具体实施方式
参见这些附图,根据本发明的所述设备总体上由附图标记1表示,其包括真空室2、入口负载锁(entryloadlock)3和出口负载锁(exitloadlock)4。
所述真空室2设有能够达到20托(torr)以上真空级别的真空泵。
所述入口负载锁3具有最小的横截面和必要的容积以便于容纳所述玻璃板5,从而将清空时间减到最小。
所述出口负载锁4容纳提供玻璃板的在氮气中张紧的表面的子系统。
玻璃板穿过所述设备的取向可以是水平的或倾斜的。
所述真空室具有传送系统,所述传送系统适于使玻璃板从入口负载锁运动到所述真空室2,进入所述真空室2的内部,并且从所述真空室2运动到出口负载锁4。
所述真空室2包括一组电加热器6,用于将所述玻璃板从环境温度加热到半导体沉积温度,半导体沉积温度在大约550℃与680℃之间。
所述真空室2具有:第一站7,用于通过蒸发或升华沉积第一半导体;第二站8,用于通过蒸发或升华沉积第二半导体;以及设有吸收器(absorber)10的冷却站9。
所述加热器6布置在玻璃板的两面上,与玻璃板平行,并且通过独立的控制系统控制,所述控制系统能够沿着玻璃板的两个维度(dimension)以及在两个侧面上以有差别的方式控制辐射等级。
所述吸收器10布置在玻璃板的两面上,与玻璃板平行,并且通过独立的控制系统控制,所述控制系统能够沿着玻璃板的两个维度以及在两个侧面上以有差别的方式控制辐射等级。
所述真空室设有端口,所述端口能够实现所有元件的快速更换:加热器、吸收器、沉积站、传送系统的元件。
图1-9中示出的机械式带传送系统具有三部分。
第一部分包括机动化辊21,其将玻璃板5从负载站11传送到入口负载锁3、从入口负载锁3传送到真空室2中、穿过第一加热器6,直到玻璃板到达在其之前的玻璃板5。
传送系统的中央部分具有机械带,所述机械带具有区段22,正如下文中更好地描述的,其适于在沉积区域7和8中支撑玻璃板5。
第三部分类似于第一部分包括辊23,在第三部分中玻璃板5被传送到出口负载锁4,在出口负载锁4中进行张紧。
在第一辊部分中,每个辊或每组辊21具有独立的运动系统。这样,每块玻璃板5可以相对于其他玻璃板具有不同的速度,并且在其他玻璃板保持运动时可以停止。这样,可使玻璃板从加载区域11前进到入口负载锁3,在入口负载锁3中停留所需的时间,从入口负载锁3前进到达真空室2,以高于其之前玻璃板的速度继续穿过第一加热器6,到达在其之前的玻璃板5并且在该玻璃板后面以预定距离(该距离甚至可以为零)排队,将其加热到大致550℃的温度,从而使得不会造成玻璃板在辊上的变形——甚至是在暂时停止的情况下,并且以与其之前的玻璃板的速度相同的速度在机械带22上前进。
在具有倾斜辊道(rollerbed)的实施方式中,空转辊沿着轮廓支撑玻璃板,防止滑动并且确保其对准。
在中央部分中,传送系统由机械带22构成,所述机械带由区段222构成,所述区段由合适的材料制成,例如石墨或陶瓷。
所述机械带22为玻璃板5提供了平坦表面。该平坦表面由各区段222构成,这些区段以数十毫米的距离并排布置,并且形状成型为容纳玻璃板的整个厚度并产生还延伸超出玻璃板5的连续平坦表面。
机械带传送机的平坦表面提供了多个优点。
首先,与传统的具有辊的传送系统不同的是,该传送机的平坦表面能够在甚至600℃以上的温度下支撑玻璃板5而没有变形或破损。
还有,与传统的具有辊或具有源自夹持件的悬挂的传送机不同的是,所述平坦表面防止沉积的材料到达并弄脏面板5的将暴露于阳光的侧面,并且能够避免后续的利用危险物质进行清洁的步骤。
还有,所述平坦表面能够使所述玻璃板5在相邻的位置上、彼此间距离最小地在沉积站7和8的下方通过,以便于将湍流、边界效应和因此导致的薄膜分布的不规则性和材料的消耗减到最小。
