES Um aparelho para deposição de plasma para fazer células solares compreendendo um transportador tendo um eixo longitudinal para suportar pelo menos um substrato; pelo menos dois módulos, cada um tendo pelo menos uma tocha de plasma para depositar uma camada de um produto de reação sobre o pelo menos um substrato, a pelo menos uma tocha de plasma localizada a uma distância do pelo menos um substrato; uma câmara para conter o transportador e os pelo menos dois módulos; e um sistema de exaustão. Em outro modo de realização, o aparelho para deposição de plasma para fazer células solares compreende: meios para suportar um substrato; meios para suprir reagentes; meios de tocha de plasma para depositar um produto sobre um substrato, os meios de tocha de plasma localizados a uma distância do substrato; e meios para oscilar os meios de tocha de plasma em relação ao substrato.
Description
"APARELHO PARA DEPOSIÇÃO DE PLASMA PARA FAZERCÉLULAS SOLARES, E, MÉTODO PARA FORMAR UMA CAMADA DECÉLULAS SOLARES"
REFERÊNCIAS A PEDIDOS RELACIONADOS
Este pedido reivindica o benefício do pedido provisório US60/791.883, solicitado aos 14 de abril de 2006 e pedido provisório US60/815.575, solicitado aos 22 de junho de 2006. A totalidade destes pedidosestá aqui incorporada pela referência.
CAMPO DA INVENÇÃO
A presente invenção refere-se a um processo para fazermódulos fotovoltaicos ou células solares.
PROBLEMA
Como o preço do petróleo continua aumentando e outrasfontes de energia permanecem limitadas, há uma pressão crescente em relaçãoao aquecimento global resultante das emissões da queima de combustívelfóssil. Há uma necessidade de se encontrar e usar fontes de energiaalternativas como a energia solar, por ser grátis e não gerar gás de dióxido decarbono. Para isso, muitas nações estão aumentando seu investimento emfontes de energia confiáveis a longo prazo, particularmente, fontes de energia"verdes" ou "limpas". Todavia, embora a célula solar, também conhecidacomo célula ou módulos fotovoltaicos, tenha sido desenvolvida há muitosanos, seu uso é muito limitado devido ao custo de fabricação destas células oumódulos ser ainda elevado, tornando-as difíceis de competir com a energiagerada pelo combustível fóssil.
Presentemente, a célula solar de cristal único de silício tem amelhor eficiência de conversão de energia, mas, também, tem o custo deprodução mais alto. Alternativamente, película fina de silício, embora nãotenha a mesma eficiência elevada de uma célula de cristal único, é muito maisbarata de produzir. Conseqüentemente, ela tem potencial para a geração deenergia fotovoltaica de baixo custo. Outros tipos de materiais de películasfinas, como di-seleneto de cobre-índio-gálio ("CIGS"), também apresentaramresultados promissores com eficiências se aproximando das do cristal únicode silício, com custo mais baixo, mas ainda não suficientemente baixo paracompetir eficazmente com o combustível fóssil.
Parte da razão para o custo de fabricação é que as velocidadesde deposição destes processos são baixas e eles são demorados. Por exemplo,o processo típico de descarga luminescente de plasma na presença de umaconcentração elevada de gás hidrogênio para formar a camada desejada desilício consegue uma velocidade de deposição de aproximadamente 20 A/s ou0.12 micrômetros/minuto. Como outro exemplo, o método típico de deposiçãoquímica de vapor de plasma ("CVD") para formar camada de silício tipo i dealta qualidade consegue uma velocidade de deposição relatada de,aproximadamente, 15 A/s ou 0.09 micrômetros/minuto. Em ainda outroexemplo, o método típico de transporte químico de vapor ("CVT"), que usavapor de iodo como um meio de transporte para depositar silíciopolicristalino, conseguiu velocidades de crescimento da película de até,aproximadamente, 3 micrômetros/minuto.
Similar às tecnologias da célula solar de silício, esforços têmsido feito para fabricar células solares tipo CIGS usando técnicas diferentes.Em uma tentativa, células solares tipo CIGS são fabricadas em um processode dois estágios usando várias estruturas precursoras, que é conhecida comotecnologia de selenização. Tentativas têm sido feitas para melhorar atecnologia de selenização. Em uma dessas abordagens, é conhecido umprocesso de dois estágios usando a técnica de pulverização catódicamagnetrônica com um sistema de transportador para fazer uma película fina.Em outra abordagem, é usado um processo de recristalização de fase de vaporpara fazer películas de CIGS. O processo de recristalização foi usado como asegunda etapa do processo, e substituiu o processo de selenização comoensinado nas técnicas precedentes. Ainda em outra abordagem, a película deCIGS foi fabricada usando-se uma deposição eletroquímica em uma solução,a qual foi seguida por deposição física de vapor. Esta tecnologia produziucélula solar do tipo CIGS com uma eficiência de conversão global de 13,6%.
Além dos esforços para fabricar eficientemente os tipos decélulas solares mencionados acima, esforços adicionais têm sido despendidospara fabricar eficientemente outros tipos de células solares, como célulassolares de junção múltipla. Estes tipos de células solares têm uma construçãode camadas múltiplas com materiais diferentes. Os diferentes materiais têmfolgas de energia diferentes para absorver vários comprimentos de onda deenergia solar. Assim, estes tipos de células solares cobrem um espectro solarmais amplo e podem melhorar a eficiência da célula solar. Alguns esforçostêm sido despendidos para produzir eficientemente estes tipos de célulassolares. Em um desses esforços, as células solares de junção múltipla sãofabricadas com silício amorfo e di-seleneto de cobre-índio ("CIS ) e suasligas. Entretanto, este processo de fabricação é muito complicado e precisa detipos diferentes de equipamento, tornando-o caro para produzir estes tipos decélulas solares. Alguns exemplos para produzir camadas de CIS ou de CIGSincluem a deposição destas camadas por crescimento da solução, pulverizaçãocatódica, ou evaporação. Camadas de silício são depositadas, também, pormeio de deposição química realçada de vapor de plasma.
Como mencionado acima, a produção de células solares depelícula fina exige uma técnica de deposição para depositar as camadasnecessárias, e o meio mais eficaz para reduzir o custo de fabricação éaumentar a velocidade de deposição. A melhor velocidade de deposiçãorelatada para Deposição Química de Vapor de Plasma Realçado ("PECVD") éaproximadamente 5 A/s, e a velocidade de deposição para a descargaluminescente de plasma de silano é 20 A/s.
Além disso, além das velocidades de deposição lentas, outraetapa de retardamento do processo geralmente encontrada na fabricação decélulas solares envolve a incorporação de dopantes tipo ρ e tipo η para formara junção ρ η do material semicondutor. Esta etapa é executada, normalmente,em fornos de difusão extremamente lenta após a camada de película fina já tersido depositada, retardando, desse modo, ainda mais o processo global deproduzir eficientemente células solares.
Além disso, em relação ao processo de fabricar películas finasde CIGS, o processo usa geralmente dois ou mais estágios. A finalidade dasetapas adicionais do processo é depositar ou ajustar estes elementos paraconseguir as relações de composição e estrutura de fase desejadas ou ótimasdas películas finas de CIGS. Na primeira etapa, várias técnicas foram usadaspara acumular a espessura exigida de película com as relações deconcentração estando relativamente próximas do valor pretendido. Acombinação destas etapas inibe um processo eficiente de fabricação para fazeras películas finas de CIGS.
Informação relevante para tentar resolver estes problemas podeser encontrada nas patentes US 5.646.050 depositada aos 08 de julho de 1997para Li, et al.; 5.942.049 depositada aos 24 de agosto de 1999 para Li, et ai.;6.100.466 depositada aos 8 de agosto de 2000 para Nishimoto; 6.214.706depositada aos 10 de abril de 2001 para Madan, et al.; 6.281.098 depositadaaos 28 de agosto de 2001 para Wang, et al.; 5.141.564 depositada aos 25 deagosto de 1992 para Chen, et al.; 4.798.660 depositada aos 17 de janeiro 1989para Ermer, et al.; 4.915.745 depositada aos 10 de abril de 1990 para Pollock,et al.; 6.048.442 depositada aos 11 de abril de 2000 para Kushiya, et al;6.258.620 depositada aos 10 de julho de 2001 para Morei, et al; 6.518.086depositada aos 11 de fevereiro de 2003 para Beck, et al.; 5.045.409 depositadaaos 3 de setembro de 1991 para Eberspacker, et al.; 5.356.839 depositada aos18 de outubro de 1994 para Tuttle, et al; 5.441.897 depositada aos 15 deagosto de 1995 para Noufi, et al; 5.436.204 depositada aos 25 de julho de1995 para Albin et al.; 5.730.852 depositada aos 24 de março de 1998 paraBhattacharya, et al; 5.804.054 depositada aos 8 de setembro de 1998 paraBhattacharya, et al.; 5.871.630 depositada aos 16 de fevereiro de 1999 paraBhattacharya, et al; 5.976.614 depositada aos 2 de novembro 1999 paraBhattacharya, et al; 6.121.541 depositada aos 19 de setembro de 2000 paraArya; e 6.368.892 depositada aos 9 de abril de 2002 para Arya.
SOLUÇÃO
Os problemas descritos acima são resolvidos, e um avançotécnico é conseguido, com o aparelho para deposição de plasma e pelométodo para fazer células solares revelados neste relatório. O novo processousa uma tocha de plasma acoplada por indução para fazer células solares depelícula fina. Ele tem uma velocidade maior de deposição, e pode serprojetado como um processo de fluxo contínuo de modo que pode reduzirdramaticamente o custo de fabricação da película fina. Usando um sistema decorreia para um processo em linha, contínuo, este processo pode depositar apelícula fina exigida sobre um substrato como vidro, metal flexível, oumateriais de polímero de alta temperatura.
O novo processo de deposição de plasma acoplado por induçãoprovê uma velocidade de deposição mensurável mais elevada, portando, a um custo de fabricação muito mais baixo. Outro aspecto importante do novoaparelho para deposição de plasma e método para fazer células solares éincorporar simultaneamente este material dopante positivo e/ou negativodurante a deposição da película fina, eliminando, com isso, outro processomuito lento e caro nas etapas de fabricação.
Uma vantagem da tocha de plasma acoplada por indução é suavelocidade de deposição muito alta ("DR"). Para eficiência e economia noscustos adicionais de fabricação, uma ou mais tochas de plasma acopladas porindução podem ser mutuamente agrupadas para prover um conjunto de tochasde plasma acopladas por indução para formar o módulo de deposiçãointegrado com um sistema de correia. É um sistema de produção fácil, emboraversátil com velocidades de deposição e produção altas.
Além disso, o novo aparelho para deposição de plasma emétodo para fazer células solares podem injetar facilmente os materiaisdesejados no módulo de deposição correto, e depositar a camada projetadasobre um sistema de transportador, enquanto o substrato se move de ummódulo de deposição ou câmara de deposição para outro módulo dedeposição ou câmara de deposição. Alternativamente, o aparelho paradeposição de plasma e o método para fazer células solares provêm que acélula solar entre e reentre nos mesmos módulos de deposição quandoprodutos químicos diferentes são introduzidos em cada ciclo.
