DE102009019127A1 - Furnace for producing thin-film photovoltaic cells - Google Patents

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Karl Berner
Jürgen Schäfer
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Abstract

Ein Ofen (1) zur Herstellung von photovoltaischen Dünnschichtzellen umfasst in bekannter Weise ein Ofengehäuse (2), eine das Ofengehäuse (2) umgebende gasdichte Hülle (4), in der eine kontrollierte Atmosphäre vorliegt, ein Fördersystem (8), welches eine Vielzahl von Tragrollen (10) umfasst und mit dem Substratplatten durch das Ofengehäuse (2) förderbar sind, und mindestens eine die kontrollierte Atmosphäre im Innenraum des Ofengehäuses (2) auf Arbeitstemperatur bringende Heizeinrichtung. Die Antriebseinrichtung (29) für das Fördersystem (8) ist außerhalb der gasdichten Hülle (4) in Normalatmosphäre angeordnet. In der Lagereinrichtung (17) sind Dichtungseinrichtungen (20) vorgesehen, welche mit den Tragrollen (10) verbundene Antriebswellen (16) gegen die Lagereinrichtung (17) abdichten. Die Lagereinrichtung (17) selbst ist so in die gasdichte Hülle (4) eingebunden, dass die in ihr enthaltenen Dichtungseinrichtungen (20) Trennstellen zwischen der kontrollierten Atmosphäre im Innenraum der Hülle (4) und der Außenatmosphäre darstellen.A furnace (1) for producing photovoltaic thin-film cells comprises, in a known manner, a furnace housing (2), a gas-tight envelope (4) surrounding the furnace housing (2), in which a controlled atmosphere is present, a conveyor system (8), which has a plurality of Carrying rollers (10) and can be conveyed with the substrate plates through the furnace housing (2), and at least one heating device which brings the controlled atmosphere in the interior of the furnace housing (2) to the working temperature. The drive device (29) for the conveyor system (8) is arranged outside the gas-tight envelope (4) in a normal atmosphere. Sealing devices (20) are provided in the bearing device (17), which seal drive shafts (16) connected to the support rollers (10) against the bearing device (17). The bearing device (17) itself is integrated into the gas-tight casing (4) in such a way that the sealing devices (20) contained therein represent separation points between the controlled atmosphere in the interior of the casing (4) and the outside atmosphere.

Description

Die Erfindung betrifft einen Ofen zur Herstellung von photovoltaischen Dünnschichtzellen mit

  • a) einem Ofengehäuse, dessen Wand eine Isolierschicht umfasst;
  • b) einer das Ofengehäuse umgebenden gasdichten Hülle, in deren Innenraum eine kontrollierte Atmosphäre vorliegt;
  • c) einem eine Vielzahl von Tragrollen umfassenden Fördersystem, mit dem Substratplatten durch das Ofengehäuse förderbar sind;
  • d) einer Antriebseinrichtung für das Fördersystem, welche jeweils an einem Endbereich jeder Tragrolle angreift, um diese in Drehung zu versetzen;
  • e) mindestens einer die kontrollierte Atmosphäre im Innenraum des Ofengehäuses auf Arbeitstemperatur bringenden Heizeinrichtung.
The invention relates to a furnace for the production of photovoltaic thin-film cells with
  • a) a furnace housing whose wall comprises an insulating layer;
  • b) a gas-tight envelope surrounding the furnace housing, in the interior of which there is a controlled atmosphere;
  • c) a conveyor system comprising a plurality of support rollers, with which substrate plates can be conveyed through the furnace housing;
  • d) a drive means for the conveyor system, which engages in each case at an end region of each support roller in order to set these in rotation;
  • e) at least one controlled atmosphere in the interior of the furnace housing to working temperature heating device.

In jüngster Zeit lösen sog. photovoltaische Dünnschichtzellen zunehmend die älteren photovoltaischen Zellen ab, bei denen das die Umwandlung von Licht in elektrischen Strom bewirkende Halbleitermaterial möglichst in einkristallinem Zustand vorliegen sollte. Bei der Dünnschicht-Technologie werden amorphe Halbleiterschichten eingesetzt, die weniger als zehn Mikron dick ein können. Sie können in einem Ofen in einem kontinuierlichen Durchlaufverfahren hergestellt werden, wie dies etwa in der DE 693 34 189 T2 näher erläutert ist. In einem solchen Ofen können auch reine Glühprozesse ohne Materialaufbringung durchgeführt werden.More recently, so-called. Photovoltaic thin-film cells increasingly solve the older photovoltaic cells, in which the semiconductor material causing the conversion of light into electricity should be in a monocrystalline state as possible. Thin-film technology uses amorphous semiconductor layers that are less than ten microns thick. They can be produced in an oven in a continuous flow process, such as in the DE 693 34 189 T2 is explained in more detail. Pure annealing processes without material application can also be carried out in such an oven.

