CN105531808A - 热处理装置的腔室及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及热处理装置的腔室及其制造方法。本发明涉及的腔室(100)为热处理装置的腔室，其特征在于，包括，主体(110)，提供装载基板(45)并对其进行热处理的空间；多个肋条(120)，以放射状围绕主体(110)的外面，并沿着主体(110)的长度方向以相同间隔配置，所述主体(110)由第一金属板(111)以及第二金属板(112)的接合体构成，其中，所述第一金属板(111)构成所述主体(110)的外面，所述第二金属板(112)构成所述主体(110)的内面。

Description

热处理装置的腔室及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种热处理装置的腔室及其制造方法。更加详细而言，涉及一种接合构成主体的外面的第一金属板以及构成主体的内面的第二金属板来构成主体，从而增加刚性和耐腐蚀性的热处理装置的腔室及其制造方法。
背景技术
时至今日，为了减少对日益枯竭的化石燃料的依赖性，对于利用不会枯竭且环保的太阳能的太阳能电池(SolarCell)等的研究开发进行得很活跃。
作为该研究开发的一个环节，开发出了一种形成有CIGS{Cu(In1-xGax)Se2}层的薄膜型太阳能电池，其太阳光的吸收率高，太阳光或放射线引起的劣化现象少，可实现薄膜化，可节约制造材料成本。
薄膜型太阳能电池是包括如下的多层层积结构，即玻璃等基板、形成于基板上并由金属层构成的作为(+)极的电极层、形成于电极层上并吸收光的p型的CIGS层、形成于CIGS层上的n型的缓冲层、以及形成于缓冲层上的作为(-)极的透明电极层。
因此，如果太阳光通过作为受光部的透明电极层射入，则在p-n接合部位附近生成被激发的具有大致1.04eV的带隙能量的一对电子以及空穴。并且，被激发的电子和空穴通过扩散到达p-n接合部，通过接合部的内部电场，电子分离后集合到n区域，空穴分离后集合到p区域。
这时，n区域带负电，p区域带正电，形成于各区域的电极之间产生电势差。并且，将电势差作为电动势，用导线连接各电极之间，则能够获得光电流。
薄膜型太阳电池的CIGS层的形成方法经过如下工序，即前体膜形成工序，在形成于基板上的电极层上以适当比率真空溅射铜、铟、镓等元素，从而形成前体膜；硒化(selenization)工序，向如此沉积的前体膜上供应硒化氢(H2Se)气体并对基板施加温度。根据这样的一系列的工序，可以形成具有铜(Cu)、铟(In)、镓(Ga)以及硒(Se)元素的适当组成比的CIGS{Cu(In1-xGax)Se2}层。
该硒化工序为如下所述的工序，即将形成有前体膜的基板装载于密闭的腔室，用惰性气体填充腔室后，将作为处理气体的硒化氢(H2Se)导入到腔室后，使腔室升温至一定温度并保持一定时间，从而形成硒化的CIGS层。
现有的用于形成CIGS层的热处理装置的腔室，由于由单金属制造，因此若使用对于诸如H2Se、H2S等工艺气体耐腐蚀性弱的金属时，腔室内部被腐蚀，寿命缩短，若使用对于诸如H2Se、H2S等工艺气体耐腐蚀性强的金属时，腔室会受到因外部撞击产生裂纹等损伤，或因通常使用高价的材料导致费用增加。另外，由于腔室损伤，因此存在腔室内部的气体会向外部泄露的问题。
作为用于解决上述问题的现有技术，虽然有公开了耐腐蚀性提高的部件的韩国公开特许公报第10-2006-0050203号等，但是更需要耐腐蚀性和刚性均能确保的腔室。
发明内容
发明所要解决的技术问题
因此，本发明是为了解决上述现有技术的问题而提出的，其目的在于，提供一种提高耐腐蚀性和刚性并且费用低廉的热处理装置的腔室及其制造方法。
