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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf das Gebiet der Dünnfilmabscheidesysteme, bei denen eine dünne Filmschicht, wie z. B. eine Halbleiterschicht, auf ein Substrat aufgebracht wird, das durch das System hindurch befördert wird. Im Einzelnen bezieht sich die Erfindung auf ein System und ein Verfahren zur Rückgewinnung des Halbleitermaterials, das sich auf Fördererkomponenten niedergeschlagen hat, die zum Fortbewegen der Substrate durch die Dampfphasenabscheidungsvorrichtung verwendet werden.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Dünnfilm-Photovoltaik(PV)-Module (die auch als „Solarpanel” bezeichnet werden) auf der Grundlage von Cadmiumtellurid (CdTe) verbunden mit Cadmiumsulfid (CdS) als photoreaktive Komponenten finden in der Industrie breite Akzeptanz und breites Interesse. CdTe ist ein Halbleitermaterial mit Eigenschaften, die für die Umwandlung von Sonnenenergie in Elektrizität besonders geeignet sind. CdTe weist z. B. eine Bandlücke von 1,45 eV auf, die es ihm ermöglicht, im Vergleich zu Halbleitermaterialien mit einem geringeren Bandabstand (1,1 eV), die historisch in Solarzellenanwendungen eingesetzt werden, mehr Energie aus dem Sonnenspektrum umzuwandeln. Verglichen mit den Materialien mit dem geringeren Bandabstand wandelt CdTe auch unter schwächeren oder diffusen Lichtbedingungen Energie um und weist demnach im Laufe eines Tages oder unter bewölkten Bedingungen verglichen mit anderen konventionellen Materialien eine längere effektive Umwandlungszeit auf. Solarenergiesysteme unter Verwendung von CdTe-PV-Modulen werden allgemein als die kostengünstigsten der kommerziell verfügbaren Systeme im Bezug auf die Kosten pro Watt erzeugter Leistung angesehen. Trotz der Vorteile von CdTe hängt die tragfähige kommerzielle Nutzung und Akzeptanz der Solarenergie als eine zusätzliche oder Primärquelle von industrieller oder Haushaltsenergie jedoch von der Fähigkeit zur Herstellung effizienter PV-Module auf eine großtechnische und kostengünstige Art ab.
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CdTe ist ein relativ teures Material, und eine effiziente Nutzung dieses Materials ist ein primärer Kostenfaktor bei der Herstellung der PV-Module. Unabhängig von der Art des Abscheidesystems oder -verfahrens wird unvermeidlich ein bestimmter Teil des CdTe-Materials in der Weise „verschwendet”, dass er nicht auf das PV-Modul aufgebracht wird. Das Material kann sich z. B. auf der Verarbeitungseinrichtung einschließlich Abschirmungen, Fördererkomponenten, Gefäßen und dergleichen niederschlagen. Eine Rückgewinnung und Wiederverwertung dieses Materials durch Mittel, die die Stillstandzeit der Verarbeitungslinie minimieren, ist eine Schlüsselüberlegung in der Industrie.
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Außerdem wird CdTe als ein gefährliches Material angesehen, und die Entsorgungsvorschriften für Komponenten, die CdTe enthalten, sind ziemlich streng und tragen erheblich zu den Gesamtkosten der PV-Modulherstellung bei. Eine Verringerung des Volumens dieser Komponenten aus gefährlichem Material ist eine weitere vorrangige Überlegung.
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Verschiedene Schriften erörtern Systeme und Techniken zur Entfernung von Cadmium aus Abfallmetall im Allgemeinen und PV-Modulen im Speziellen.
US 5 405 588 beschreibt z. B. ein chemisches Verfahren zur Rückgewinnung von Cd, bei dem Cd-haltige Abfallmaterialien mit einer Ammoniumcarbonatlösung gemischt werden, um einen wasserlöslichen Amminkomplex zu bilden, der danach verdampft wird, um eine zweite Mischung von Cadmiumcarbonat zu bilden. Die zweite Mischung wird weiter verarbeitet, um das Cadmium in der Form von Cadmiumsulfid zurückzugewinnen.