Von Bedeutung im vorliegenden Zusammenhang ist, dass die Herstellung der photovoltaischen Zellen in einer ”kontrollierten” Atmosphäre erfolgen muss. Unter einer solchen ”kontrollierten” Atmosphäre ist eine von der äußeren, auf Normaldruck befindlichen Atmosphäre unterschiedliche Atmosphäre gemeint, deren Parameter an die innerhalb des Ofengehäuses bei der Beschichtung stattfindenden physikalisch/chemischen Vorgänge angepasst ist. ”Kontrollierte” Atmosphäre kann insbesondere eine Atmosphäre mit gegenüber Normaldruck verändertem Druck und/oder eine Atmosphäre mit einem besonderen Gas, insbesondere Schutz- oder Inertgas, sein.Of importance in the present context is that the production of the photovoltaic cells must be done in a "controlled" atmosphere. By such a "controlled" atmosphere is meant a different atmosphere from the outer, normal pressure atmosphere, the parameters of which are adapted to the physical / chemical processes occurring within the oven casing during coating. "Controlled" atmosphere may, in particular, be an atmosphere with pressure modified with respect to normal pressure and / or an atmosphere with a special gas, in particular protective or inert gas.

Die o. g. Druckschrift beschreibt einen Ofen der eingangs genannten Art. Bei diesem ist die gesamte Antriebseinrichtung für das Fördersystem mit Ausnahme der Motoren selbst innerhalb der gasdichten Hülle angeordnet. Dies bringt einen dreifachen Nachteil mit sich: Zum einen eignen sich die handelsüblichen Antriebseinrichtungen von Haus aus nicht ohne weiteres zum Betrieb in einer ”kontrollierten” Atmosphäre im obigen Sinne. Zum zweiten können von der Antriebseinrichtung Verunreinigungen ausgehen, welche die Qualität der hergestellten Produkte beeinträchtigen. Schließlich sind die Komponenten der Antriebseinrichtung beim Gegenstand der DE 693 34 189 T2 auch verhältnismäßig hohen Temperaturen ausgesetzt, was ebenfalls besondere Anforderungen an diese Komponenten stellt.The above document describes a furnace of the type mentioned. In this, the entire drive means for the conveyor system, with the exception of the motors itself, is disposed within the gas-tight envelope. This has a threefold disadvantage: on the one hand, the commercially available drive devices are inherently not suitable for operation in a "controlled" atmosphere in the above sense. Secondly, the drive device can emit impurities which impair the quality of the products produced. Finally, the components of the drive device in the subject of DE 693 34 189 T2 also exposed to relatively high temperatures, which also makes special demands on these components.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Ofen der eingangs genannten Art so auszugestalten, dass die Antriebseinrichtung preiswerter gehalten werden kann und zuverlässiger arbeitet.Object of the present invention is to provide a furnace of the type mentioned in such a way that the drive device can be kept cheaper and works more reliable.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass

  • f) die Antriebseinrichtung für das Fördersystem außerhalb der gasdichten Hülle in Normalatmosphäre angeordnet ist;
  • g) in der Lagereinrichtung, in welcher die mit der Antriebseinrichtung verbundenen Endbereiche der Tragrollen gelagert sind, Dichtungseinrichtungen vorgesehen sind, welche mit den Tragrollen verbundene, zur Antriebseinrichtung führende Antriebswellen gegen die Lagereinrichtung abdichten;
  • h) die Lagereinrichtung in die gasdichte Hülle so dicht eingebunden ist, dass die in ihr enthaltenen Dichtungseinrichtungen Trennstellen zwischen der kontrollierter Atmosphäre im Innenraum der gasdichten Hülle und Außenatmosphäre darstellen.
This object is achieved in that
  • f) the drive means for the conveyor system is arranged outside the gas-tight envelope in normal atmosphere;
  • g) in the bearing device, in which the end portions of the support rollers connected to the drive means are mounted, sealing means are provided which seal with the support rollers connected, leading to the drive means drive shafts against the bearing means;
  • h) the storage device is so tightly integrated into the gas-tight envelope that the sealing means contained in it represent separation points between the controlled atmosphere in the interior of the gas-tight envelope and outside atmosphere.

Dadurch, dass erfindungsgemäß die Antriebseinrichtung für die Transportrollen des Fördersystemes aus der gasdichten Hülle herausgenommen wird, können für sie Komponenten eingesetzt werden, wie sie handelsüblich und an den Betrieb in Normalatmosphäre und bei mäßigen Temperaturen angepasst sind. Die Trennung zwischen der innerhalb der gasdichten Hülle befindlichen kontrollierten Atmosphäre und der Außenatmosphäre erfolgt, soweit sie nicht schon durch die gasdichte Hülle gewährleistet ist, in der Lagereinrichtung selbst, in welcher die angetriebenen Enden der Tragrollen gelagert sind. An dieser Stelle sind die die Tragrollen antreibenden Antriebswellen leicht abzudichten, leichter etwa auch, als die an und für sich naheliegende Dichtung der Tragrollen selbst gegen die Ofenwandung bei der Durchführung durch diese. Dies hängt nicht nur mit der in der Ofenwandung herrschenden höheren Temperatur sondern auch damit zusammen, dass die Tragrollen aus einem Material, insbesondere Keramik, bestehen, dessen Maßhaltigkeit und Oberflächengüte eine problemlose Abdichtung nicht ohne weiteres zulässt.Characterized in that according to the invention, the drive means for the transport rollers of the conveyor system is taken out of the gas-tight envelope, components can be used for them as they are commercially available and adapted to operate in normal atmosphere and at moderate temperatures. The separation between the controlled atmosphere located inside the gas-tight envelope and the outside atmosphere takes place, as far as it is not already ensured by the gas-tight envelope, in the storage device itself, in which the driven ends of the support rollers are mounted. At this point, the drive rollers driving the support rollers are easy to seal, lighter as well as, in and of itself obvious seal the support rollers even against the furnace wall when passing through them. This depends not only on the higher temperature prevailing in the furnace wall, but also on the fact that the support rollers consist of a material, in particular ceramic, whose dimensional accuracy and surface quality do not readily permit a problem-free sealing.