另外，本发明的目的在于，提供一种简化内部结构且增加扩展性以便能够具备多个腔室的热处理装置的腔室及其制造方法。
解决问题的技术方案
本发明的上述目的由如下所述的热处理装置的腔室来实现，该热处理装置包括：主体，提供装载基板并对其进行热处理的空间；多个肋条，以放射状围绕所述主体的外面，并沿着所述主体的长度方向以相同间隔配置，所述主体由第一金属板以及第二金属板的接合体构成，其中，所述第一金属板构成所述主体的外面，所述第二金属板构成所述主体的内面。
所述主体可以由多个单位主体构成。
所述主体可以通过焊接所述多个单位主体的一端边缘而制造。
可以利用爆炸焊接、热轧或组装方式将所述第一金属板以及所述第二金属板接合。
所述第一金属板可以包括不锈钢(SUS)或钢(steel)中的至少任一种，所述第二金属板可以包括铝(Al)、钛(Ti)、锆(Zr)、钽(Ta)、铌(Nb)、镍合金、钛合金、钴合金或Si-DLC(Silicon-diamondlikecarbon：硅-类金刚石碳)中的至少任一种。
所述主体可以呈六方体形状。
具有所述六方体形状的主体的边缘可以是直角形状或被圆角处理的圆弧形状。
在所述主体的内侧面可以设置板状的加热器。
另外，本发明的上述目的由如下所述的腔室的制造方法来实现，该腔室的制造方法包括如下步骤：焊接多个单位主体的一端边缘来形成主体，将以放射状围绕所述主体的外面的多个肋条与所述主体进行焊接，所述主体由第一金属板以及第二金属板的接合体构成，其中，所述第一金属板构成所述主体的外面，所述第二金属板构成所述主体的内面。
发明效果
根据本发明，能够提供一种热处理装置的腔室及其制造方法，由于接合两个金属板来构成腔室主体，因此，提高耐腐蚀性和刚性，以防止腔室损伤，同时，防止腔室内部的气体向外部泄露的危险。
另外，根据本发明，能够提供一种热处理装置的腔室及其制造方法，简化内部结构，增加扩展性以具备多个腔室。
另外，根据本发明，能够提供一种热处理装置的腔室及其制造方法，提高耐腐蚀性和刚性，实现低成本。
附图说明
图1是示出本发明的一实施例涉及的热处理装置的立体图。
图2是示出本发明的一实施例涉及的腔室的立体图。
图3是示出本发明的一实施例涉及的主体的立体图。
图4是示出本发明的一实施例涉及的主体的分解立体图。
图5是示出本发明的一实施例涉及的焊接单位主体的方法的剖视图。
附图标记
10：热处理装置主体
20：门
30、50：移送装置
40：晶舟
45：基板
100：腔室、内部腔室
110：主体
110a、110aa、110ab、110ac：单位主体
111：第一金属板
111aa、111ab、111ba、111bb：焊接倾斜面
112：第二金属板
113a、113b、113c：单位主体边缘
120：肋条
130：加热器
140：晶舟支承部
150：焊接部
具体实施方式
对于后述的本发明的详细说明，参照了例示出能够实施本发明的特定实施例的附图。这些实施例充分详细说明，以便本领域技术人员能够实施本发明。应理解为，本发明的各种实施例虽彼此不同，但无需相互排斥。例如，这里所记载的特定形状、结构以及特性与一实施例相关，在不超出本发明的精神以及范围的情况下，可以实现为其他实施例。另外，应理解为，各公开的实施例内的个别结构要素的位置或配置在不超出本发明的精神以及范围的情况下可以变更。因此，后述的详细说明并非旨在限定本发明，本发明的范围仅被权利要求书和其等同的所有范围限定。附图中的相似的附图标记在多个方面指的是相同或相似的功能，为方便起见，长度以及面积、厚度等和其形状有可能被夸大示出。
下面，参照附图，对本发明的优选实施例进行详细说明，以便本发明所属技术领域的普通技术人员能够容易实施本发明。
在对本发明的一实施例涉及的热处理装置的腔室进行说明时，将CIGS层形成装置为例进行说明。