Além disso, ao dopar a película fina com este novo aparelhopara deposição de plasma e método para fazer células solares, se conseguecontrole direto da distribuição dos dopantes e um perfil de concentraçãomelhor do que o do processo de difusão típico. O aparelho e método podemtambém influenciar bastante a eficiência da conservação de energia e aspropriedades químicas e físicas. Além disso, usando-se um processo dedeposição em vez do processo de difusão para fazer películas finas, dopadas,tipo ρ e tipo n, não apenas são providos melhor controle e distribuição maisuniforme dos dopantes, como igualmente se elimina o processo em doisestágios, permitindo uma velocidade de produção mais elevada.
O novo aparelho para deposição de plasma e método parafazer células solares também satisfazem os desafios de produzir célula solarda alta qualidade, que incluem a otimização da qualidade da camada tipo i. Asexigências de camadas dopadas tipo ρ e η para baixa resistência de contato,alto potencial integrado, e alta transparência para reduzir perdas óticasdesnecessárias são favorecidas pelo presente novo aparelho para deposição deplasma e método para fazer células solares.
Em uma característica, o novo aparelho para deposição deplasma e o método para fazer células solares podem usar materiais quecontêm elementos da constituição do cobre, índio, gálio, e selênio que sãoinjetados na chama de plasma para formar uma camada delgada de CIGS. Emoutra característica, o aparelho para deposição de plasma e método para fazercélulas solares podem usar relações corretamente definidas de cobre, índio,gálio, e selênio para injetar na chama de plasma e formar a película fina deCIGS.
DESCRIÇÃO RESUMIDA DOS DESENHOS
Figura 1 ilustra uma vista lateral seccionada do aparelho paradeposição de plasma para fazer células solares de acordo com um modo derealização da presente invenção;
Figura 2 ilustra uma vista de topo do aparelho para deposiçãode plasma mostrando fileiras adjacentes de tochas de deposição de plasma emrelação a um substrato de acordo com um modo de realização da presenteinvenção;
Figura 3 ilustra uma vista de topo do aparelho para deposiçãode plasma incluindo uma câmara de deposição de acordo com um modo derealização da presente invenção;
Figura 4 ilustra uma vista de topo de um aparelho paradeposição de plasma mostrando fileiras adjacentes de tochas de deposição deplasma em relação a um substrato, de acordo com outro modo de realizaçãoda presente invenção;
Figura 5 ilustra uma vista de topo de um aparelho paradeposição de plasma mostrando fileiras adjacentes de tochas de deposição deplasma em relação a um substrato, de acordo com outro modo de realizaçãoda presente invenção;
Figura 6 ilustra um diagrama de fluxo de um processo parafazer células solares de acordo com um modo de realização da presenteinvenção;Figura 7 ilustra um diagrama de fluxo de outro processo parafazer células solares de acordo com um modo de realização da presenteinvenção; e
Figura 8 ilustra um diagrama de fluxo de outro processo parafazer células solares de acordo com outro modo de realização da presenteinvenção.
DESCRIÇÃO DETALHADA DOS DESENHOS
A figura 1 ilustra um modo de realização 100 de um aparelhopara deposição de plasma incluindo uma tocha de plasma acoplada porindução 102 posicionada acima de um substrato 104 que é suportado sobreum transportador 106. Neste modo de realização, a tocha de plasma acopladapor indução 102 é apontada para baixo para depositar um produto de reaçãosobre o substrato 104. Em outro modo de realização, a tocha de plasmaacoplada por indução 102 é apontada ou orientada de outra maneira oudireção em relação ao substrato 104. A tocha de plasma acoplada por indução102 consiste de dois tubos de quartzo: um tubo de quartzo externo 108 e umtubo de quartzo interno 110, mais curto, que são mostrados como estandoacoplados a uma câmara do aço inoxidável 112.
O transportador 106 tem um eixo longitudinal que estádefinido como estando alinhado com o sentido das setas mostradas na figura3. O transportador 106 pode ser uma plataforma estacionária ou umtransportador móvel. Preferivelmente, ela provê suporte para um ou maissubstratos 104 e os apresenta à tocha de plasma acoplada por indução 102, auma distância desejada, de acordo com a tocha de plasma acoplada porindução 102 que está sendo usada. Além disso, o transportador 106 podemover os substratos 104 por uma distância ao longo do eixo longitudinal dotransportador, antes de parar o movimento dos substratos para a deposição deum produto de reação, o que será descrito mais abaixo.
Tipicamente, o diâmetro e a altura ou comprimento do tubo dequartzo externo 108 e do tubo de quartzo interno 110 podem ser de qualquertamanho para se ajustar à aplicação desejada do tubo de quartzo externo 108 edo tubo de quartzo interno 110. Preferivelmente, o tubo de quartzo interno108 tem um comprimento mais curto do que o do tubo de quartzo externo108. Também, o tubo de quartzo externo 108 tem preferivelmente umdiâmetro na faixa de aproximadamente 50 milímetros ("mm") aaproximadamente 90mm e uma altura na faixa de 180mm a aproximadamente400mm. Mais preferivelmente, o diâmetro para o tubo de quartzo externo 108é aproximadamente 70mm com uma altura ou comprimento deaproximadamente 200mm. Preferivelmente, o tubo de quartzo interno 110tem um diâmetro na faixa de aproximadamente 5 Omm a cerca de 7 Omm euma altura na faixa de aproximadamente 120mm a aproximadamente 180mmMais preferivelmente, o diâmetro do tubo de quartzo interno 110 éaproximadamente 60mm com uma altura de aproximadamente 150mm.
A tocha de plasma acoplada por indução 102 incluiadicionalmente uma bobina de indução de cobre 114 que é localizada ao redorda porção mais baixa do tubo de quartzo externo 108. A bobina 114compreende uma pluralidade de espiras 116 tendo um diâmetroaproximadamente dentro da faixa de cerca 56mm a aproximadamente 96mm.Preferivelmente, a pluralidade de espiras 116 tem um diâmetro deaproximadamente 82mm. Tipicamente, a pluralidade das espiras 116 sãoespaçadas afastadas uma das outras por uma distância suficiente para prover aoperação da tocha de plasma acoplada por indução 102. Preferivelmente, apluralidade de espiras 116 são espaçadas afastadas umas das outras poraproximadamente 6mm. Além disso, um vão entre o tubo de quartzo externo108 e a bobina 114 pode estar na faixa de aproximadamente 2mm aaproximadamente IOmm. Igualmente, a distância entre a porção mais inferiorda bobina 114 e o substrato 104, é designada por "L," estando na faixa deaproximadamente 3Omm a aproximadamente 55mm.A tocha de plasma acoplada por indução 102 inclui,adicionalmente, um par de portas de injeção 118 que são conectadas a umalinha de produtos químicos da fonte precursora (não mostrada) portando osprodutos químicos da fonte precursora à tocha de plasma acoplada porindução 102. Com o uso do tubo de quartzo interno 110, o gás formador deplasma terá um padrão de fluxo em redemoinho. Os produtos químicos dafonte para a deposição do material semicondutor de película fina, como osilício serão injetados através das portas de injeção 118, que são localizadaspreferivelmente perto do lado mais baixo da tocha de plasma acoplada porindução 102 e apontados em direção à posição V=O pela mesma razão que arevelada na patente US 6.253.580 depositada para Gouskov et al., e a patenteUS 6.536.240 depositada para Gouskov et al., ambas aqui incorporadas pelareferência. Em um modo de realização, as portas de injeção 118 sãoconectadas à tocha de plasma acoplada por indução 102. Em outro modo derealização, as portas de injeção 118 não são conectadas à tocha de plasmaacoplada por indução, mas são conectadas a outro elemento estrutural dapresente invenção como aqui descrito. Em um modo de realização, a tocha deplasma acoplada por indução 102 é uma tocha de plasma acoplada indutiva.
As portas de injeção 118 compreendem uma tubulação de quartzo tendopreferivelmente um diâmetro na faixa de, aproximadamente, 3mm a,aproximadamente, IOmm, mais preferivelmente de, aproximadamente, 5mm,embora diâmetros da tubulação de outros tamanhos possam ser usados com atocha de plasma acoplada por indução 102. Neste modo de realização, um pardos portas de injeção 118 é posicionado diametralmente oposta uma à outra.Em outro modo de realização da presente invenção, podem ser utilizadas trêsou mais portas arranjadas simetricamente.
Além disso, a tocha de plasma acoplada por induçãol02 incluium par de entradas de gás de plasma 120 que são conectadas a uma linha desuprimento de gás de plasma (não mostrada) portando gases de plasma àtocha de plasma acoplada por indução 102. As entradas de gás de plasma 120entram na tocha de plasma acoplada por indução 102 substancialmente namesma altura. Preferivelmente, estas entradas de gás de plasma 120compreendem tubulação de aço inoxidável tendo um diâmetro de 5mm,embora uma faixa de diâmetros possa satisfazer essa finalidade.
A tocha de plasma acoplada por indução 102 é provida,igualmente, com uma entrada de refrigerante 122 e uma saída de refrigerante124. Durante o uso, um refrigerante, como a água, passa através da entrada derefrigerante 122, circula dentro da câmara de aço inoxidável 112, e sai atravésda saída de refrigerante 124. A entrada de refrigerante 122 e a saída derefrigerante 124 são formadas, preferivelmente, de aço inoxidável e têm umdiâmetro de, por exemplo, 5mm.
As entradas de gás de plasma 120, a entrada de refrigerante122 e a saída de refrigerante 124 são todas preferivelmente formadas em umacâmara 112 de aço inoxidável. A câmara 112 é, preferivelmente, um bloco debase quadrada de aço inoxidável com 80mm de lado, e tendo uma altura de,por exemplo, aproximadamente 40mm. A câmara 112 é montada naplataforma de sustentação (não mostrada).
Um gerador de alta freqüência (não mostrado) é conectadoeletricamente à bobina 114, energizando-a com uma saída de força variável deaté 60kW em uma freqüência de 5.28+/-0.13MHz. Em um modo derealização, o gerador é o modelo IG 60/5000, disponível de Fritz HuetringerElectronic GmbH da Alemanha. Este gerador é acionado com uma fonte dealimentação trifásica de 380 V, 50Hz, para energizar a tocha de plasmaacoplada por indução 102.
A fim cobrir uma largura de deposição maior, um grupo detochas de plasma acopladas por indução 102 é colocado em conjunto paraformar um módulo de deposição 200. A figura 2 mostra um modo derealização 200 de um módulo de deposição que consiste de um conjunto detochas de plasma acopladas por indução 102. Além de uma velocidade dedeposição elevada, o módulo de deposição 200 provê espessura de deposiçãouniforme. Como um exemplo, o módulo de deposição 200 consiste das tochasde plasma acopladas por indução 102 tendo um diâmetro de 70mm e duastochas de plasma acopladas por indução menores 102' tendo um diâmetro de35mm. Neste modo de realização, o módulo de deposição 200 produzirá umalargura de deposição de 240mm com espessura uniforme. Outros arranjos etamanhos de tochas de plasma acopladas por indução 102 podem ser usadosem um módulo de deposição para prover uma largura de deposição desejadapara uma aplicação particular.