Deshalb wird mit der vorliegenden Erfindung nicht die Tragrolle selbst, sondern eine mit der Tragrolle verbundene Antriebswelle abgedichtet, die aus einem günstigeren Material, insbesondere Metall, besteht und deren abzudichtende Mantelfläche glatt und gut maßhaltig ist. Günstig auf die Qualität der Abdichtung wirkt sich zudem die räumlche Nähe zwischen der Lagerstelle und der Stelle der Abdichtung aus.Therefore, not the support roller itself, but one connected to the support roller drive shaft is sealed with the present invention, which consists of a cheaper material, in particular metal, and whose outer surface to be sealed is smooth and well dimensionally stable. Favorable to the quality of the seal also affects the geographic proximity between the bearing and the location of the seal.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung umfasst die Lagereinrichtung mindestens einen Lagerbock, der unter Zwischenschaltung mindestens einer Dichtung für jede in ihr gelagerte Tragrolle gegen die Außenfläche der gasdichten Hülle andrückbar ist. Auf diese Weise gelingt der gasdichte Anschluss zwischen der gasdichten Hülle und der Lagereinrichtung in einer Weise, welche zum einen die Herstellung des Ofens aber auch eine ggfs. später zu Wartungszwecken erforderliche Demontage erleichtert.In an advantageous embodiment of the invention, the bearing device comprises at least one bearing block, which can be pressed against the outer surface of the gas-tight envelope with the interposition of at least one seal for each supporting roller mounted in it. In this way, the gas-tight connection between the gas-tight sheath and the storage facility succeeds in a manner which on the one hand facilitates the production of the furnace but also a disassembly which may be required later for maintenance purposes.

Wie viele Tragrollen jeweils in einem Lagerbock gelagert werden, kann nach Zeckmäßigkeitsgesichtspunkten gewählt werden.How many idlers are each stored in a bearing block, can be selected from the point of view of zeckmäßigkeitsgesichtspunkten.

In vielen Fällen erweist es sich als günstig, wenn jeder Lagerbock nur eine Tragrolle lagert. So lässt sich eine gute Abdichtung des Lagerbocks gegen die Antriebswelle und zwischen Lagerbock und gasdichter Hülle besonders einfach erreichen.In many cases, it proves to be advantageous if each bearing block stores only one support role. Thus, a good seal of the bearing block against the drive shaft and between bearing block and gas-tight envelope can be achieved particularly easily.

Herstellungstechnisch kann es andererseits aber auch besonders günstig sein, wenn der Lagerbock eine Vielzahl von Tragrollen, insbesondere alle im Fördersystem vorhandene Tragrollen, lagert.On the other hand, it can also be particularly favorable in terms of production technology if the bearing block supports a multiplicity of carrying rollers, in particular all carrying rollers present in the conveying system.

Jeder Lagerbock kann für jede in ihr gelagerte Tragrolle einen Innenraum aufweisen, in welchem das dort befindliche Ende der Tragrolle über eine Kupplung mit einer Antriebswelle verbunden ist. Auf diese Weise stellt der Lagerbock gleichzeitig einen Schutzraum für die Verbindungsstelle zwischen der Tragrolle selbst und der entsprechenden Antriebswelle her.Each bearing block can have an interior for each supporting roller mounted in it, in which the end of the carrying roller located there is connected via a coupling to a drive shaft. In this way, the bearing block simultaneously provides a shelter for the connection point between the support roller itself and the corresponding drive shaft.