图1是示出本发明的一实施例涉及的热处理装置的立体图。需要说明的是，本发明的热处理装置的腔室并不是限定为必须用于图1的热处理装置。
参照图1，本实施例涉及的热处理装置包括热处理装置主体10。在热处理装置主体10的内部形成装载玻璃等基板45并对其进行处理的密闭的空间10a，在前面形成有出入口10b。
热处理装置主体10包括内部形成有密闭空间10a的内部腔室100和包围内部腔室100的外部腔室200，出入口10b包括形成在内部腔室100的前面的内部出入口10ba和形成在外部腔室200的前面并与内部出入口10ba对置的外部出入口10bb。
在外部腔室200的前面设置有门20，该门20设置为能够沿着热处理装置主体10的前后方向以及左右方向滑动，并开闭外部出入口10bb。门20通过设置在热处理装置主体10的前面的移送装置30进行滑动。可以在门20和外部腔室200的前面之间夹设有密封部件(未图示)，以便通过门20完全封闭外部出入口10bb。
基板45叠载保管于晶舟40上，晶舟40装载于内部腔室100或从内部腔室100被卸载。因此，基板45以被叠载保管于晶舟40的状态下，在内部腔室100被处理。通过设置在热处理装置主体10的前方侧的移送装置50，晶舟40装载于内部腔室100或从内部腔室100被卸载。
图2是示出本发明的一实施例涉及的腔室100的立体图，图3是示出本发明的一实施例涉及的主体110的立体图，图4是示出本发明的一实施例涉及的主体110的分解立体图。下面，将图1的内部腔室100假设为腔室100进行说明。
参照图2时，本发明的一实施例涉及的腔室100包括主体110以及肋条120。
主体110提供装载基板45并对其进行热处理的空间。主体110可以呈六方体的形状。由于主体110形成为六方体，从而腔室100的形状也具有六方体形状，因此，在六方体的腔室100的左侧、右侧或上侧容易附加配置另一个腔室100。因此，具有如下优点，即可以实现具备多个腔室100的热处理装置，可以对大量的基板45进行热处理。另一方面，主体110的六方体形状的拐角部分被圆角处理为并非直角拐角的圆弧形拐角，以便在低压状态下保持刚性。
主体110可以由构成主体110的外面的第一金属板111以及构成主体110的内面的第二金属板112的接合体构成。即，可以利用接合第一金属板111以及第二金属板112的覆层(clad)制作主体110的形状。
为了接合第一金属板111以及第二金属板112，可以使用焊接、压缩、组装、沉积等，但是其中优选利用爆炸焊接或热轧进行接合。爆炸焊接(explosivewelding，或CLAD接合)是利用火药的爆炸能量来接合金属的方法，可以接合异种金属，具有优异的接合力的优点。热轧是在大于等于再结晶温度的温度下利用辊接合金属的方法，具有简单且对制造规模的限制较少的优点。
除了所述爆炸焊接、热轧以外，可以在第一金属板111上接触第二金属板112后进行密封，或利用诸如螺栓、螺钉等紧固构件以组装两个金属的方式进行接合，也可以在第一金属板111上沉积第二金属物质而对两个金属进行接合。
第一金属板111构成主体110的外面，为了使其不因外部的撞击发生损伤，优选采用刚性优异且价格低廉的金属。鉴于此，第一金属板111可以包括不锈钢(SUS)或钢(steel)中的至少任一种。另一方面，第二金属板112构成主体110的内面，优选采用对于高温、气体、化学物质等具有优异的耐腐蚀性的金属。鉴于此，第二金属板112可以包括铝(Al)、钛(Ti)、锆(Zr)、钽(Ta)、铌(Nb)、诸如因科镍合金(inconel)或哈氏合金(hastelloy)的镍合金、钛合金、钴合金或Si-DLC(Silicon-diamondlikecarbon：硅-类金刚石碳)中的至少任一种。