US 5 897 685 ,
US 5 779 877 und
US 6 129 779 beziehen sich alle auf chemische Verfahren zur Rückgewinnung von Metallen, wie z. B. CdTe, aus alten PV-Modulen.
US 5 437 705 beschreibt ein Verfahren und ein System zur Rückgewinnung von Cadmium und Nickel aus NiCd-Batterien, wobei die alten Batterien und Batteriekomponenten in einem Retortenofen auf eine wirksame Temperatur und über eine wirksame Zeit erhitzt werden, um das Cadmium zu verdampfen. Obwohl diese Verfahren brauchbar sind, beinhalten sie alle die Entnahme der zu „reinigenden” Komponenten aus den Produktionslinien zum Einsetzen in Rückgewinnungsöfen, chemische Bäder usw., was eine unerwünschte Auswirkung ist. Außerdem sind die chemischen Verfahren relativ kompliziert und erfordern Säuren und andere Chemikalien, die teuer und schwierig in der Handhabung sind und ihre eigenen Umweltgefahren und Entsorgungsprobleme darstellen.
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Demgemäß besteht Bedarf an einem verbesserten Verfahren und System zur effizienten und sauberen Rückgewinnung von CdTe aus den Komponenten, die bei der Herstellung von PV-Modulen verwendet werden, ohne die Notwendigkeit einer Stillsetzung des Herstellungsprozesses. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Rückgewinnungssystem und ein Rückgewinnungsverfahren, die diesem Zweck dienen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Aspekte und Vorteile der Erfindung sind zum Teil in der folgenden Beschreibung dargelegt oder können aus der Beschreibung ersichtlich oder durch die praktische Umsetzung der Erfindung in Erfahrung gebracht werden.
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Gemäß Aspekten der Erfindung wird eine Fördereranordnung geschaffen, die insbesondere zur Verwendung in einer Dampfphasenabscheidevorrichtung geeignet ist, bei der ein sublimiertes Quellenmaterial, wie z. B. CdTe, als dünner Film auf ein Photovoltaik(PV)-Modulsubstrat aufgebracht wird. Die Fördereranordnung ist innerhalb der Dampfphasenabscheidevorrichtung eingerichtet und kann ein Gehäuse aufweisen, das ein eingeschlossenes inneres Volumen bildet. Die Fördereranordnung enthält eine Fördereinrichtung bzw. einen Förderer, wie z. B. ein Plattenförderband, das sich auf einem endlos umlaufenden Pfad bewegt, der einen oberen Strang aufweist, der sich in einer Förderrichtung bewegt, um ein Substrat durch einen Abscheidebereich der Dampfphasenabscheidevorrichtung hindurch zu transportieren. Eine Wärmequelle ist bezogen auf den endlosen Umlaufpfad an einer Stelle hinter dem Punkt angeordnet, wo die Substrate den Förderer verlassen. Die Wärmequelle ist zum Erwärmen des Förderers auf eine Temperatur eingerichtet, die zum Sublimieren des Quellenmaterials, z. B. CdTe, von dem Förderer geeignet ist. Eine Kühlfalle ist an einer Stelle entlang des endlosen Umlaufpfades angeordnet, die zur Diffusion des sublimierten Quellenmaterials zu dieser Stelle hin geeignet ist, z. B. stromabwärts von der Wärmequelle in einer Bewegungsrichtung des Förderers, bevor der Förderer in seinen oberen Strang zurückkehrt. Die Kühlfalle wird auf einer Temperatur gehalten, die bewirkt, dass sich das sublimierte Quellenmaterial, das durch das Erhitzen der Förderers erzeugt worden ist, auf einem mit der Kühlfalle ausgebildeten Sammelelement niederschlägt.
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Änderungen und Abwandlungen an dem Ausführungsbeispiel der Fördereranordnung, die oben erläutert worden ist, liegen innerhalb des Bereiches und Geistes der Erfindung und können hierin weiterhin beschrieben sein.