Schließlich ist es besonders günstig, wenn die Lagerung jeder Tragrolle durch Lagerung einer mit ihr verbundenen Antriebswelle in der Lagereinrichtung erfolgt. Die Gründe hierfür liegen wieder in den unterschiedlichen Oberflächenbeschaffenheiten und Maßhaltigkeiten der Tragrollen und der Antriebswellen.Finally, it is particularly advantageous if the storage of each support roller is carried out by storage of a drive shaft connected to it in the storage facility. The reasons for this lie again in the different surface textures and dimensional accuracy of the idlers and the drive shafts.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert; es zeigenAn embodiment of the invention will be explained in more detail with reference to the drawing; show it

1 einen horizontalen Schnitt durch einen Ofen zur Herstellung photovoltaischer Dünnschichtzellen im Bereich einer seitlichen Längswand; 1 a horizontal section through an oven for producing photovoltaic thin-film cells in the region of a lateral longitudinal wall;

2 eine Detailvergrößerung aus 1; 2 an enlarged detail 1 ;

3 in etwas größerem Maßstab einen vertikalen Schnitt durch den Ofen der 1 und 2 gemäß der dortigen Linie III-III; 3 on a slightly larger scale, a vertical section through the furnace 1 and 2 according to the local line III-III;

4 eine Detailvergrößerung aus 3. 4 an enlarged detail 3 ,

Der nachfolgend anhand der Zeichnung beschriebene und insgesamt mit dem Bezugszeichen 1 versehene Ofen ähnelt in seinem Grundaufbau demjenigen, der in der oben schon erwähnten DE 693 34 189 T2 beschrieben ist. Auf diese Druckschrift wird ergänzend Bezug genommen. Dies gilt insbesondere für alle Einrichtungen, mit denen diejenigen Substanzen in den Ofen 1 eingebracht oder in dem Ofen 1 erzeugt werden, die auf die durch den Ofen 1 bewegten Substratplatten aufgebracht werden sollen. Weggelassen sind außerdem alle Einrichtungen, die der Erzeugung der innerhalb des Ofens 1 gewünschten kontrollierten Atmosphäre dienen, also beispielsweise Vakuumpumpen oder Leitungen, über welche ein Schutzgas zugeführt werden kann. Der Ofen 1 unterscheidet sich von dem bekannten im Wesentlichen nur in dem Bereich, der in 1 dargestellt und nachfolgend näher beschrieben ist.The described below with reference to the drawings and in total with the reference numeral 1 provided furnace resembles in its basic structure that in the already mentioned above DE 693 34 189 T2 is described. Reference is additionally made to this document. This is especially true of all facilities that use those substances in the oven 1 placed or in the oven 1 produced by the furnace 1 moving substrate plates to be applied. Also omitted are all the facilities that generate the inside of the oven 1 serve desired controlled atmosphere, so for example, vacuum pumps or lines, via which a protective gas can be supplied. The oven 1 differs from the known essentially only in the area that is in 1 shown and described in more detail below.

Der grobe Aufbau des Ofens 1 ist besonders gut der 3 zu entnehmen. Sie zeigt ein Ofengehäuse 2, welches seinerseits eine innere, verhältnismäßig dicke Isolierschicht 3 aus Mineralwolle und eine die Isolierschicht 3 umgebende gasdichte Hülle 4 aus Blechmaterial umfasst. Auch die vertikalen Seitenwände 5, 6 sind in dieser Weise aufgebaut. Das gesamte Ofengehäuse 2 steht etwas erhöht über dem Raumboden auf einem Stahlbau 7.The rough structure of the furnace 1 is particularly good the 3 refer to. It shows a furnace housing 2 , which in turn an inner, relatively thick insulating layer 3 made of mineral wool and one the insulating layer 3 surrounding gas-tight envelope 4 made of sheet metal material. Also the vertical side walls 5 . 6 are built in this way. The entire furnace housing 2 stands slightly raised above the room floor on a steel structure 7 ,

Die zu beschichtenden Substratplatten werden mit Hilfe eines Rollenfördersystemes 8 durch das Ofengehäuse 2 hindurchbewegt; die Förderrichtung sei in 1 von links nach rechts im Sinne des Pfeiles 9 angenommen.To be coated substrate plates are using a roller conveyor system 8th through the oven housing 2 moved through; the conveying direction is in 1 from left to right in the direction of the arrow 9 accepted.

Das Fördersystem 8 umfasst eine Vielzahl von parallel zueinander, in Abstand voneinander angeordneten Tragrollen 10 aus einem geeigneten, temperaturbeständigen Material, beispielsweise Keramik. Die Tragrollen 10 erstrecken sich senkrecht zu den beiden Seitenwänden 5, 6 des Ofengehäuses 2 und sind mit ihren Endbereichen durch entspechende Öffnungen 11 in den Seitenwänden 5, 6 hindurchgeführt. Die über die Seitenwände 5, 6 nach außen vorstehenden Endbereiche der Tragrollen 10 sind in nachfolgend beschriebener Weise gelagert:
Die in 3 linken Endbereiche der Tragrollen 10, die in den 1 und 2 nicht gezeigt sind, finden ihre Lagerung in als Loslager ausgebildeten herkömmlichen Kugel- oder Wälzlagern, die eine Axialbewegung der Tragrollen 10 zulassen und von denen in 3 nur eine schematisch dargestellt und mit dem Bezugszeichen 12 versehen ist. Eine Ausbuchtung 4a der Hülle 4 umgibt dabei die überstehenden Enden der Tragrollen 10, so dass auch hier eine gasdichte Trennung zwischen der Außenatmosphäre und der im Inneren der Hülle 4 bestehenden kontrollierten Atmosphäre gewährleistet ist. Die Öffnungen 11 innerhalb der Seitenwände 5, 6, durch welche sich die Tragrollen 10 erstrecken, sind selbst nicht gasdicht.The conveyor system 8th includes a plurality of mutually parallel, spaced support rollers 10 from a suitable, temperature-resistant material, such as ceramic. The carrying roles 10 extend perpendicular to the two side walls 5 . 6 of the furnace housing 2 and are with their end areas by entspechende openings 11 in the side walls 5 . 6 passed. The over the side walls 5 . 6 outwardly projecting end portions of the support rollers 10 are stored in the manner described below:
In the 3 left end portions of the idlers 10 that in the 1 and 2 are not shown, find their storage designed as a floating bearing conventional ball or roller bearings, the axial movement of the support rollers 10 allow and of which in 3 only one shown schematically and by the reference numeral 12 is provided. A bulge 4a the shell 4 surrounds the protruding ends of the idlers 10 , so that here too a gas-tight separation between the outside atmosphere and the inside of the shell 4 existing controlled atmosphere is ensured. The openings 11 inside the sidewalls 5 . 6 through which the carrying rollers 10 are not themselves gas-tight.