Em um modo de realização, as tochas de plasma acopladas porindução 102 compreendem uma fileira. Em outro modo de realização, astochas de plasma acopladas por indução 102 compreendem duas ou maisfileiras e são posicionadas em um arranjo escalonado como mostrado nafigura 2 para sobreposição ou para prover deposição uniforme do produto dereação sobre o substrato 104. Como pode ser visto, estas fileiras sãopreferivelmente transversais ao eixo longitudinal do transportador 106. Emoutro modo de realização da presente invenção, as fileiras são arranjadas emoutra configuração para prover deposição uniforme do produto de reaçãosobre o substrato 104.
Os módulos de deposição 200 podem ser espaçados afastadospor a uma distância como mostrado adicionalmente na figura 3 ou podem seradjacentes uns aos outros dependendo da aplicação desejada. Além disso,cada módulo de deposição 200 pode depositar um produto de reaçãoespecífico sobre um substrato particular 104, antes desse substrato 104 semover para um módulo de deposição 200 subseqüente para depositar umproduto de reação idêntico ou diferente. Em um modo de realização, ummódulo de deposição 200 pode depositar um tipo de material ou produto dereação e outro módulo de deposição 200 pode depositar outro tipo de materialou produto de reação. Para obter a espessura da camada, módulos dedeposição múltiplos 200 podem ser usados para depositar o mesmo material.Dependendo do projeto, materiais intrínsecos ou dopados podem serdepositados a partir de módulos diferentes de deposição 200 que sãoposicionados logo acima do transportador 106.
A figura 3 ilustra um modo de realização 300 de um aparelhopara deposição de plasma incluindo uma câmara de deposição 302 paraencerrar uma pluralidade de módulos de deposição 200. Este modo derealização provê um processo de deposição contínuo devido ao número demódulos de deposição 200 que são posicionados ao longo do transportador106. As setas indicam a direção longitudinal do movimento 314 dotransportador 106. Os quatro módulos de deposição 200 estão alinhadosdentro da câmara de deposição para prover um processo de deposição emsérie, contínuo. A câmara de deposição 302 inclui uma entrada 304 e umasaída 306. Localizada na entrada 304 temos uma cortina de gás de entrada 308e localizado na saída 306 uma cortina de gás de saída 310 para isolar oambiente externo, do interior da câmara de deposição 302. A entrada 304 e asaída 306 podem ter qualquer forma ou projeto para acomodar uma aplicaçãodesejada. As cortinas de gás 308 e 310 compreendem preferivelmente um gásinerte como o argônio. Alguns gases exemplificativos adicionais incluem ohélio, néon, criptônio, xenônio, radônio, e nitrogênio.
A câmara de deposição 302 inclui um sistema de exaustão 312,adicional, tendo portas de exaustão (não mostradas) para remover subprodutosdos gases, fumos, e partículas da câmara de deposição 302. O sistema deexaustão 312 controla a pressão parcial dentro da câmara de deposição 302para assegurar condições ótimas de deposição. O controle da pressão parcialdentro da câmara de deposição 300; pode incluir adicionalmente ofornecimento de uma pressão negativa, como um vácuo. Em outro modo derealização, a pressão parcial pode ser controlada para, ou perto da pressãoatmosférica. Qualquer número de portas de exaustão pode ser empregadocomo desejado para uma aplicação específica. Preferivelmente, a câmara dedeposição 302 é feita de materiais à prova de explosão e, também, materialblindado para RF para proteger os trabalhadores.
Referindo-nos às figuras 4 e 5 elas ilustram um modo derealização 400 e o modo de realização 500 de um módulo de deposiçãoconsistindo de um conjunto de tochas de plasma acopladas por indução 102.Como mostrado, o módulo de deposição 400 consiste de cinco tochas deplasma acopladas por indução 102 tendo um diâmetro de 70mm. Outrosarranjos e tamanhos de tochas de plasma acopladas por indução 102 podemser usados em um módulo de deposição para prover uma largura de deposiçãodesejada para uma aplicação particular. Por exemplo, o módulo de deposição500 consiste de três tochas de plasma acopladas por indução 102 tendo umdiâmetro de 70mm. Nestes modos de realização, os módulos de deposição400 e 500 produzirão uma largura de deposição de aproximadamente 240mmcom espessura uniforme.
Em um modo de realização, um módulo de deposição podeincluir uma fileira de tochas de plasma acopladas por indução 102. Em outromodo de realização, um módulo de deposição pode incluir diversas fileiras detochas de plasma acopladas por indução 102. Os módulos de deposição 400 e500 incluem duas fileiras de tochas de plasma acopladas por indução 102 queestão posicionadas em um arranjo escalonado como mostrado nas figuras 4 e5 para sobreposição, provendo, então, deposição uniforme do produto dereação sobre o substrato 104. Como pode ser visto, estas fileiras de tochas deplasma acopladas por indução 102 são substancialmente transversais ao eixolongitudinal do transportador 106. Em outro modo de realização da presenteinvenção, as fileiras de tochas de plasma acopladas por indução 102 podemser arranjadas em outra configuração para prover um resultado de deposiçãodesejado do produto de reação sobre o substrato 104.No módulo de deposição 400, como mostrado na figura 4,duas tochas de plasma acopladas por indução 102 estão mostradas atrás detrês tochas de plasma acopladas por indução 102 em relação à direçãolongitudinal do movimento 314 do transportador 106. A distância centro-a-centro entre as duas tochas de plasma acopladas por indução 102, traseiras,está mostrada como sendo a distância 402 e a distância centro-a-centro entreas três tochas de plasma acopladas por indução 102 à frente está mostradacomo sendo a distância 404. Além disso, a distância centro-a-centro entre asduas fileiras de tochas de plasma acopladas por indução 102 está mostradacomo sendo a distância 406. Em um modo de realização, as distâncias 402 e404 são aproximadamente 80mm e a distância 406 é aproximadamente100mm. Além disso, com a amplitude de oscilação ou distância 408(explicada mais abaixo) sendo aproximadamente 80mm, é provida umalargura total de deposição uniforme de 320mm. Isto é, 30% a mais na largurado que o conseguido anteriormente com menos tochas de plasma acopladaspor indução 102.
Similarmente, no módulo de deposição 500 mostrado na figura5, uma tocha de plasma acoplada por indução 102 é mostrada atrás de duastochas de plasma acopladas por indução 102 em relação à direção longitudinaldo movimento 314 do transportador 106. A distância centro-a-centro entre asduas tochas de plasma acopladas por indução 102 à frente, é mostrada comosendo a distância 502. Além disso, a distância centro-a-centro entre as duasfileiras de tochas de plasma acopladas por indução 102 é mostrada comosendo a distância 504. Em um modo de realização, a distância 502 éaproximadamente 80mm e a distância 504 é aproximadamente IOOmm. Deve-se notar que, devido a ser usadas menos tochas de plasma acopladas porindução 102 no módulo de deposição 500 comparado aos módulos dedeposição 200 e 400 o espaçamento entre as tochas de plasma acopladas porindução 102 é maior. Além disso, com a amplitude de oscilação ou distância508 (explicada mais abaixo) sendo aproximadamente 80mm, é provida umalargura total de deposição uniforme de 240mm. Este modo de realizaçãoprovê aproximadamente a mesma largura de deposição que no modo derealização 200, mas com um número menor de tochas de plasma acopladaspor indução 102.
Para prover cobertura de deposição uniforme de um substrato104, os módulos de deposição 400 e 500 oscilam em uma direção 408 que ésubstancialmente transversal à direção longitudinal do movimento 314 dotransportador 106. Desse modo, as tochas de plasma acopladas porindução 102 dos módulos de deposição 400 e 500 são osciladas para frente epara trás através do substrato 104 uma vez que são suportados e movidos aolongo da direção longitudinal do movimento 314 do transportador 106. Emum aspecto, os módulos de deposição 400 e 500 permanecem a uma distânciafixa do substrato 104 durante seu movimento de oscilação. Em outro aspecto,a distância entre os módulos 400 e 500 e o substrato 104 pode ser variável. Acobertura de deposição de oscilação permite que menos tochas de plasmaacopladas por indução 102 sejam usadas durante uma operação de deposição.Utilizando-se menos tochas de plasma acopladas por indução 102, estaspodem ser espaçadas afastadas umas das outras por distâncias maiores quandocomparadas ao espaçamento das tochas de plasma acopladas por indução 102do módulo de deposição 200.
O movimento de oscilação ou alternado é ajustado para proverdeposição ótima do produto de reação sobre o substrato 104. Este movimentode oscilação ou alternado tem uma amplitude e uma velocidade que é variávelou fixa para prover os resultados de deposição desejados. A amplitude domovimento de oscilação dos módulos de deposição 400 e 500 édefinida,geralmente, como sendo a distância pela qual eles oscilam oualternam de um lado para outro na direção transversal 408 em relação aotransportador 106 ou ao substrato 104. Preferivelmente, o módulo dedeposição 400 oscilará ou alternará com uma amplitude igual à distância 402ou 404 dependendo de qual delas for a maior. Em relação ao módulo dedeposição 500, ele oscilará ou alternará com uma amplitude igual à distância502. Estas são amplitudes exemplificativas e outras amplitudes podem serusadas para conseguir um resultado de deposição desejado.
Além disso, os módulos de deposição 400 e 500 oscilarão oualternarão a uma freqüência desejada. A freqüência é definida tipicamentecomo o número de vezes que os módulos de deposição 400 e 500 oscilampara frente e para trás através de um substrato 104 ou transportador 106, emum dado tempo. Além disso, devido à oscilação, ou ao movimento alternado,os módulos de deposição 400 e 500 se moverão para frente e para trás atravésde um substrato 104 ou transportador 106 a uma velocidade desejada.
Além disso, a velocidade e freqüência do movimento deoscilação podem ser adicionalmente determinadas pela velocidade dotransportador 106. Por exemplo, se a velocidade do transportador 106 formais lenta, então, a velocidade e a freqüência do movimento de oscilaçãopodem, também, ser mais lentas. Inversamente, se a velocidade dotransportador 106 for rápida, então, a velocidade e a freqüência do movimentode oscilação podem igualmente ser mais rápidas. Além disso, se a velocidadedo transportador 106 é variada enquanto a velocidade e a freqüência domovimento de oscilação permanecem fixas, então, serão conseguidasespessuras diferentes do produto de reação sobre o substrato 104. Igualmente,se menos tochas de plasma acopladas por indução 102 forem empregadas emum módulo de deposição particular, então, sua amplitude na direçãotransversal 408 pode ser maior. Inversamente, se mais tochas de plasmaacopladas por indução 102 forem empregadas em um módulo de deposiçãoparticular, então, sua amplitude do sentido transversal 408 pode ser menor.
Combinadas, estas características de movimento de oscilaçãoao longo da direção transversal 408 provêm um resultado de deposiçãodesejável de um produto de reação sobre um substrato 104. Estascaracterísticas são determinadas ou ajustadas previamente ou durante oprocesso de deposição para conseguir os resultados de deposição desejados.Por exemplo, o módulo de deposição 400 inclui menos tochas de plasmaacopladas por indução 102 do que o módulo de deposição 500, então, oespaçamento das distâncias 502 e 504 pode ser maior do que as distâncias402, 404, 406 do módulo de deposição 400. Devido a essas distâncias maiorese menos tochas de plasma acopladas por indução 102, o movimento deoscilação do módulo de deposição 500 pode ter uma velocidade e umafreqüência maiores do que o módulo de deposição 400. Todas estascaracterísticas do movimento de oscilação podem ser otimizadas para umaaplicação particular para prover uma espessura de deposição ótima de umproduto de reação sobre um substrato particular 104. Tipicamente, aamplitude é igual à distância que os módulos de deposição 400 e 500 semovimentam como aqui descrito, e o tempo de freqüência é igual ao tempopara um ciclo de oscilação completo. Assim, uma velocidade de oscilaçãopode ser calculada dividindo-se a amplitude pelo tempo de freqüência.