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Die vorliegende Erfindung schließt auch eine Dampfphasenabscheidevorrichtung ein, die eine Fördereranordnung gemäß Aspekten der vorliegenden Erfindung enthält. Die Erfindung schafft z. B. eine Dampfphasenabscheidevorrichtung zum Abscheiden eines sublimierten Quellenmaterials, wie z. B. CdTe, als dünnen Film auf ein Photovoltaik(PV)-Modulsubstrat, das durch das Dampfphasenabscheidemodul hindurch befördert wird. Die Vorrichtung enthält ein Gehäuse und einen Dampfphasenabscheidekopf, der betrieblich innerhalb des Gehäuses zum Sublimieren eines Quellenmaterials eingerichtet ist. Eine Fördereranordnung ist betrieblich innerhalb des Gehäuses unterhalb des Dampfphasenabscheidekopfes angeordnet. Die Fördereranordnung kann mit der oben beschriebenen Ausführungsform übereinstimmen.
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Änderungen und Abwandlungen an dem oben erläuterten Ausführungsbeispiel der Dampfphasenabscheidevorrichtung liegen innerhalb des Bereiches und des Geistes der Erfindung und können hierin weiter beschrieben sein.
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Die vorliegende Erfindung schließt auch ein Verfahren zur Rückgewinnung von Quellenmaterial, wie z. B. CdTe, ein, das sich in einer Dampfphasenabscheidevorrichtung auf Fördererkomponenten niedergeschlagen hat, wobei ein sublimiertes Quellenmaterial als Dünnfilm auf Photovoltaik(PV)-Modulsubstraten abgeschieden wird, die durch die Vorrichtung befördert werden. Das Verfahren enthält das Bewegen des Förderers auf einem endlosen Umlaufpfad in der Dampfphasenabscheidevorrichtung, wobei der endlose Umlaufpfad einen oberen Strang aufweist, der sich in einer Förderrichtung bewegt, um Substrate durch einen Abscheidebereich der Vorrichtung hindurch zu befördern. An einer Stelle entlang des endlosen Umlaufpfades, nachdem die Substrate den Förderer verlassen, in einer Richtung der Bewegung des Förderers wird der Förderer auf eine Temperatur erhitzt, die zum Sublimieren des Quellenmaterials von den Fördererkomponenten geeignet ist. Das sublimierte Quellenmaterial wird mittels einer Kühlfalle eingesammelt, die an einer geeigneten Stelle entlang des endlosen Umlaufpfades zur Diffusion des sublimierten Quellenmaterials auf die Kühlfalle wirksam ist, z. B. stromabwärts von derjenigen Stelle, wo der Förderer erhitzt wird, in einer Richtung der Bewegung des Förderers auf dem endlosen Umlaufpfad und bevor der Förderer zu seinem oberen Strang zurückkehrt. Das Quellenmaterial, das sich an der Kühlfalle niederschlägt, wird anschließend gesammelt.
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Änderungen und Abwandlungen an der Ausführungsform des oben erläuterten Verfahrens liegen innerhalb des Bereiches und Geistes der Erfindung und sind hierin weiter beschrieben.
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Diese und weitere Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden unter Bezug auf die folgende Beschreibung und die beigefügten Ansprüche besser verstanden.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Eine vollständige und die Umsetzung ermöglichende Offenbarung der vorliegenden Erfindung einschließlich der besten Art derselben ist in der Beschreibung dargelegt, die auf die beigefügten Zeichnungen Bezug nimmt:
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1 ist eine Ansicht einer Dampfphasenabscheidevorrichtung, die Merkmale der vorliegenden Erfindung aufweist;
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2 ist eine schematische Teilansicht einer Dampfphasenabscheidevorrichtung, die eine Fördereranordnung gemäß Aspekten der Erfindung enthält;
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3 ist eine Schnittansicht einer Ausführungsform einer Dampfphasenabscheidevorrichtung, die Merkmale der Ausführungsform aus 2 aufweist;
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4 ist eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer Kühlfalle;
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5 ist eine Komponentenansicht der Kühlfalle aus 4; und
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6 ist eine Vorderansicht einer Dampfphasenabscheidevorrichtung, die eine Kühlfalle gemäß Aspekten der Erfindung enthalten kann.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Es wird nun im Einzelnen auf Ausführungsbeispiele der Erfindung Bezug genommen, wobei ein oder mehrere Beispiele von diesen in den Zeichnungen dargestellt sind. Jedes Beispiel wird zum Zwecke der Erläuterung der Erfindung und nicht als Beschränkung der Erfindung gegeben. Tatsächlich wird für Fachleute ersichtlich, dass vielfältige Abwandlungen und Änderungen an der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden können, ohne von dem Bereich oder Geist der Erfindung abzuweichen. Z. B. können Merkmale, die als Teil einer Ausführungsform dargestellt oder beschrieben sind, auch mit einer anderen Ausführungsform verwendet werden, um noch eine weitere Ausführungsform zu ergeben. Demnach ist es beabsichtigt, dass die vorliegende Erfindung derartige Abwandlungen und Änderungen einschließt, wenn sie innerhalb des Bereiches der beigefügten Ansprüche und ihrer Äquivalente liegen.