Interessanter im vorliegenden Zusammenhang ist die Art der Lagerung der gegenüberliegenden, in 3 rechten Endbereiche der Tragrollen 10, die auch in den 1 und 2 gezeigt ist.More interesting in the present context is the type of storage of the opposite, in 3 right end portions of the idlers 10 that also in the 1 and 2 is shown.

Am besten sind die entsprechenden Verhältnisse der 4 zu entnehmen, in welcher die Art der Lagerung und des Antriebes einer der vielen Tragrollen 10 des Fördersystems 8 gezeigt ist.The best are the appropriate ratios of 4 can be seen in which the type of storage and the drive of one of the many idlers 10 of the conveyor system 8th is shown.

An die vertikale Außenfläche der Isolierschicht 3 schließt sich im Bereich der Öffnung 11 zunächst eine weitere Isolierschicht 35 an, welche die Tragrolle 10 umgibt. Erneut ist eine Ausbuchtung 4b der Hülle 4 vorgesehen, welche die Isolierschicht 35 und den durch sie hindurchlaufenden Bereich der Tragrolle 10 übergreift und umgibt. Im Gegensatz zu der in 3 links dargestellten, die nicht angetriebenen Endbereiche der Tragrollen 10 umgebenden Ausbuchtung 4a ist jedoch der angetriebene, in 4 dargestellte Endbereich jeder Tragrolle 10 durch ein Loch 14 der Ausbuchtung 4b hindurchgeführt. Auch diese Durchführung ist selbst nicht gasdicht.To the vertical outer surface of the insulating layer 3 closes in the area of the opening 11 first another insulating layer 35 on which the carrying role 10 surrounds. Again, a bulge 4b the shell 4 provided, which is the insulating layer 35 and the passing therethrough area of the support roller 10 overlaps and surrounds. Unlike the in 3 shown left, the non-driven end portions of the idlers 10 surrounding bulge 4a however, is the driven, in 4 illustrated end portion of each support roller 10 through a hole 14 the bulge 4b passed. This implementation is not gas-tight itself.

Im äußersten Endbereich ist die Tragrolle 10 mittels einer Kupplung 15, deren genauer Aufbau hier nicht von Interesse ist, drehschlüssig mit einer Antriebswelle 16 verbunden. Das Ende der Tragrolle 10 und die Kupplung 15 sind dabei in einem becherförmigen Innenraum 18 eines Lagerbocks 17 untergebracht, die sich entlang der gesamten Seitenwand 6 erstreckt (vgl. 1 und 2).In the extreme end area is the carrying role 10 by means of a coupling 15 , the exact structure of which is not of interest here, rotationally connected to a drive shaft 16 connected. The end of the carrying role 10 and the clutch 15 are in a cup-shaped interior 18 a bearing block 17 housed along the entire side wall 6 extends (cf. 1 and 2 ).

Die Antriebswelle 16 ist durch eine koaxiale Bohrung 19 des Lagerbocks 17 hindurchgeführt und in dieser mittels eines Lagers 36 gelagert. Nur wenig weiter ausserhalb sind zwischen der Antriebswelle 16 und der Mantelfläche der Bohrung 19 zwei Dichtringe 20 angeordnet, welche hier für eine gasdichte Trennung zwischen der Außenatmosphäre und der im Inneren der Hülle 4 vorliegenden kontrollierten Atmosphäre sorgen.The drive shaft 16 is through a coaxial hole 19 of the bearing block 17 passed through and in this by means of a warehouse 36 stored. Only a little further outside are between the drive shaft 16 and the lateral surface of the bore 19 two sealing rings 20 which is here for a gas-tight separation between the outside atmosphere and the inside of the shell 4 provide a controlled atmosphere.