As distâncias 402, 404, e 406 podem ser as mesmas oudiferentes dependendo de diversos fatores, incluindo a velocidade dedeposição e cobertura desejadas, espessura da deposição, uniformidade dadeposição, velocidade do transportador 106, número de tochas de plasmaacopladas por indução 102 usado, orientação das tochas de plasma acopladaspor indução 102, e semelhantes. Do mesmo modo, as distâncias 502 e 504podem ser as mesmas ou diferentes dependendo destes fatores.
Os módulos de deposição 400 e 500 podem ser espaçados poruma distância afastada similarmente dos módulos de deposição 200 comomostrado na figura 3 ou podem ser adjacentes um ao outro dependendo daaplicação desejada. Além disso, cada módulo de deposição 200, 400, e 500pode depositar um produto de reação específico sobre um substrato particular104 antes do substrato 104 se mover para um módulo de deposição 200subseqüente, para deposição de um produto de reação idêntico ou diferente.Em um modo de realização, um módulo de deposição 200, 400, e 500 podedepositar um tipo de material ou produto de reação e outro módulo dedeposição 200, 400, e 500 pode depositar outro tipo de material ou produto dereação. Para obter a espessura da camada, os módulos de deposição múltiplos200, 400, e 500 podem ser usados para depositar o mesmo material.Dependendo do projeto, materiais intrínsecos ou dopados podem serdepositados a partir de módulos de deposição diferentes 200, 400, e 500 queestão posicionados logo acima do transportador 106.
Ainda em outro modo de realização da presente invenção asfileiras de cada módulo de deposição podem oscilar ou alternar em relaçãoumas às outras. Por exemplo, referindo-nos à figura 4, as três tochas deplasma acopladas por indução 102 frontais, compreendendo a fileira frontalpodem oscilar ou alternar em relação às duas tochas de plasma acopladas porindução 102 da fileira traseira do módulo de deposição 400. Em um aspecto,as três tochas de plasma acopladas por indução 102 frontais, permanecemestacionárias enquanto as duas tochas de plasma acopladas por indução 102traseiras oscilam ou alternam por uma distância ou amplitude 402. Em outroaspecto, as três tochas de plasma acopladas por indução 102 frontais, podemoscilar ou alternar por uma distância ou amplitude 404 enquanto as duastochas de plasma acopladas por indução 102 traseiras permanecemestacionárias. Ainda em outro aspecto, as três tochas de plasma acopladas porindução 102 frontais, podem oscilar ou alternar por metade da distância ouamplitude 404, enquanto as duas tochas de plasma acopladas por indução 102traseiras oscilam ou alternam por metade da distância ou amplitude 402 paraprover a cobertura de deposição desejada.
Do mesmo modo, referindo-nos à figura 5, as duas tochas deplasma acopladas por indução 102 compreendendo a fileira frontal podemoscilar ou alternar em relação à tocha de plasma acoplada por indução 102 dafileira traseira do módulo de deposição 500. Assim, as fileiras de tochas deplasma acopladas por indução 102 oscilam ou alternam em relação às outrasfileiras de tochas de plasma acopladas por indução 102 dentro de um módulode deposição particular. Em um aspecto, as duas tochas de plasma acopladaspor indução 102 frontais, compreendendo a fileira frontal, podem oscilar oualternar em relação às duas tochas de plasma acopladas por indução 102 dafileira traseira do módulo de deposição 400. Em um aspecto, as duas tochasde plasma acopladas por indução 102 frontais, permanecem estacionáriasenquanto a tocha de plasma acoplada por indução 102 traseira oscila oualterna por uma distância ou amplitude. Em outro aspecto, as duas tochas deplasma acopladas por indução 102 frontais podem oscilar ou alternar peladistância ou amplitude 502, enquanto a tocha de plasma acoplada por indução102 traseira permanece estacionária. Ainda em outro aspecto, as duas tochasde plasma acopladas por indução dois 102, frontais, podem oscilar ou alternarpela metade da distância ou da amplitude 508 enquanto a tocha de plasmaacoplada por indução 102 traseira oscila ou alternar pela metade de umadistância, ou de uma amplitude, para prover a cobertura de deposiçãodesejada.
Em ainda outro modo de realização da presente invenção, umatocha de plasma acoplada por indução 102 pode ser oscilada como aqueladescrita acima. Neste modo de realização, o transportador 106 se moverá emum movimento gradual e não em um movimento contínuo. Por exemplo, otransportador 106 moverá o substrato 104 por uma distância em relação aomódulo, de deposição e, então, o módulo de deposição, oscilaria ou alternariaatravés do substrato 104 começando em um lado e atravessando para o outrolado do substrato 104. Então, o transportador 106 moveria o substrato 104 poroutra distância e pararia para outra passagem da superfície do substrato pelomódulo de deposição. A distância de cada etapa é dependente do diâmetro datocha de plasma acoplada por indução 102. Em outro aspecto da presenteinvenção, uma única, ou uma pluralidade das tochas de plasma acopladas porindução 102, pode fazer diversas oscilações ou alternações através de umsubstrato 104 enquanto deposita um produto de reação particular em cadapassagem quando o transportador se move contínua ou gradualmente.
O produto de reação é produzido pela reação de gás das fontesprecursoras na presença da tocha de plasma acoplada por indução 102. Atocha de plasma acoplada por indução 102 usa preferivelmente uma fonte degás de plasma inerte para formar o plasma quando a reação ocorre entre o gásda fonte precursora e a tocha de plasma acoplada por indução 102 paradepositar o produto de reação sobre o substrato 104. Alguns gasesexemplificativos da fonte de plasma incluem silano, hidrogênio, metano,diborano, trirnetilborono, fosfina, e misturas destes. A fonte precursora de gáspode incluir ou ter formas adicionais de matéria como gases, vapores,aerossóis, partículas pequenas, ou pós. Por exemplo, é possível depositarpelícula fina de alguns micrômetros de espessura oscilando ou alternando astochas de plasma acopladas por indução 102 para cobrir uma largura de Imou mais larga e continuando a mover o transportador para conseguir qualquercomprimento de deposição desejado
O produto de reação é preferivelmente um único elemento,composto, ou mistura de elementos ou de compostos e inclui elementos ecompostos como cobre, índio, gálio, selênio, silício, camadas intrínsecas tipoI, camadas de silício dopado tipo p, e silício dopado tipo n. Em um modo derealização, o produto de reação é uma camada de di-seleneto de cobre-gálio-índio ("CIGS") que é encontrada em células solares.
A célula solar típica terá estruturas de camadas ρ i n ou n i p.Adicionalmente, uma camada individual para a célula solar de silício pode serformada com seguintes produtos químicos.
Para silício intrínseco (camada tipo i), silano (SiH4) é omaterial mais comumente usado para estas camadas de silício. Além disso,gás hidrogênio (H2) é adicionado igualmente à corrente de gás para fazer o Sidesejado: camada tipo i H. Para silício dopado tipo p, pode ser usado, porexemplo, tanto uma mistura de gases SiH4, CH4 e B2H6, quanto uma misturade gases SiH4, H2, e Trimetilboro B(CH3). Para silício dopado tipo n, pode serusado uma mistura de gases SiH4 e PH3 ou SiH4, H2, e PH3.
O substrato 104 pode ter qualquer tamanho desejado incluindoaqueles tamanhos conhecidos geralmente na técnica das células solares.Preferivelmente, o substrato é feito de um vidro revestido com óxido deestanho, como o de Asahi ou um vidro revestido com molibdênio, como oCorning 1737, por exemplo.
Além dos aspectos e modos de realização acima mencionadosdo presente aparelho para deposição de plasma, a presente invenção inclui,adicionalmente, métodos para fabricar estas células solares. A figura 6 ilustraum diagrama de fluxo de um modo de realização 600 de um desses processos.Na etapa 602, um substrato 104 ou uma pluralidade de substratos 104 sãocolocados sobre um transportador 106. Na etapa 604, a temperatura dotransportador 106 é controlada para uma temperatura apropriada para adeposição ótima do produto de reação sobre o substrato 104. Na etapa 606, apressão parcial dentro da câmara de deposição 302 é controlada para prover apressão ótima para a deposição do produto de reação sobre o substrato 104.
Na etapa 608, a tocha de plasma acoplada por indução 102 éiniciada. Esta etapa pode incluir iniciar o fluxo de suprimento de gás deplasma às entradas de gás de plasma 120 e, então, a ignição do plasmaprovendo-se eletricidade à bobina de indução 114. Adicionalmente, a etapa608 pode incluir igualmente a seleção do gás da fonte precursora para serusado para produzir o produto de reação desejado durante a deposição sobre osubstrato 104 ou pluralidade de substratos 104. A etapa 608 pode incluirigualmente a inicialização de todas as outras tochas de plasma acopladas porindução 102 se uma pluralidade delas for usada como nos módulos dedeposição 200.
Na etapa 610, a tocha de plasma acoplada por indução 102deposita o produto de reação sobre o substrato 104. Na etapa 612 é feita umainquirição para saber se outra camada de um produto de reação deve serdepositada pela tocha de plasma acoplada por indução 102. Se a resposta naetapa 612 for "não, então, o processo termina. Se a resposta a esta inquiriçãofor sim, então, outra inquirição é feita na etapa 613. Se a resposta àinquirição na etapa 613 for "não," então, o processo prossegue para a etapa616 onde a distância entre a tocha de plasma acoplada por indução 102 e osubstrato 104 pode ser ajustada antes de depositar outra camada de películafina do produto de reação. Preferivelmente, esta etapa é, então, seguida de umretorno à etapa 610. Como descrito acima, a etapa 610 pode incluir depositaruniformemente a camada de película fina do produto de reação com uma oumais tochas de plasma acopladas por indução 102, simultaneamente. Se aresposta à inquirição na etapa 613 for sim, então, na etapa 614, otransportador 106 move o substrato 104 ou a pluralidade de substratos 104 nadireção da próxima tocha de plasma acoplada por indução 102, ou pluralidadede tochas de plasma acopladas por indução 102 do módulo de deposição 200,e a camada seguinte de produto da reação é depositada sobre o substrato 104,ou sobre a pluralidade dos substratos 104. Preferivelmente, o processo, então,retorna à etapa 612 onde outra inquirição é feita para saber se outra camada deproduto da reação deve ser depositada sobre o substrato 104 ou sobre apluralidade de substratos 104. Este processo é repetido até que o número,tipos e espessuras desejados de produtos da reação tenham sido depositadossobre o substrato 104 ou sobre a pluralidade de substratos 104.
A figura 7 ilustra um diagrama de fluxo de um modo derealização 700 de outro desses processos. Na etapa 702, o transportador 106 éiniciada e, na etapa 704, a temperatura do transportador 106 é controlada parauma temperatura apropriada para deposição ótima do produto de reação sobreo substrato 104. Na etapa 706, a pressão dentro da câmara de deposição 302 écontrolada para prover a pressão ótima para a deposição do produto de reaçãosobre o substrato 104.