肋条120以放射状围绕主体110的外面。肋条120可以沿着主体110的长度方向以相同间隔配置多个。由于肋条120具备规定高度并以放射状围绕主体110的外面，因此，能够以外部腔室200和内部腔室100分离的形式形成空间，从而保护内部腔室100不受到外部的撞击。
如果各肋条120不以平行于主体110的长度方向配置，而是像“+”形态那样交叉配置，则肋条120会因主体110热膨胀而受损，因此，优选以放射状、即环状围绕主体110的外面。肋条120的材料可以与主体110的第一金属板111相同。另外，主体110为六方体并且六方体的拐角为直角拐角或被圆角处理的圆弧形拐角时，围绕主体110的外面的肋条120的拐角也可以是直角形状或被圆角处理的弧形形状。
另一方面，参照图3以及图4，主体110可以由多个单位主体110a接合而构成。作为一例，在图3以及图4中示出了由三个单位主体110aa、110ab、110ac接合而形成主体110的例子，但是，在以形成主体110为目的的范围内，构成主体110的单位主体110a的数量可以增减。单位主体110a的材料也可以利用接合第一金属板111以及第二金属板112的覆层(clad)。
图5是示出本发明的一实施例涉及的单位主体110aa、110ab、110ac的焊接方法的剖视图。
参照图4以及图5，可以将沿着单位主体110aa、110ab、110ac的长度方向形成的一端边缘113a、113b、113c作为焊接部150的起始点进行相互焊接W，从而形成主体110。在图5中示出了焊接W单位主体110aa的边缘113a和单位主体110ab的边缘113b的图。此时，优选，利用材料与第一金属板111相同的金属相互焊接W第一金属板111a、111b后，利用材料与第二金属板112相同的金属相互焊接W第二金属板112a、112b。
在单位主体110a的一端边缘中，在第一金属板111的边缘可以形成焊接倾斜面111aa、111ab、111ba、111bb。例如，在焊接部150中，在单位主体110aa的第一金属板111a的边缘可以形成上部焊接倾斜面111aa以及下部焊接倾斜面111ab，在单位主体110ab的第一金属板111b的边缘可以形成上部焊接倾斜面111ba以及下部焊接倾斜面111bb。
第一金属板111a的边缘的上部焊接倾斜面111aa和第一金属板111b的边缘的上部焊接倾斜面111ba可以形成规定角度A。当然，第一金属板111a的边缘的下部焊接倾斜面111ab和第一金属板111b的边缘的上部焊接倾斜面111bb也可以形成规定角度A。此时，如果角度A小于30，则用于焊接的面积过于狭窄，单位主体110aa、110ab彼此不能很好地接合，如果角度A大于60°，则进行焊接的面积过大，会产生裂纹，优选，将角度A保持在30°至60°，特别优选，在保持45°的状态下进行焊接W。另一方面，形成上部焊接倾斜面111aa、111ba的厚度和形成下部焊接倾斜面111ab、111bb的厚度可以相同或不同，上部焊接倾斜面111aa、111ba之间形成的角度A和下部焊接倾斜面111ab、111bb之间形成的角度A也可以相同或不同。
可以在内部腔室100的内部设置对基板45进行加热的板状加热器130。加热器130可以形成为板状，分别设置在内部腔室100的内部侧面、前后面以及上下面。由于加热器130设置在内部腔室100的内部而对基板45进行加热，因此，进一步提高加热性能。另一方面，在内部腔室100的内部下面形成有晶舟支承部140，可以安放装载于内部腔室100的晶舟40。
如此，本发明涉及的热处理装置的腔室100的主体110为接合两个金属板111、112的结构，因此，通过第一金属板111提高刚性，通过第二金属板112提高耐腐蚀性，从而能够防止腔室100损伤。另外，由于防止了腔室100损伤，因此，能够防止腔室内部的气体向外部泄露。