Der Lagerbock 17 seinerseits wird durch ein U-förmiges Profilblech 21 getragen. Dieses steht mit seiner Basis verschiebbar auf einer ebenen, horizontalen Fläche einer Strebe 37, die höhenverstellbar an einem Ausleger 22 des Stahlbaues 7 befestigt ist.The bearing block 17 in turn, by a U-shaped profile sheet 21 carried. This is displaceable with its base on a flat, horizontal surface of a strut 37 , which are height adjustable on a boom 22 of steel construction 7 is attached.

An seiner der Ausbuchtung 4b zugewandten Stirnseite trägt der Lagerbock 17 für jede Tragrolle 10 eine Ringdichtung 23 in einer nicht mit Bezugszeichen versehenen Nut. Der gesamte Lagerbock 17 wird mit Hilfe einer Klemmeinrichtung 24 gegen die Außenfläche der Ausbuchtung 4b so angedrückt, dass an dieser Stelle eine gasdichte Trennung zwischen Außenatmosphäre und innerer kontrollierter Atmosphäre stattfindet.At its the bulge 4b facing end face carries the bearing block 17 for every carrying role 10 a ring seal 23 in a not provided with reference numerals groove. The entire bearing block 17 is done with the help of a clamping device 24 against the outer surface of the bulge 4b pressed so that takes place at this point a gas-tight separation between the outside atmosphere and internal controlled atmosphere.

Die Klemmeinrichtung 24 umfasst ein oberes Winkelblech 25 und ein unteres Winkelblech 26, die an der oberen bzw. unteren horizontalen Fläche der Ausbuchtung 4b der Hülle 4 befestigt sind. Die Winkelbleche 25, 26 erstrecken sich über die gesamte Längswand 6. Ein Klemmblech 27 besitzt einen oberen, ebenen Schenkel 27a und einen hiermit fluchtenden unteren ebenen Schenkel 27b, die durch eine den äußeren Bereich des Lagerbocks 17 umgebende Ausbuchtung 27c verbunden sind. Mit Hilfe einer Vielzahl von Bolzen 28a und zugehörigen Muttern 28b, die durch fluchtende Bohrungen einerseits in den Schenkeln 27a, 27b des Klemmblechs 27 und andererseits in den vertikal verlaufenden Schenkeln der Winkelbleche 25, 26 hindurchgeführt sind, lässt sich das Klemmblech 27 und insbesondere der ”Boden” der Ausbuchtung 27c gegen die äußere Stirnfläche des Lagerbocks 17 und damit der Lagerbock 17 gegen die äußere Stirnfläche der Ausbuchtung 4b der Hülle 4 gasdicht andrücken.The clamping device 24 includes an upper angle sheet 25 and a lower angle sheet 26 attached to the upper or lower horizontal surface of the bulge 4b the shell 4 are attached. The angle plates 25 . 26 extend over the entire longitudinal wall 6 , A clamping plate 27 has an upper, flat leg 27a and a lower planar leg aligned therewith 27b passing through an outer area of the bearing block 17 surrounding bulge 27c are connected. With the help of a variety of bolts 28a and associated nuts 28b , which by aligned holes on the one hand in the thighs 27a . 27b of the clamping plate 27 and on the other hand in the vertically extending legs of the angle plates 25 . 26 passed through, can be the clamping plate 27 and in particular the "bottom" of the bulge 27c against the outer face of the bearing block 17 and thus the bearing block 17 against the outer face of the bulge 4b the shell 4 Press gas-tight.

Die Antriebswellen 16 sind durch Öffnungen 38 der Ausbuchtung 27c des Klemmbleches 27 herausgeführt.The drive shafts 16 are through openings 38 the bulge 27c of the clamping plate 27 led out.

Die oben beschriebene Anordnung im Bereich der Lagerung der angetriebenen Endbereiche der Tragrollen 10 ist also so, dass die gasdichte Trennung zwischen der Außenatmosphäre und der inneren kontrollierten Atmosphäre entlang der Hülle 4, deren Ausbuchtung 4b, dem Lagerbock 17 und sodann wieder der Ausbuchtung 4b und der Hülle 4 erfolgt.The arrangement described above in the storage of the driven end portions of the support rollers 10 So is that the gas-tight separation between the outside atmosphere and the inner controlled atmosphere along the shell 4 whose bulge 4b , the bearing block 17 and then the bulge again 4b and the shell 4 he follows.

Die Antriebswellen 16 werden ihrerseits von einer insgesamt mit dem Bezugszeichen 29 versehenen Antriebs einrichtung in Rotation versetzt, die vollständig außerhalb der kontrollierten Atmosphäre in Normalatmosphäre liegt und nunmehr insbesondere anhand der 1 und 2 näher beschrieben wird.The drive shafts 16 are in turn of a total with the reference numeral 29 provided drive set in rotation, which is completely outside the controlled atmosphere in normal atmosphere and now in particular with reference to 1 and 2 will be described in more detail.