Na etapa 708, a tocha de plasma acoplada por indução 102 oua pluralidade de tochas de plasma acopladas por indução 102 são iniciadas.Esta etapa pode incluir o início do fluxo de suprimento de gás de plasma àsentradas de gás de plasma 120 e, então, da ignição do plasma provendo-seeletricidade à bobina de indução 114. Além disso, a etapa 708 pode incluirigualmente a seleção de gás da fonte precursora para ser usado para produziro produto de reação desejado durante a deposição sobre o substrato 104 ousobre a pluralidade de substratos 104.
Na etapa 710, o gás da fonte precursora é injetado na tocha deplasma acoplada por indução 102 ou na pluralidade de tochas de plasmaacopladas por indução 102. Em um modo de realização, o fluxo de gás dafonte precursora do pode ser ajustado ou otimizado medindo-se, em estadodesligado as espessuras, composição, e/ou desempenho dos substratos 104que já foram depositados com uma camada do produto de reação. Se asespessuras, composição, e/ou desempenho não estiverem dentro dos padrõesdo projeto, então, gás da fonte precursora e/ou a velocidade de fluxo de gás dafonte precursora podem ser ajustadas conformemente. Na etapa 712, a chamade plasma da tocha de plasma acoplada por indução 102 ou a pluralidade dastochas de plasma acopladas por indução 102 é estabilizada.
Na etapa 714, é feita uma inquirição para saber se a tocha deplasma acoplada por indução 102 adicional, ou a pluralidade de tochas deplasma acopladas por indução 102 deve ser inicializada e estabilizada. Emcaso afirmativo, então, o processo retorna preferivelmente à etapa 708 parainiciar a tocha de plasma acoplada por indução 102 ou a pluralidade de tochasde plasma acopladas por indução 102, ou módulos de deposição 200. Se aresposta à inquirição na etapa 714 for não, então, outra inquirição é feita naetapa 716. Nesta inquirição, módulos de deposição 200 adicionais podem seriniciados e estabilizados. Se a resposta a esta inquirição for "não," então, oprocesso prossegue preferivelmente para a etapa 718 onde os substratos 104são carregados sobre o transportador 106. Isto é seguido pela etapa 720, ondea distância entre a tocha de plasma acoplada por indução 102 ou a pluralidadede tochas de plasma acopladas por indução 102 e os substratos 104 pode serajustada.
Na etapa 722, a tocha de plasma acoplada por indução 102 oua pluralidade de tochas de plasma acopladas por indução 102 dos módulos dedeposição 200 deposita o produto de reação sobre o substrato 104. Na etapa724, é feita uma inquirição para saber se outra camada de um produto dareação deve ser depositada pela tocha de plasma acoplada por indução 102 oupela pluralidade das tochas de plasma acopladas por indução 102. Se aresposta na etapa 724 for não, então, o processo, preferivelmente, termina.
Se a resposta na etapa 724 for "sim," então, é feita outra inquirição na etapa726. Na etapa 726, é feita uma inquirição para saber se uma camada depelícula fina diferente do produto de reação deve ser depositada sobre osubstrato 104. Se a resposta a esta inquirição for não," então, preferivelmenteo processo retorna à etapa 720 para ajustar a distância entre a tocha de plasmaacoplada por indução 102 ou a pluralidade de tochas de plasma acopladas porindução 102 e o substrato 104 ou pluralidade de substratos 104, seguida peladeposição de outra camada de produto de reação na etapa 722. Se a resposta àinquirição na etapa 726 for sim, então, na etapa 728 o transportador 106move preferivelmente o substrato 104 ou a pluralidade de substratos 104 nadireção da tocha de plasma acoplada por indução 102, seguinte, oupluralidade de tochas de plasma acopladas por indução 102 ou do módulo dedeposição 200. Então, na etapa 730, a tocha de plasma acoplada por indução102 ou a pluralidade de tochas de plasma acopladas por indução 102 deposita,ou o módulo de deposição 200 deposita a camada seguinte de produto dereação sobre o substrato 104 ou sobre a pluralidade de substratos 104.
Na etapa 732, outra inquirição é feita para saber se outracamada e película fina do produto de reação devem ser depositadas. Se aresposta a esta inquirição for "sim," então, o processo retorna preferivelmenteà etapa 726. Se a resposta a esta inquirição for "não, então, o processopreferivelmente termina e os substratos 104 ou a pluralidade de substratos 104são removidos do transportador 106.
Em outro aspecto dos presentes métodos para fabricar célulassolares, os substratos 104 podem ser removidos do processo outras vezes alémda descritas acima para medir as espessuras, composições, e/ou o desempenhodo processo de deposição para determinar se deve ser ajustado qualquer umdos parâmetros de processo descritos acima, como a temperatura dotransportador, pressão da câmara de deposição, composição do gás da fonteprecursora, e/ou a velocidade de fluxo do gás da fonte precursora para uma oumais da tocha de plasma acoplada por indução 102 ou pluralidade de tochasde plasma acopladas por indução 102 ou módulos de deposição 200.
A figura 8 ilustra um diagrama de fluxo de um modo derealização 800 de outro desses processos. Na etapa 802, o transportador 106 éiniciada e na etapa 804 a velocidade e temperatura do transportador 106 sãocontroladas para uma temperatura apropriada para a deposição ótima doproduto de reação sobre o substrato 104. Na etapa 806, a pressão dentro dacâmara de deposição 302 é controlada para prover a pressão ótima para adeposição do produto de reação sobre o substrato 104.
Na etapa 808, a tocha de plasma acoplada por indução 102 oua pluralidade de tochas de plasma acopladas por indução 102 é iniciada. Estaetapa pode incluir iniciar o fluxo de suprimento de gás de plasma às entradasde gás de plasma 120 e, então, a ignição do plasma provendo-se eletricidade àbobina de indução 114. Além disso, a etapa 808 pode incluir igualmente aseleção de gás da fonte precursora a ser usado para produzir o produto dereação desejado durante a deposição sobre o substrato 104 ou sobre apluralidade de substratos 104.
Na etapa 810, um ou mais dos módulos de deposição 400 e500 são oscilados ou alternados transversalmente para prover uma amplitude,velocidade, e freqüência suficiente para prover a cobertura de deposiçãodesejada através do substrato 104 ou pluralidade de substratos 104. Na etapa812, gás da fonte precursora é injetado na tocha de plasma acoplada porindução 102 ou na pluralidade de tochas de plasma acopladas por indução 102.Em um modo de realização, o fluxo de gás da fonte precursora pode serajustado ou otimizado medindo-se, em estado desligado, as espessuras,composição, e/ou desempenho dos substratos 104 que já tinham sidodepositados com uma camada do produto de reação. Se as espessuras,composição, e/ou desempenho não estiverem dentro dos padrões de projeto,então, o gás da fonte precursora e/ou a velocidade de fluxo do gás da fonteprecursora podem ser ajustados conformemente. A chama de plasma da tochade plasma acoplada por indução 102 ou pluralidade de tochas de plasmaacopladas por indução 102 é estabilizada.
Na etapa 814, é feita uma inquirição para saber se outracamada de um produto de reação deve ser depositada pela tocha de plasmaacoplada por indução 102 ou pela pluralidade das tochas de plasma acopladaspor indução 102. Se a resposta na etapa 814 for "não," então, o processoprefenvelmente termina. Se a resposta na etapa 814 for "sim", é feita outrainquirição na etapa 815. Na etapa 815, é feita uma inquirição para saber seuma camada diferente da película fina do produto de reação deve serdepositada sobre o substrato 104. Se a resposta a esta inquirição for "não,"então, preferivelmente, o processo retorna à etapa 818 para ajustar a distânciaentre a tocha de plasma acoplada por indução 102 ou pluralidade de tochas deplasma acopladas por indução 102 e o substrato 104 ou pluralidade desubstratos 104, seguida pela deposição de outra camada do produto de reaçãona etapa 812. Se a resposta à inquirição na etapa 815 for "sim, então, na etapa816 o transportador 106 move preferivelmente o substrato 104 ou apluralidade de substratos 104 para frente, para a tocha de plasma acoplada porindução 102 seguinte, ou pluralidade de tochas de plasma acopladas porindução 102 do módulo de deposição 400 e 500. Então, nas etapas 814, 815,818, e 812 a tocha de plasma acoplada por indução 102 ou a pluralidade detochas de plasma acopladas por indução 102 deposita, ou o módulo dedeposição 400 e 500 deposita a próxima camada de produto de reação sobre osubstrato 104 ou sobre a pluralidade de substratos 104.
Em outro aspecto dos presentes métodos para fabricar célulassolares, os substratos 104 podem ser removidos do processo outras vezes alémdas descritas acima para medir as espessuras, composições, e/ou desempenhodo processo de deposição para determinar se deve ser ajustado qualquer umdos parâmetros de processo descritos acima, como a temperatura dotransportador, pressão da câmara de deposição, composição do gás da fonteprecursora, e/ou a velocidade de fluxo do gás da fonte precursora para uma oumais da tocha de plasma acoplada por indução 102 ou pluralidade de tochasde plasma acopladas por indução 102 ou módulos de deposição 400 e 500.
Embora tenha sido descrito o que, presentemente, sãoconsiderados como os modos de realização preferidos do aparelho paradeposição de plasma e métodos para fazer células solares, deverá sercompreendido que o presente aparelho para deposição de plasma pode serimplementado em outras formas específicas, sem fugir do espírito oucaracterísticas essenciais do mesmo. Por exemplo, tochas de plasmaadicionais ou combinações diferentes de módulos de deposição, à exceçãodaqueles aqui descritos poderiam ser usadas sem fugir do espírito ou dascaracterísticas essenciais do presente aparelho para deposição de plasma emétodos para fazer células solares. Os presentes modos de realização devem,portanto, ser considerados em todos os aspectos como ilustrativos e nãorestritivos. O escopo da invenção está indicado mais pelas reivindicaçõesanexas do que pela descrição antecedente.
Claims (67)
1. Aparelho para deposição de plasma para fazer célulassolares, caracterizado pelo fato de compreender:meios para suportar um substrato;meios para suprir reagentes; emeios de tocha de plasma para deposição de um produto sobreo mencionado substrato, o mencionado meio de tocha de plasma localizado auma distância do mencionado substrato.
2. Aparelho para deposição de plasma para fazer célulassolares de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato dasmencionadas células solares depositadas serem células solares com finapelícula de silício.
3. Aparelho para deposição de plasma para fazer célulassolares de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato dasmencionadas células solares depositadas serem células solares com finapelícula de di-seleneto de cobre-índio-gálio (CIGS).
4. Aparelho para deposição de plasma para fazer célulassolares de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato dosmencionados reagentes poderem ser em uma forma selecionada do grupoconsistindo de um gás, vapor, aerossol, partícula pequena e pó.
5. Aparelho para deposição de plasma para fazer célulassolares de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato domencionado gás formador de plasma ser um gás argônio.
6. Aparelho para deposição de plasma para fazer célulassolares de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato domencionado produto ser produzido por um gás selecionado de silano,hidrogênio, metano, diborano, trimetilborano, fosfina e suas misturas.
7. Aparelho para deposição de plasma para fazer célulassolares de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato domencionado produto ser produzido de reagentes contendo produtos químicosselecionados do grupo consistindo de cobre, índio, gálio, selênio e suasmisturas.