在具有倾斜辊道的实施方式中,带的形状防止玻璃板5的横向滑动。
带22与玻璃板5一起被加热,所述带通过传导与所述玻璃板进行热交换,从而确保了在沉积期间玻璃板温度的更好的一致性。
用于将运动传递给所述带22的传动系统24在横向上布置于加热区域外部。该传动系统24还可以通过垫圈和密封件或通过磁构件布置在真空室的外部。
所述带内部的、没有机械部件的区域25由加热器6占据,所述加热器将带22的所述区段222加热到合适的温度,并且通过所述区段222将玻璃板5的暴露于阳光下的侧面加热到合适的温度。
供所述带22返回的下方区域可以被用来通过清洁装置26将残余半导体从带清除掉。材料被回收并被送至再生环节。
像第一部分那样由具有独立运动的辊23构成的第三部分能够容纳从带22出来的在600℃温度以下的玻璃板5,从而没有变形的风险,使该玻璃板以更高的速度、与带上的玻璃板的列间隔开地运动到出口负载锁4。
在出口负载锁4中,玻璃板5停止,并且在恢复到大气压力之前利用氮气射流从两侧张紧。
具有机械带的传送系统能够在相同的机器中并排布置两条平行的独立的生产线,其中沉积站面向外,如图9中示意性示出的。
根据本发明,所述机械带传送系统相对于具有辊或具有悬挂面板的传统系统具有多个优点。
在该机械带系统的情况下,玻璃板在阳光侧上实际被遮盖,不会变脏。
还可以在600℃以上的温度下工作而没有变形的风险并且具有低的损坏风险。
另一个优点是,在沉积区域中,由成排的玻璃板和所述带的横向部件构成的连续平面被作用以气流:据信这减小了由湍流造成的边界效应并且提供了更均匀的沉积。
图10-16示出了根据本发明的又一个方面的设备,其总体上由附图标记101表示并且设有具有托盘的传送系统。
该设备101包括真空室102、入口负载锁103和出口负载锁104。
所述真空室102设有能够实现高于20托的真空级别的真空泵。
所述入口负载锁103具有最小的横截面和必要的容积以便于容纳所述玻璃板5,从而将清空时间减到最小。
所述出口负载锁104容纳有将玻璃板的张紧表面布置在氮气中的子系统。
玻璃板穿过所述设备的取向可以是水平的或倾斜的。
所述真空室具有传送系统,其适于使玻璃板从入口负载锁103运动到所述室102,进入所述室102的内部,并且从所述室102运动到出口负载锁104。
所述真空室102包括一组电加热器106,以用于将所述玻璃板从环境温度加热到半导体沉积温度,半导体沉积温度在大约550℃与680℃之间。
所述真空室102具有:第一站107,用于通过蒸发或升华沉积第一半导体;第二站108,用于通过蒸发或升华沉积第二半导体;以及依靠吸收器提供的冷却站109。
所述加热器106布置在玻璃板的两面上,与玻璃板平行,并且通过独立的控制系统控制,所述控制系统能够沿着玻璃板的两个维度以及在两个侧面上以有差别的方式控制辐射等级。
所述吸收器布置在玻璃板的两面上,与玻璃板平行,并且通过独立的控制系统控制,所述控制系统能够沿着玻璃板的两个维度以及在两个侧面上以有差别的方式控制辐射等级。
所述真空室设有端口,所述端口能够实现所有元件的快速更换:加热器、吸收器、沉积站、传送系统的元件。
托盘传送系统包括由合适材料(例如石墨或陶瓷)制成的托盘122。
每个托盘122在其整个表面上支撑玻璃板5。
所述托盘122的形状可以成型为(contoured)用于容纳预定姿态的玻璃板的整个厚度并防止其滑动。
托盘的成型的形状通过具有与玻璃板平齐的平坦表面还减小了薄膜在边缘处的沉积的不规则性。
连续的托盘在相邻的位置上或以数十毫米的距离到达沉积区域。这样,气流冲击比单个玻璃板更大的平坦表面,将边界效应移动到玻璃板的外部。
通过机动化带123传送托盘122,所述带能够实现两个连续托盘的独立运动。这样,每个玻璃板5具有不同于其他玻璃板的速度并且在其他玻璃板保持运动时能够停止。