Die eigentliche Antriebsquelle für die Antriebseinrichtung 29 ist ein Elektrogetriebemotor 30 mit zwei gegenüberliegenden, fluchtenden Abtriebswellen, welche jeweils eine sich parallel zur Längswand 6 erstreckende Hauptwelle 31 in Drehung versetzen kann. Jede Hauptwelle 31 wirkt mit mehreren Kreuzgetrieben 32 zusammen, von denen in 1 zwei dargestellt sind; entsprechende Kreuzgetriebe 32 sind auf der rechts von dem Elektrogetriebemotor 30 liegenden, in 1 nicht mehr dargestellten Seite zu denken.The actual drive source for the drive device 29 is an electric geared motor 30 with two opposite, aligned output shafts, each one parallel to the longitudinal wall 6 extending main shaft 31 can set in rotation. Every main shaft 31 acts with several cross gears 32 together, of which in 1 two are shown; corresponding cross gear 32 are on the right of the electric geared motor 30 lying, in 1 think no longer presented page.

Über jedes dieser Kreuzgetriebe 32 wird eine parallel zur Hauptwelle 31 geführte Königswelle 33 in Drehung versetzt. Jeder dieser Königswellen 33 ist eine bestimmte Anzahl von Antriebswellen 16 und damit von Tragrollen 10 zugeordnet, die auf diese Weise angetrieben werden können.About each of these cross gearing 32 becomes one parallel to the main shaft 31 guided wave 33 set in rotation. Each of these waves 33 is a certain number of drive shafts 16 and so that of idlers 10 assigned, which can be driven in this way.

Die Königswellen 33 wirken hierzu über geeignete, bekannte Getriebe mit den Enden der entsprechenden Antriebswellen 16 zusammen.The royal waves 33 For this purpose act via suitable, known transmission with the ends of the corresponding drive shafts 16 together.

Wie der Zeichnung zu entnehmen ist, sind die Antriebswellen 16 zweiteilig, wobei die beiden fluchtenden Teile durch eine Axialausdehnungen der Antriebswelle 16 aufnehmende Kupplung 34 miteinander verbunden sind.As the drawing shows, the drive shafts 16 two-piece, wherein the two aligned parts by an axial expansions of the drive shaft 16 receiving coupling 34 connected to each other.

Sowohl der Elektrogetriebemotor 30 als auch die Kreuzgetriebe 32 und schließlich diejenigen Teile, welche die Königswellen 33 lagern, sind ebenfalls an dem Ausleger 22 des Stahlbaues befestigt und werden von diesem getragen.Both the electric geared motor 30 as well as the cross gearing 32 and finally those parts which are the royal waves 33 store, are also on the boom 22 attached to the steel structure and are supported by this.

Im Betrieb des Ofens 1 ist dessen Innenraum mit einer kontrollierten Atmosphäre gefüllt, bei der es sich, wie schon oben angedeutet und im Einzelnen in der DE 693 34 189 D2 erläutert, um eine Gasfüllung mit gegenüber Normaldruck verändertem Druck und/oder aus einem geeigneten Inertgas, beispielsweise Kohlendioxid, Stickstoff oder Edelgas, handeln kann. Diese kontrollierte Atmosphäre wird durch die gasdichte Hülle 4 mit ihren Ausbuchtungen 4a und 4b sowie den die angetriebenen Endbereiche der Tragrollen 10 umgreifenden Lagerbock 17 dauerhaft aufrecht erhalten. Am Einlass und am Auslass des Ofens 1 sind geeignete Schleusen vorgesehen, die hier im Einzelnen nicht dargestellt und beschrieben sind und dafür sorgen, dass beim Einbringen der Substratplatten und beim Ausbringen der beschichteten Substratplatten der Verlust an kontrollierter Atmosphäre so gering wie möglich gehalten wird.In the operation of the furnace 1 its interior is filled with a controlled atmosphere in which, as indicated above and in detail in the DE 693 34 189 D2 described, may be a gas filling with respect to atmospheric pressure modified pressure and / or from a suitable inert gas, such as carbon dioxide, nitrogen or inert gas. This controlled atmosphere is through the gas-tight envelope 4 with their bulges 4a and 4b and the driven end portions of the idlers 10 encircling bearing block 17 permanently maintained. At the inlet and outlet of the oven 1 suitable locks are provided, which are not shown and described in detail here and ensure that the introduction of the substrate plates and the application of the coated substrate plates, the loss of controlled atmosphere is kept as low as possible.