8. Aparelho para deposição de plasma para fazer célulassolares de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato domencionado substrato ser selecionado do grupo consistindo de vidro revestidocom óxido de estanho e vidro revestido com molibdênio.
9. Aparelho para deposição de plasma para fazer célulassolares de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato damencionada distância entre o mencionado meio de tocha de plasma e omencionado substrato ser de cerca de 30-55mm.
10. Aparelho para deposição de plasma para fazer célulassolares, caracterizado pelo fato de compreender:um transportador tendo um eixo longitudinal para suportarpelo menos um substrato;pelo menos dois módulos, cada um tendo pelo menos umatocha de plasma para depositar uma camada de um produto de reação sobre omencionado pelo menos um substrato, a mencionada pelo menos uma tochade plasma localizada a uma distância do mencionado pelo menos umsubstrato;uma câmara para conter o mencionado transportador e osmencionados pelo menos dois módulos; eum sistema de exaustão.
11. Aparelho para deposição de plasma para fazer célulassolares de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato damencionada câmara compreender adicionalmente:uma entrada e uma cortina de gás de entrada para isolar amencionada câmara do ambiente externo à mencionada câmara; e uma saída euma cortina de gás de saída para isolar a mencionada câmara do ambienteexterno à mencionada câmara.
12. Aparelho para deposição de plasma para fazer célulassolares de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato dasmencionadas cortinas de gás compreender um gás inerte selecionado do grupoconsistindo de hélio, neon, argônio e suas misturas.
13. Aparelho para deposição de plasma para fazer célulassolares de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato domencionado sistema de exaustão compreender adicionalmente:portas de exaustão para remover gases e partículas desubprodutos da mencionada câmara.
14. Aparelho para deposição de plasma para fazer célulassolares de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato domencionado sistema de exaustão controlar a pressão parcial na mencionadacâmara.
15. Aparelho para deposição de plasma para fazer célulassolares de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato damencionada pelo menos uma tocha de plasma ser arranjada em uma filatransversal ao mencionado eixo longitudinal do mencionado transportadorpara depositar o mencionado produto de reação sobre o mencionado pelomenos um substrato.
16. Aparelho para deposição de plasma para fazer célulassolares de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato domencionado transportador ser de temperatura controlada para manter atemperatura ótima de deposição do mencionado produto de reação sobre omencionado pelo menos um substrato.
17. Aparelho para deposição de plasma para fazer célulassolares de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato damencionada pelo menos uma tocha de plasma ser uma tocha de plasmaindutivamente acoplada.
18. Aparelho para deposição de plasma para fazer célulassolares de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de pelomenos dois módulos depositarem o mencionado produto de reação sobre amencionada pluralidade de substratos em diferentes locais dentro damencionada câmara.
19. Aparelho para deposição de plasma para fazer célulassolares de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato domencionado transportador mover o mencionado pelo menos um substrato damencionada entrada para a mencionada saída.
20. Aparelho para deposição de plasma para fazer célulassolares de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato domencionado transportador mover o mencionado pelo menos um substrato emrelação aos mencionados pelo menos dois módulos para prover um processode deposição contínuo.
21. Aparelho para deposição de plasma para fazer célulassolares de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato domencionado produto de reação incluir um dopante de tipo η e um dopante detipo ρ que são depositados de diferentes módulos dos mencionados pelomenos dois módulos.
22. Aparelho para deposição de plasma para fazer célulassolares de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato domencionado produto de reação incluir pelo menos dois produtos de reaçãodiferentes que são depositados de diferentes módulos dos mencionado pelomenos dois módulos.
23. Aparelho para deposição de plasma para fazer célulassolares de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato dosmencionados pelo menos dois módulos depositarem o mencionado produto dereação em série sobre o mencionado pelo menos um substrato ao longo domencionado transportador.
24. Aparelho para deposição de plasma para fazer célulassolares de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato dasmencionadas células solares serem selecionadas do grupo consistindo deestruturas acamadas p-i-n e n-i-p.
25. Aparelho para deposição de plasma para fazer célulassolares, caracterizado pelo fato de compreender:um transportador tendo um eixo longitudinal para suportarpelo menos um substrato;um módulo tendo uma primeira fila de pelo menos das tochasde plasma de alta freqüência acoplada por indução transversamente aomencionado eixo longitudinal para depositar uma camada de um produto dereação substancialmente sobre todo o pelo menos um eixo de uma superfíciedo mencionado pelo menos um substrato, a mencionada pelo menos uma dastochas de plasma de alta freqüência compreendendo:uma bobina de indução circundando cada uma da pelo menosuma das tochas de plasma de alta freqüência acoplada por indução, amencionada bobina de indução localizada a uma distância do mencionadopelo menos um substrato;uma fonte de gás de plasma conectada à mencionada pelomenos uma das tochas de plasma de alta freqüência acoplada por indução;uma fonte química precursora da mencionada camada dereação conectada à mencionada pelo menos uma tocha de plasma de altafreqüência acoplada por indução;uma câmara para conter o mencionado transportador e osmencionados módulos; eum sistema de exaustão.
26. Aparelho para deposição de plasma para fazer célulassolares de acordo com a reivindicação 25, caracterizado adicionalmente pelofato de compreender uma segunda fila de pelo menos uma das tochas deplasma localizada adjacente à mencionada primeira fila de pelo menos umadas tochas de plasma de alta freqüência para depositar uma camada deproduto de reação substancialmente sobre todo o pelo menos um eixo de umasuperfície do mencionado pelo menos um substrato.
27. Aparelho para deposição de plasma para fazer célulassolares de acordo com a reivindicação 25, caracterizado pelo fato damencionada distância ente a mencionada bobina e o mencionado pelo menosum substrato ficar entre cerca de 30-55mm.
28. Aparelho para deposição de plasma para fazer célulassolares de acordo com a reivindicação 26, caracterizado pelo fato de pelomenos uma das tochas de plasma de alta freqüência acoplada por induçãocompreender:pelo menos uma porta de injeção conectada à mencionadafonte de gás precursora para injeção da mencionada fonte de gás precursorana mencionada pelo menos uma tocha de plasma de alta freqüência acopladapor indução.
29. Aparelho para deposição de plasma para fazer célulassolares de acordo com a reivindicação 25, caracterizado pelo fato de pelomenos uma das tochas de plasma de alta freqüência acoplada por induçãocompreender:um tubo de quartzo externo;um tubo de quartzo interno; euma câmara conectando o mencionado tubo de quartzo externoe o mencionado tubo de quartzo interno, onde a mencionada fonte de gás deplasma é conectada à mencionada câmara para prover a mencionada fonte degás de plasma entre o mencionado tubo de quartzo externo e o mencionadotubo de quartzo interno.
30. Aparelho para deposição de plasma para fazer célulassolares de acordo com a reivindicação 29, caracterizado pelo fato domencionado tubo de quartzo externo ter um comprimento de cerca de 180-400mm.
31. Aparelho para deposição de plasma para fazer célulassolares de acordo com a reivindicação 29, caracterizado pelo fato domencionado tubo de quartzo externo ter um diâmetro de cerca de 50-90mm.
32. Aparelho para deposição de plasma para fazer célulassolares de acordo com a reivindicação 29, caracterizado pelo fato domencionado tubo de quartzo externo ter um comprimento de cerca de 120-180mm.
33. Aparelho para deposição de plasma para fazer célulassolares dé acordo com a reivindicação 29, caracterizado pelo fato domencionado tubo de quartzo externo ter um diâmetro de cerca de 50-70mm.
34. Aparelho para deposição de plasma para fazer célulassolares de acordo com a reivindicação 25, caracterizado pelo fato damencionada bobina de indução compreender uma pluralidade de espiras tendoum diâmetro maior do que do mencionado tubo de quartzo externo eespaçadas uma da outra pela distância de cerca de 2-10mm.
35. Aparelho para deposição de plasma para fazer célulassolares de acordo com a reivindicação 25, caracterizado pelo fato damencionada distância entre a mencionada bobina de indução e o mencionadopelo menos um substrato ser de cerca de 30-55mm.
36. Aparelho para deposição de plasma para fazer célulassolares de acordo com a reivindicação 25, caracterizado adicionalmente pelofato de compreender um gerador de alta freqüência conectado à mencionadabobina de indução.
37. Aparelho para deposição de plasma para fazer célulassolares de acordo com a reivindicação 25, caracterizado pelo fato da primeirafila de pelo menos uma das tochas de plasma de alta freqüência e amencionada segunda fila de pelo menos uma das tochas de plasma de altafreqüência oscilar uma em relação à outra.
38. Método para formar uma camada de células solares sobreum substrato em uma câmara de deposição, caracterizado pelo fato decompreender:suportar o mencionado substrato;prover uma tocha de plasma de alta freqüência acoplada porindução compreendendo uma bobina, a mencionada tocha de plasma acopladapor indução sendo posicionavelmente selecionado ao longo da área superficialde um lado do mencionado substrato, uma distância de 30-55mm separando amencionada bobina do mencionado substrato;introduzir um gás de plasma consistindo essencialmente de umgás inerte na mencionada tocha de plasma de alta freqüência acoplada porindução para formar um plasma dentro da mencionada bobina;injetar uma fonte de produto químico precursora namencionada tocha de plasma de alta freqüência acoplada por indução; edepositar um produto de reação da mencionada tocha deplasma acoplada por indução e a mencionada fonte de gás precursora sobre omencionado substrato enquanto mantendo o espaçamento entre o mencionadosubstrato e a mencionada bobina.
39. Método para formar uma camada de células solares sobreum substrato de acordo com a reivindicação 38, caracterizado adicionalmentepelo fato de compreender ajustar a pressão parcial dentro da mencionadacâmara.
40. Método para formar uma camada de células solares sobreum substrato de acordo com a reivindicação 38, caracterizado adicionalmentepelo fato de compreender evacuar a pressão parcial na mencionada câmara.
41. Método para formar uma camada de células solares sobreum substrato de acordo com a reivindicação 38, caracterizado adicionalmentepelo fato de compreender controlar a pressão parcial dentro da mencionadacâmara.
42. Método para formar uma camada de células solares sobreum substrato de acordo com a reivindicação 38, caracterizado adicionalmentepelo fato de compreender controlar a temperatura do mencionado substratopara manter a temperatura ótima de deposição do mencionado produto dereação sobre o mencionado substrato.
43. Método para formar uma camada de células solares sobreum substrato de acordo com a reivindicação 38, caracterizado pelo fato domencionado produto de reação ser selecionado do grupo consistindo decamadas de película fina puras e dopadas de silício, e di-seleneto de cobre-índio-gálio (CIGS).