一个可行的实施方式由交替的两个不同类型的托盘系统构成。第一种托盘具有宽的支撑区域(restingarea)并且通过第一对带传送;第二种托盘具有窄的支撑区域并且通过第二对带传送。
在图14-16中示出的具有倾斜玻璃板的实施方式中,一组空转的辊125沿着轮廓支撑托盘,防止其滑动并确保其对准。
所述托盘122在加载区域111中利用自动加载系统或通过依靠适配的推动件从之前的辊道滑动来接收玻璃板5。
然后使托盘122从加载区域111前进到入口负载锁103,在入口负载锁103中保持静止并持续所需的时间,然后从入口负载锁103行进到真空室102。
所述托盘122以高于之前托盘速度的速度继续通过第一加热器,到达其之前的托盘并且在其后面以预定距离排队,所述距离也可以为零。
将所述托盘与玻璃板一起加热到沉积温度而玻璃板没有变形,甚至是在暂时停止的情况下。
然后在最终的加热区域中以及在两个沉积区域107和108中,所述托盘以与其之前的托盘相同的速度前进。
将托盘与玻璃板一起加热,其通过传递进行热交换,从而确保在沉积期间玻璃板的温度的更好的一致性。
一旦结束沉积,所述托盘122就以更高的速度前进,远离之前的托盘运动并且进入出口负载锁104中,所述托盘在所述出口负载锁104中,并且在恢复到大气压力之前,利用氮气射流从两侧对玻璃板进行张紧。
氮气射流可以以两种方式到达玻璃板的要暴露于阳光的侧面:通过设置在每个托盘122中的适配孔和/或依靠适配的推动件使玻璃板从托盘运动到辊。
在出口负载锁104处,玻璃板5如果其还没有从张紧步骤卸载,则通过自动系统对其卸载,例如通过具有扇形区的机器人或通过依靠适配推动件的滑动。
所述托盘122通过转移辊道127、返回带128和转移辊道126返回到设备的初始位置,即返回到加载区域111,以在随后容纳新的玻璃板5。
托盘传送系统能够在相同的机器中并排布置两条平行的独立的生产线,其中沉积站面向外。
设有托盘传送系统的设备可以设有清洁装置,在图中不可见,其布置在托盘的返回区域中并且将残余半导体从托盘清除掉。材料被回收并被送至再生环节。
根据本发明的托盘传送系统相对于具有辊或具有悬挂面板的传统系统具有多个优点。
在该托盘系统中,玻璃板在阳光侧面上被遮盖并且不变脏,其还可以在600℃以上的温度下工作而没有变形的风险并且减小了损坏的风险。
另一个优点在于,由成排的玻璃板和所述带的横向部件构成的连续平面在沉积区域中暴露于气流:据信这减小了由湍流造成的边界效应并且改进了沉积的一致性。
图17-24图示了根据本发明的又一个方面的设备,其总体上由附图标记201表示,其设有框架传送系统。
该设备201包括真空室202、入口负载锁203和出口负载锁204。
所述真空室202设有真空级别能够高于20托的真空泵。
所述入口负载锁203具有最小的横截面和容纳所述玻璃板5的必要的容积,从而将清空时间减到最小。
所述出口负载锁204容纳适于提供玻璃板的在氮气中张紧的表面的子系统。
玻璃板穿过所述设备的取向可以是水平的或倾斜的。
所述真空室具有传送系统,其适于使玻璃板从入口负载锁203运动到所述室202,进入所述室202的内部,并且从所述室202运动到出口负载锁204。
所述真空室202包括一组电加热器以用于将所述玻璃板从环境温度加热到半导体沉积温度,半导体沉积温度在大约550℃与680℃之间。
所述真空室202具有:第一站207,用于通过蒸发或升华沉积第一半导体;第二站208,用于通过蒸发或升华沉积第二半导体;以及设有吸收器的冷却站209。
所述加热器布置在玻璃板的两面上,与玻璃板平行,并且通过独立的控制系统控制,所述控制系统能够沿着玻璃板的两个维度以及在两个侧面上以有差别的方式控制辐射等级。