Durch die Anordnung der Antriebseinrichtung 29 vollständig außerhalb der kontrollierten Atmosphäre, also in einer Normalluft enthaltenden, sich auf Normaldruck und im Wesentlichen nahe Zimmertemperatur befindenden Atmosphäre, lassen sich die Anforderungen an die Kosten der Antriebseinrichtung 29 deutlich reduzieren; die Störanfälligkeit der Antriebseinrichtung 29 ist reduziert.By the arrangement of the drive device 29 completely outside the controlled atmosphere, ie in a normal air-containing, at normal pressure and substantially close room temperature atmosphere, the cost requirements of the drive device can be 29 reduce significantly; the susceptibility of the drive device 29 is reduced.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Claims (7)

Ofen zur Herstellung von photovoltaischen Dünnschichtzellen mit a) einem Ofengehäuse, dessen Wand eine Isolierschicht umfasst; b) einer das Ofengehäuse umgebenden gasdichten Hülle, in deren Innenraum eine kontrollierte Atmosphäre vorliegt; c) einem eine Vielzahl von Tragrollen umfassenden Fördersystem, mit dem Substratplatten durch das Ofengehäuse förderbar sind; d) einer Antriebseinrichtung für das Fördersystem, welche jeweils an einem Endbereich jeder Tragrollen angreift, um diese in Drehung zu versetzen; e) mindestens einer die kontrollierte Atmosphäre im Innenraum des Ofengehäuses auf Arbeitstemperatur bringenden Heizeinrichtung; dadurch gekennzeichnet, dass f) die Antriebseinrichtung (29) für das Fördersystem (8) außerhalb der gasdichten Hülle (4) in Normalatmosphäre angeordnet ist; g) in der Lagereinrichtung (17), in welcher die mit der Antriebseinrichtung (29) verbundenen Endbereiche der Tragrollen (10) gelagert sind, Dichtungseinrichtungen (20) vorgesehen sind, welche mit den Tragrollen (10) verbundene, zur Antriebseinrichtung (29) führende Antriebswellen (16) gegen die Lagereinrichtung (17) abdichten; h) die Lagereinrichtung (17) in die gasdichte Hülle (4) so dicht eingebunden ist, dass die in ihr enthaltenen Dichtungseinrichtungen (20) Trennstellen zwischen der kontrollierten Atmosphäre im Innenraum der gasdichten Hülle (4) und Außenatmosphäre darstellen.A furnace for producing thin-film photovoltaic cells, comprising: a) a furnace housing whose wall comprises an insulating layer; b) a gas-tight envelope surrounding the furnace housing, in the interior of which there is a controlled atmosphere; c) a conveyor system comprising a plurality of support rollers, with which substrate plates can be conveyed through the furnace housing; d) drive means for the conveyor system, each of which engages an end portion of each idler roller to set it in rotation; e) at least one of the controlled atmosphere in the interior of the furnace housing to working temperature-bringing heater; characterized in that f) the drive device ( 29 ) for the conveyor system ( 8th ) outside the gastight envelope ( 4 ) is arranged in normal atmosphere; g) in the storage facility ( 17 ), in which the with the drive device ( 29 ) connected end portions of the carrying rollers ( 10 ), sealing devices ( 20 ) are provided, which with the carrying rollers ( 10 ), to the drive device ( 29 ) leading drive shafts ( 16 ) against the storage facility ( 17 ) seal; h) the storage facility ( 17 ) into the gastight envelope ( 4 ) is so tightly integrated that the sealing devices contained in it ( 20 ) Separation points between the controlled atmosphere in the interior of the gas-tight envelope ( 4 ) and external atmosphere. Ofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagereinrichtung (17) mindestens einen Lagerbock umfasst, der unter Zwischenschaltung mindestens einer Dichtung (23) für jede in ihm gelagerte Tragrolle (10) gegen die Außenfläche der gasdichten Hülle (4) andrückbar ist.Oven according to claim 1, characterized in that the storage device ( 17 ) comprises at least one bearing block, with the interposition of at least one seal ( 23 ) for each carrying roller ( 10 ) against the outer surface of the gas-tight envelope ( 4 ) is pressable. Ofen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Lagerbock eine und nur eine Tragrolle lagert.Oven according to claim 2, characterized in that each bearing block supports one and only one support roller. Ofen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Lagerbock (17) eine Vielzahl von Tragrollen (10), insbesondere alle im Fördersystem (8) vorhandenen Tragrollen (10), lagert.Oven according to claim 2, characterized in that at least one bearing block ( 17 ) a plurality of carrying rollers ( 10 ), especially all in the support system ( 8th ) existing idlers ( 10 ) stores. Ofen nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerbock (17) für jede in ihm gelagerte Tragrolle (10) einen Innenraum (18) aufweist, in welchem das dort befindliche Ende der Tragrolle (10) über eine Kupplung (15) mit einer Antriebswelle (16) verbunden ist.Oven according to one of claims 2 to 4, characterized in that the bearing block ( 17 ) for each carrying roller ( 10 ) an interior ( 18 ), in which the end of the carrying roller located there ( 10 ) via a coupling ( 15 ) with a drive shaft ( 16 ) connected is. Ofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerung jeder Tragrolle (10) durch Lagerung einer mit ihr verbundenen Antriebswelle (16) in der Lagereinrichtung (17) erfolgt.Oven according to one of the preceding claims, characterized in that the storage of each carrying roller ( 10 ) by supporting a drive shaft ( 16 ) in the storage facility ( 17 ) he follows. Ofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Innenraum des Ofengehäuses mindestens eine Quelle für auf die Substratplatten aufzubringendes Material angeordnet ist.Oven according to one of the preceding claims, characterized in that in the interior of the furnace housing at least one source is arranged to be applied to the substrate plates material.
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