44. Método para formar uma camada de células solares sobrepelo menos um substrato em uma câmara de deposição, caracterizado pelofato de compreender:suportar o mencionado pelo menos um substrato sobre umtransportador tendo um eixo longitudinal;prover pelo menos dois módulos separados um do outro aolongo do mencionado eixo longitudinal do mencionado transportador, cadaum dos mencionados pelo menos dois módulos tendo pelo menos uma tochade plasma para depositar um produto de reação sobre o mencionado pelomenos um substrato, a mencionada pelo menos uma tocha de plasmalocalizada a uma distância do mencionado pelo menos um substrato, amencionada pelo menos uma tocha de plasma compreendendo uma bobina, amencionada tocha de plasma acoplada por indução sendo posicionalmenteselecionável ao longo da área superficial de um lado do substrato, umadistância de 30-55mm separando a mencionada bobina do mencionadosubstrato;introduzir um gás de plasma consistindo essencialmente de umgás inerte na mencionada tocha de plasma de alta freqüência acoplada porindução para formar um plasma dentro da mencionada bobina;injetar uma fonte de produto químico na mencionada tocha deplasma de alta freqüência acoplada por indução;depositar um produto de reação da mencionada tocha deplasma acoplada por indução e a mencionada fonte de gás precursora sobre omencionado substrato enquanto mantendo espaçamento entre o mencionadosubstrato e a mencionada bobina; etransportar o mencionado pelo menos um substrato ao longodo mencionado eixo longitudinal.
45. Método para formar uma camada de células solares sobreum substrato de acordo com a reivindicação 44, caracterizado adicionalmentepelo fato de compreender ajustar a pressão parcial dentro da mencionadacâmara.
46. Método para formar uma camada de células solares sobreum substrato de acordo com a reivindicação 44, caracterizado adicionalmentepelo fato de compreender evacuar a pressão parcial dentro da mencionadacâmara.
47. Método para formar uma camada de células solares sobreum substrato de acordo com a reivindicação 44, caracterizado adicionalmentepelo fato de compreender controlar a pressão parcial dentro da mencionadacâmara.
48. Método para formar uma camada de células solares sobreum substrato de acordo com a reivindicação 44, caracterizado adicionalmentepelo fato de compreender controlar a temperatura do mencionado substratopara manter a temperatura de deposição ótima do mencionado produto dereação sobre o mencionado substrato.
49. Método para formar uma camada de células solares sobreum substrato de acordo com a reivindicação 44, caracterizado pelo fato domencionado produto de reação ser selecionado do grupo consistindo decamadas de película fina puras e dopadas de silício, e di-seleneto de cobre-índio-gálio (CIGS).
50. Aparelho para deposição de plasma para fazer célulassolares, caracterizado pelo fato de compreender:meios para suportar um substrato;meios para suprir reagentes;meios de tocha de plasma para depositar um produto sobre omencionado substrato, os mencionados meios de tocha de plasma localizadosa uma distância do mencionado substrato; emeios para oscilar os mencionados meios de tocha de plasmaem relação ao mencionado substrato.
51. Aparelho para deposição de plasma para fazer célulassolares de acordo com a reivindicação 50, caracterizado pelo fato das célulassolares depositadas serem células solares com fina película de silício.
52. Aparelho para deposição de plasma para fazer célulassolares de acordo com a reivindicação 50, caracterizado pelo fato das célulassolares depositadas serem células solares de fina película de di-seleneto decobre-índio-gálio (CIGS).
53. Aparelho para deposição de plasma para fazer célulassolares de acordo com a reivindicação 50, caracterizado pelo fato osmencionados reagentes poderem ser de uma forma selecionada do grupoconsistindo de um gás, vapor, aerossol, partícula pequena ou pó.
54. Aparelho para deposição de plasma para fazer célulassolares de acordo com a reivindicação 50, caracterizado pelo fato domencionado gás formador de plasma ser gás argônio.
55. Aparelho para deposição de plasma para fazer célulassolares de acordo com a reivindicação 50, caracterizado pelo fato domencionado produto ser produzido por um gás selecionado de silano,hidrogênio, metano, diborano, trimetilborano, fosfina e suas misturas.
56. Aparelho para deposição de plasma para fazer célulassolares de acordo com a reivindicação 50, caracterizado pelo fato domencionado produto ser produzido de reagentes contendo produtos químicosselecionados do grupo consistindo de cobre, índio, gálio, selênio e suasmisturas.
57. Aparelho para deposição de plasma para fazer célulassolares de acordo com a reivindicação 50, caracterizado pelo fato domencionado substrato ser selecionado do grupo consistindo de vidro revestidocom óxido de estanho e vidro revestido com molibdênio.
58. Aparelho para deposição de plasma para fazer célulassolares de acordo com a reivindicação 50, caracterizado pelo fato damencionada distância entre o mencionado meio de tocha de plasma e omencionado substrato ser de cerca de 30-55mm.
59. Método para formar uma camada de células solares sobrepelo menos um substrato em uma câmara de deposição, caracterizado pelofato de compreender:suportar um substrato;suprir reagentes;depositar um produto sobre o mencionado substrato com ummeio de tocha de plasma, o mencionado meio de tocha de plasma localizado auma distância do mencionado substrato; eoscilar o mencionado meio de tocha de plasma em relação aomencionado substrato.
60. Método para formar uma camada de células solares sobrepelo menos um substrato de acordo com a reivindicação 59, caracterizadopelo fato das mencionadas células solares depositadas serem células solarescom fina película de silício.
61. Método para formar uma camada de células solares sobrepelo menos um substrato de acordo com a reivindicação 59, caracterizadopelo fato das mencionadas células solares depositadas serem células solaresde fina película de di-seleneto de cobre-índio-gálio (CIGS).
62. Método para formar uma camada de células solares sobrepelo menos um substrato de acordo com a reivindicação 59, caracterizadopelo fato dos mencionados reagentes poderem ser de uma forma selecionadado grupo consistindo de um gás, vapor, aerossol, partícula pequena ou pó.
63. Método para formar uma camada de células solares sobrepelo menos um substrato de acordo com a reivindicação 59, caracterizadopelo fato do mencionado gás formador de plasma ser gás argônio.
64. Método para formar uma camada de células solares sobrepelo menos um substrato de acordo com a reivindicação 59, caracterizadopelo fato do mencionado produto ser produzido por um gás selecionado desilano, hidrogênio, metano, diborano, trimetilborano, fosfma e suas misturas.
65. Método para formar uma camada de células solares sobrepelo menos um substrato de acordo com a reivindicação 59, caracterizadopelo fato do mencionado produto ser produzido de reagentes contendoprodutos químicos selecionados do grupo consistindo de cobre, índio, gálio,selênio e suas misturas.
66. Método para formar uma camada de células solares sobrepelo menos um substrato de acordo com a reivindicação 59, caracterizadopelo fato do mencionado substrato ser selecionado do grupo consistindo devidro revestido com óxido de estanho e vidro revestido com molibdênio.
67. Método para formar uma camada de células solares sobrepelo menos um substrato de acordo com a reivindicação 59, caracterizadopelo fato da mencionada distância entre o mencionado meio de tocha deplasma e o mencionado substrato ser de cerca de 30-55mm.
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US79188306P | 2006-04-14 | 2006-04-14 | |
| US60/791883 | 2006-04-14 | ||
| US81557506P | 2006-06-22 | 2006-06-22 | |
| US60/815575 | 2006-06-22 | ||
| PCT/US2007/009046 WO2007120776A2 (en) | 2006-04-14 | 2007-04-13 | Plasma deposition apparatus and method for making solar cells |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| BRPI0710139A2 true BRPI0710139A2 (pt) | 2011-08-23 |
Family
ID=38610182
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| BRPI0710139-2A BRPI0710139A2 (pt) | 2006-04-14 | 2007-04-13 | Aparelho para deposição de plasma para fazer células solares, e, método para formar uma camada de células solares |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20070243338A1 (pt) |
| EP (2) | EP2383368A2 (pt) |
| JP (2) | JP2009533872A (pt) |
| BR (1) | BRPI0710139A2 (pt) |
| CA (1) | CA2649520A1 (pt) |
| RU (1) | RU2435874C2 (pt) |
| TW (1) | TW200807738A (pt) |
| WO (1) | WO2007120776A2 (pt) |
Families Citing this family (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20090056877A1 (en) * | 2007-08-31 | 2009-03-05 | Tokyo Electron Limited | Plasma processing apparatus |
| US20100203668A1 (en) * | 2007-09-11 | 2010-08-12 | Centrotherm Photovoltaics Ag | Method and apparatus for thermally converting metallic precursor layers into semiconducting layers, and also solar module |
| US20090215224A1 (en) * | 2008-02-21 | 2009-08-27 | Film Solar Tech Inc. | Coating methods and apparatus for making a cigs solar cell |
| US20090233007A1 (en) * | 2008-03-17 | 2009-09-17 | Nanopv Technologies Inc. | Chemical vapor deposition reactor and method |
| US20090229663A1 (en) * | 2008-03-17 | 2009-09-17 | Nanopv Technologies Inc. | Nanocrystalline photovoltaic device |
| US20090229664A1 (en) * | 2008-03-17 | 2009-09-17 | Nanopv Technologies Inc. | Method of manufacturing nanocrystalline photovoltaic devices |
| JP5099101B2 (ja) * | 2009-01-23 | 2012-12-12 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマ処理装置 |
| FR2944520B1 (fr) * | 2009-04-17 | 2011-05-20 | Similelt | Procede et installation pour la purification du silicium metallurgique. |
| US20110086462A1 (en) * | 2009-10-08 | 2011-04-14 | Ovshinsky Stanford R | Process for Manufacturing Solar Cells including Ambient Pressure Plasma Torch Step |
| US8298887B2 (en) * | 2009-12-03 | 2012-10-30 | Applied Materials, Inc. | High mobility monolithic p-i-n diodes |