所述吸收器定位在玻璃板的两面上,与玻璃板平行,并且通过独立的控制系统控制,所述控制系统能够沿着玻璃板的两个维度以及在两个侧面上以有差别的方式控制辐射等级。
所述真空室202设有端口,所述端口能够实现所有元件的快速更换:加热器、吸收器、沉积站、传送系统的元件。
托盘传送系统具有一组托盘230,每个托盘在四个边缘上支撑玻璃板5且支撑几毫米。
所述框架可以设有从上方支撑玻璃板5的受电弓夹具(pantographcalmp)。
所述框架230防止在温度处理期间玻璃板的变形,并且具有以仅使必须经历沉积的侧面露出的方式遮盖玻璃板的功能,以便于不会无意中弄脏另一侧。
所述框架230以接近竖直的姿态进行传送,例如具有大约7°的倾斜度,如图22-24中示意性示出的,并且可以以在上面进行沉积的面面朝上(图20和23)或面朝向(图21和22)的方式支撑玻璃板5。
沉积站207和208因此在设备的右侧或左侧上。
如果将要进行沉积的面朝下布置,那所述框架确保了几毫米的周边遮盖。
这能够避免传统的通过砂纸打磨或激光进行的清洁周边的步骤。
所述框架230具有上边和下边231以便于减小薄膜在边缘处的沉积不均匀性,其与玻璃板一起构成了平坦表面。
连续的框架在相邻的位置、或以数十毫米的距离到达沉积区域中。这样,气流冲击比单个玻璃板更大的平坦表面,将边界效应移动到玻璃板的外部。
所述框架230通过机动化的带223传送,所述带能够实现两个连续框架的独立运动。这样,每个玻璃板可以具有不同于其他玻璃板的速度并且可以在其他玻璃板保持运动时停止。
一个可行的实施方式由交替的两个不同类型的框架系统构成。
第一种框架具有在右上部中延伸并且由第一带传送的牵引翼;第二种具有在左边上的由第二带传送的牵引翼。
所述框架230利用自动加载在加载区域211中接收玻璃板5;然后所述框架230从所述加载区域211前进到入口负载锁203,在入口负载锁203中停止所需的时间,然后从入口负载锁203行进到达真空室202。
然后所述框架230以高于之前框架速度的速度继续通过第一加热器,到达其之前的框架并且在其后边以预定距离成排,所述距离可以为零。
然后,将所述框架与玻璃板一起加热到沉积温度而不经历玻璃板的变形——甚至是在暂时停止的情况下,并且以与其之前框架相同的速度在最终加热区域和两个沉积区域207和208中前进。
一旦结束沉积,所述框架230就以更高的速度前进,远离之前的框架运动并且进入出口负载锁204中,在所述出口负载锁204中其停止,并且在恢复到大气压力之前,利用氮气射流在两侧上对玻璃板进行张紧操作。
在出口负载锁204处,通过自动系统对玻璃板5进行卸载。
利用返回带(在图中未示出)使所述框架230返回到设备的初始区域,以便于容纳新的玻璃板。
设有框架传送系统的设备可以具有清洁装置(在图中不可见),其布置在框架的返回区域中并且将残余半导体从框架清除掉。材料被回收并被送至再生环节。
框架传送系统能够在相同的机器中并排布置两条平行的独立的生产线,其中沉积站面向外。
根据本发明的框架传送系统相对于具有辊或悬挂面板的传统系统具有多个优点。
在托盘系统中,玻璃板在阳光侧面上被遮盖并且不变脏,其还可以在600℃以上的温度下工作而没有变形的风险并且减小了损坏的风险。
另一个优点在于,由成排的玻璃板和带的横向部件构成的连续平面在沉积区域中位于气流的前方:据信这减小了由湍流造成的边界效应并且改进了沉积的一致性。
实际上已经发现本发明获得了期望的目标和目的,提供了一种用于在具有各种尺寸和一般是矩形形状的玻璃板上沉积两种半导体薄膜、以制造光伏面板的设备,其相对于现有的系统具有改进的性能。
本申请要求于2010年3月15日申请的意大利专利申请号MI2010A000416的优先权,其主题通过引用并入于此。