并且，本发明涉及的热处理装置的腔室100，焊接多个单位主体110a来形成主体110，因此，能够简化内部结构，并且腔室100呈六方体形状，因此，能够实现增加扩展性以便具备多个腔室100的热处理装置。
在上述详细说明中，通过具体结构要素等特定事项和有限的实施例以及附图说明了本发明，但是这是为了有助于理解整个本发明，本发明并非限定于所述实施例，本发明所属技术领域的普通技术人员，可以通过这些记载进行各种变更以及变形。因此，本发明的思想不能局限于所述实施例，不仅是权利要求书，与其等同或等价的变形均属于本发明的思想范畴。

Claims (14)

1.一种热处理装置的腔室，其特征在于，包括：
主体，提供装载基板并对其进行热处理的空间；
多个肋条，以放射状围绕所述主体的外面，并沿着所述主体的长度方向以相同间隔配置，
所述主体由第一金属板以及第二金属板的接合体构成，其中，所述第一金属板构成所述主体的外面，所述第二金属板构成所述主体的内面。
2.根据权利要求1所述的热处理装置的腔室，其特征在于，
所述主体由多个单位主体构成。
3.根据权利要求2所述的热处理装置的腔室，其特征在于，
所述主体通过焊接所述多个单位主体的一端边缘而制造。
4.根据权利要求1所述的热处理装置的腔室，其特征在于，
利用爆炸焊接、热轧或组装方式将所述第一金属板以及所述第二金属板接合。
5.根据权利要求1所述的热处理装置的腔室，其特征在于，
所述第一金属板包括不锈钢(SUS)或钢(steel)中的任一种，
所述第二金属板包括铝(Al)、钛(Ti)、锆(Zr)、钽(Ta)、铌(Nb)、镍合金、钛合金、钴合金或Si-DLC(Silicon-DiamondlikeCarbon：硅-类金刚石碳)中的任一种。
6.根据权利要求1所述的热处理装置的腔室，其特征在于，
所述主体具有六方体形状。
7.根据权利要求6所述的热处理装置的腔室，其特征在于，
具有六方体形状的所述主体的拐角为直角形状或被圆角处理的圆弧形状。
8.根据权利要求1所述的热处理装置的腔室，其特征在于，
在所述主体的内侧面设置有板状的加热器。
9.一种热处理装置的腔室的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
焊接多个单位主体的一端边缘来形成主体，
将以放射状围绕所述主体的外面的多个肋条与所述主体进行焊接，
所述主体由第一金属板以及第二金属板的接合体构成，其中，所述第一金属板构成所述主体的外面，所述第二金属板构成所述主体的内面。
10.根据权利要求9所述的热处理装置的腔室的制造方法，其特征在于，
利用爆炸焊接、热轧或组装方式将所述第一金属板以及所述第二金属板接合。
11.根据权利要求9所述的热处理装置的腔室的制造方法，其特征在于，
所述第一金属板包括不锈钢(SUS)或钢(steel)中的任一种，
所述第二金属板包括铝(Al)、钛(Ti)、锆(Zr)、钽(Ta)、铌(Nb)、镍合金、钛合金、钴合金或Si-DLC(Silicon-DiamondlikeCarbon：硅-类金刚石碳)中的任一种。
12.根据权利要求9所述的热处理装置的腔室的制造方法，其特征在于，
在所述单位主体的一端边缘中的所述第一金属板的边缘形成有焊接倾斜面。
13.根据权利要求12所述的热处理装置的腔室的制造方法，其特征在于，
所述第一金属板的边缘的焊接倾斜面和相邻的另一单位主体的所述第一金属板的边缘的焊接倾斜面所形成的角度为30°至60°。
14.根据权利要求13所述的热处理装置的腔室的制造方法，其特征在于，
所述第一金属板的边缘的焊接倾斜面和相邻的另一单位主体的所述第一金属板的边缘的焊接倾斜面所形成的角度为45°。
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