| US8563354B1 (en) | 2010-10-05 | 2013-10-22 | University Of South Florida | Advanced 2-step, solid source deposition approach to the manufacture of CIGS solar modules |
| GB2493022B (en) | 2011-07-21 | 2014-04-23 | Ilika Technologies Ltd | Vapour deposition process for the preparation of a phosphate compound |
| GB2493020B (en) * | 2011-07-21 | 2014-04-23 | Ilika Technologies Ltd | Vapour deposition process for the preparation of a chemical compound |
| CN103094038B (zh) | 2011-10-27 | 2017-01-11 | 松下知识产权经营株式会社 | 等离子体处理装置以及等离子体处理方法 |
| JP5510437B2 (ja) * | 2011-12-07 | 2014-06-04 | パナソニック株式会社 | プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法 |
| US10115565B2 (en) * | 2012-03-02 | 2018-10-30 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Plasma processing apparatus and plasma processing method |
| JP5861045B2 (ja) * | 2013-03-28 | 2016-02-16 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | プラズマ処理装置及び方法 |
| JP6292769B2 (ja) * | 2013-05-30 | 2018-03-14 | 小島プレス工業株式会社 | プラズマｃｖｄ装置及びプラズマｃｖｄ膜の形成方法 |
| EP3173507A1 (de) * | 2015-11-25 | 2017-05-31 | Umicore AG & Co. KG | Verfahren zur metallorganischen gasphasenabscheidung unter verwendung von lösungen von indiumalkylverbindungen in kohlenwasserstoffen |
Family Cites Families (40)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2432478B1 (pt) * | 1978-07-31 | 1982-03-12 | Quartz & Silice | |
| US4292342A (en) * | 1980-05-09 | 1981-09-29 | Motorola, Inc. | High pressure plasma deposition of silicon |
| US4382099A (en) * | 1981-10-26 | 1983-05-03 | Motorola, Inc. | Dopant predeposition from high pressure plasma source |
| US4798660A (en) | 1985-07-16 | 1989-01-17 | Atlantic Richfield Company | Method for forming Cu In Se2 films |
| JPH01179789A (ja) * | 1988-01-12 | 1989-07-17 | Fujitsu Ltd | ダイヤモンドの気相成長方法と熱プラズマ堆積方法およびプラズマ噴射装置 |
| JPS63310795A (ja) * | 1987-06-11 | 1988-12-19 | Fujitsu Ltd | マイクロ波プラズマジェットによるダイヤモンド気相合成方法 |
| JPH01201481A (ja) * | 1987-10-13 | 1989-08-14 | Fujitsu Ltd | 高圧相窒化ほう素の気相合成方法及び装置 |
| US5045409A (en) | 1987-11-27 | 1991-09-03 | Atlantic Richfield Company | Process for making thin film solar cell |
| US5141564A (en) | 1988-05-03 | 1992-08-25 | The Boeing Company | Mixed ternary heterojunction solar cell |
| US4853250A (en) * | 1988-05-11 | 1989-08-01 | Universite De Sherbrooke | Process of depositing particulate material on a substrate |
| US4915745A (en) | 1988-09-22 | 1990-04-10 | Atlantic Richfield Company | Thin film solar cell and method of making |
| JPH02248397A (ja) * | 1989-03-20 | 1990-10-04 | Onoda Cement Co Ltd | ダイヤモンドの製造装置および製造方法 |
| JPH0555615A (ja) * | 1991-08-28 | 1993-03-05 | Fuji Electric Co Ltd | 薄膜太陽電池の製造方法 |
| JPH05226260A (ja) * | 1992-02-13 | 1993-09-03 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光電変換素子の製造方法およびその製造装置 |
| US5356839A (en) | 1993-04-12 | 1994-10-18 | Midwest Research Institute | Enhanced quality thin film Cu(In,Ga)Se2 for semiconductor device applications by vapor-phase recrystallization |
| US5441897A (en) | 1993-04-12 | 1995-08-15 | Midwest Research Institute | Method of fabricating high-efficiency Cu(In,Ga)(SeS)2 thin films for solar cells |
| US5436204A (en) | 1993-04-12 | 1995-07-25 | Midwest Research Institute | Recrystallization method to selenization of thin-film Cu(In,Ga)Se2 for semiconductor device applications |
| WO1995026571A1 (en) | 1994-03-25 | 1995-10-05 | Amoco/Enron Solar | Stabilized amorphous silicon and devices containing same |
| US5730852A (en) | 1995-09-25 | 1998-03-24 | Davis, Joseph & Negley | Preparation of cuxinygazsen (X=0-2, Y=0-2, Z=0-2, N=0-3) precursor films by electrodeposition for fabricating high efficiency solar cells |
| JP3249408B2 (ja) | 1996-10-25 | 2002-01-21 | 昭和シェル石油株式会社 | 薄膜太陽電池の薄膜光吸収層の製造方法及び製造装置 |
| US6121541A (en) | 1997-07-28 | 2000-09-19 | Bp Solarex | Monolithic multi-junction solar cells with amorphous silicon and CIS and their alloys |
| US6258620B1 (en) * | 1997-10-15 | 2001-07-10 | University Of South Florida | Method of manufacturing CIGS photovoltaic devices |
| JP3581546B2 (ja) | 1997-11-27 | 2004-10-27 | キヤノン株式会社 | 微結晶シリコン膜形成方法および光起電力素子の製造方法 |
| US6253580B1 (en) | 1997-12-19 | 2001-07-03 | Fibercore, Inc. | Method of making a tubular member for optical fiber production using plasma outside vapor deposition |
| JPH11261089A (ja) * | 1998-03-16 | 1999-09-24 | Toshiba Corp | 太陽電池の製造方法 |
| US6536240B1 (en) | 1998-04-10 | 2003-03-25 | Mikhail Ivanovich Gouskov | Method of making an optical fiber preform via multiple plasma depositing and sintering steps |
| US6214706B1 (en) | 1998-08-28 | 2001-04-10 | Mv Systems, Inc. | Hot wire chemical vapor deposition method and apparatus using graphite hot rods |
| US5976614A (en) | 1998-10-13 | 1999-11-02 | Midwest Research Institute | Preparation of cuxinygazsen precursor films and powders by electroless deposition |
| JP2000150938A (ja) * | 1998-11-06 | 2000-05-30 | Asahi Chem Ind Co Ltd | Ｉｂ−ＩＩＩｂ−ＶＩｂ２族化合物半導体薄膜の形成方法およびこの方法で形成された薄膜を有する太陽電池素子 |
| US6281098B1 (en) | 1999-06-15 | 2001-08-28 | Midwest Research Institute | Process for Polycrystalline film silicon growth |
| WO2001037324A1 (en) | 1999-11-16 | 2001-05-25 | Midwest Research Institute | A NOVEL PROCESSING APPROACH TOWARDS THE FORMATION OF THIN-FILM Cu(In,Ga)Se¿2? |
| JP4743730B2 (ja) * | 2000-08-07 | 2011-08-10 | 吉田 豊信 | 熱プラズマｃｖｄによるシリコン薄膜の堆積方法 |
| DE10104615A1 (de) * | 2001-02-02 | 2002-08-14 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren zur Erzeugung einer Funktionsbeschichtung mit einer HF-ICP-Plasmastrahlquelle |
| US6397776B1 (en) * | 2001-06-11 | 2002-06-04 | General Electric Company | Apparatus for large area chemical vapor deposition using multiple expanding thermal plasma generators |
| US20030027054A1 (en) * | 2001-08-01 | 2003-02-06 | Ball Laura J. | Method for making photomask material by plasma induction |
| JP4353405B2 (ja) * | 2002-06-14 | 2009-10-28 | 積水化学工業株式会社 | 酸化膜形成装置及び酸化膜形成方法 |
| NL1022155C2 (nl) * | 2002-12-12 | 2004-06-22 | Otb Group Bv | Werkwijze, alsmede inrichting voor het behandelen van een oppervlak van ten minste één substraat. |
| CN100472731C (zh) * | 2003-02-06 | 2009-03-25 | 株式会社半导体能源研究所 | 半导体制造装置 |
| FR2864795B1 (fr) * | 2004-01-06 | 2008-04-18 | Air Liquide | Procede de traitement des gaz par des decharges hautes frequence |
| JP2005213616A (ja) * | 2004-01-30 | 2005-08-11 | Pioneer Electronic Corp | 蒸着方法および装置ならびにプラズマディスプレイパネルの製造方法 |
-
2007
- 2007-04-13 RU RU2008144954/02A patent/RU2435874C2/ru not_active IP Right Cessation
- 2007-04-13 BR BRPI0710139-2A patent/BRPI0710139A2/pt not_active IP Right Cessation
- 2007-04-13 EP EP11175652A patent/EP2383368A2/en not_active Withdrawn
- 2007-04-13 US US11/783,969 patent/US20070243338A1/en not_active Abandoned
- 2007-04-13 JP JP2009505481A patent/JP2009533872A/ja active Pending
- 2007-04-13 EP EP07775287A patent/EP2007919A2/en not_active Withdrawn
- 2007-04-13 CA CA002649520A patent/CA2649520A1/en not_active Abandoned
- 2007-04-13 WO PCT/US2007/009046 patent/WO2007120776A2/en active Application Filing
- 2007-04-14 TW TW096113216A patent/TW200807738A/zh unknown
-
2012
- 2012-03-19 JP JP2012062538A patent/JP2012138611A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP2007919A2 (en) | 2008-12-31 |
| JP2009533872A (ja) | 2009-09-17 |
| JP2012138611A (ja) | 2012-07-19 |
| EP2383368A2 (en) | 2011-11-02 |
| WO2007120776A3 (en) | 2008-02-28 |
| RU2008144954A (ru) | 2010-05-20 |
| CA2649520A1 (en) | 2007-10-25 |
| RU2435874C2 (ru) | 2011-12-10 |
| WO2007120776A2 (en) | 2007-10-25 |
| TW200807738A (en) | 2008-02-01 |
| WO2007120776A8 (en) | 2009-03-05 |
| US20070243338A1 (en) | 2007-10-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| BRPI0710139A2 (pt) | Aparelho para deposição de plasma para fazer células solares, e, método para formar uma camada de células solares | |
| US7264849B2 (en) | Roll-vortex plasma chemical vapor deposition method | |
| JP2007262541A (ja) | 微結晶シリコン膜形成方法及び太陽電池 | |
| US20120237695A1 (en) | Method and apparatus for depositing a thin film | |
| TW200950126A (en) | Plasma inside vapor deposition apparatus and method for making multi-junction silicon thin film solar cell modules and panels | |
| CN101479403A (zh) | 用于制作太阳能电池的等离子沉积设备和方法 | |
| US20090130337A1 (en) | Programmed high speed deposition of amorphous, nanocrystalline, microcrystalline, or polycrystalline materials having low intrinsic defect density | |
| US20090050058A1 (en) | Programmed high speed deposition of amorphous, nanocrystalline, microcrystalline, or polycrystalline materials having low intrinsic defect density | |
| JP2018046302A (ja) | プラズマｃｖｄ装置及びプラズマｃｖｄ法 | |
| US20090031951A1 (en) | Programmed high speed deposition of amorphous, nanocrystalline, microcrystalline, or polycrystalline materials having low intrinsic defect density | |
| JPH10209479A (ja) | 半導体薄膜及び光起電力素子の作製装置 | |
| JP2810529B2 (ja) | 堆積膜形成方法及び堆積膜形成装置 | |
| US20090053428A1 (en) | Programmed high speed deposition of amorphous, nanocrystalline, microcrystalline, or polycrystalline materials having low intrinsic defect density | |
| CN102169925B (zh) | 一种非晶硅薄膜太阳能电池缓冲层的制备方法 | |
| JP3235896B2 (ja) | マイクロ波プラズマｃｖｄ法により大面積の機能性堆積 膜を連続的に形成する方法及び装置 | |
| Lee et al. | Characterization of microcrystalline silicon thin film solar cells prepared by high working pressure plasma-enhanced chemical vapor deposition | |
| JP2962840B2 (ja) | マイクロ波プラズマｃｖｄ法により大面積の機能性堆積膜を連続的に形成する方法及び装置 | |
| JP3487580B2 (ja) | 堆積膜形成方法および堆積膜形成装置 | |
| JPH0372083A (ja) | マイクロ波プラズマｃｖｄ法により大面積の機能性堆積膜を連続的に形成する方法及び装置 | |
| JP5482937B2 (ja) | 太陽電池の製造方法 | |
| JPS62163314A (ja) | 薄膜多層構造およびその形成方法 | |
| JP2019112725A (ja) | プラズマｃｖｄ装置 | |
| JP3984761B2 (ja) | 光起電力素子、その製造方法、およびその製造装置 | |
| JP2011086862A (ja) | 非晶質半導体膜用オリゴメチルゲルマン化合物とこれを用いる成膜ガス | |
| JPH06260420A (ja) | 機能性堆積膜の形成装置および形成方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| B08F | Application dismissed because of non-payment of annual fees [chapter 8.6 patent gazette] |
Free format text: REFERENTE AS 4A E 5A ANUIDADES. |
|
| B08K | Patent lapsed as no evidence of payment of the annual fee has been furnished to inpi [chapter 8.11 patent gazette] |
Free format text: REFERENTE AO DESPACHO 8.6 PUBLICADO NA RPI 2161 DE 05/06/2012. |