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1 stellt ein Ausführungsbeispiel eines Dampfphasenabscheidesystems 10 dar, das eine Fördereranordnung 100 gemäß Aspekten der Erfindung enthalten kann, insbesondere als eine Komponente eines Dampfphasenabscheidemoduls oder einer Dampfphasenabscheidevorrichtung 60. Das System 10 ist zum Aufbringen einer dünnen Filmschicht auf ein Photovoltaik(PV)-Modulsubstrat 14 (das hierin im Folgenden als „Substrat” bezeichnet wird) eingerichtet. Der dünne Film kann z. B. eine Filmschicht aus Cadmiumtellurid (CdTe) sein. Es wird allgemein in der Fachwelt erkannt, dass eine „dünne” Filmschicht auf einem PV-Modulsubstrat allgemein weniger als 10 Mikrometer (μm) misst. Es sollte erkannt werden, dass die vorliegende Fördereranordnung 100 nicht auf die Verwendung in dem in 1 dargestellten System beschränkt ist, sondern in eine beliebige geeignete Verarbeitungslinie eingebaut werden kann, die für die Dampfphasenabscheidung einer dünnen Filmschicht auf ein Substrat 14 eingerichtet ist.
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Zur Bezugnahme und für ein Verständnis einer Umgebung, in der die vorliegende Fördereranordnung verwendet werden kann, ist unten das System 10 aus 1 gefolgt von einer detaillierten Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Fördereranordnung 100 beschrieben.
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Unter Bezug auf 1: Das beispielhafte System 10 enthält eine Vakuumkammer 12, die durch eine Anzahl miteinander verbundener Module gebildet ist. Eine Kombination aus einer groben und einer feinen Vakuumpumpe 40 kann mit den Modulen dazu eingerichtet sein, ein Vakuum innerhalb der Kammer 12 zu erzeugen und aufrecht zu erhalten. Eine Anzahl miteinander verbundener Heizmodule 16 bildet einen Vorheizabschnitt der Vakuumkammer 12, durch die die Substrate 14 befördert werden und in der sie auf eine gewünschte Temperatur erwärmt werden, bevor sie in die Dampfphasenabscheidevorrichtung 60 hinein befördert werden. Jedes der Module 16 kann eine Anzahl von unabhängig gesteuerten Heizelement 18 enthalten, wobei die Heizelemente eine Anzahl von verschiedenen Heizzonen bilden. Eine einzelne Heizzone kann mehr als ein Heizelement 18 enthalten.
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Die Vakuumkammer 12 enthält auch eine Anzahl von miteinander verbundenen Abkühlmodulen 20 stromabwärts von der Dampfphasenabscheidevorrichtung 60. Die Abkühlmodule 20 bilden einen Abschnitt innerhalb der Vakuumkammer 12, in dem den Substraten 14, auf die der dünne Film von sublimiertem Quellenmaterial aufgebracht worden ist, ermöglicht wird, mit einer gesteuerten Abkühlgeschwindigkeit abzukühlen, bevor die Substrate 14 aus dem System 10 entfernt werden. Jedes der Module 20 kann ein erzwungenes Kühlsystem enthalten, in dem ein Kühlmedium, wie z. B. gekühltes Wasser, Kühlmittel, Gas oder anderes Medium durch Kühlschleifen gepumpt wird, die in den Modulen 20 ausgebildet sind.
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In dem dargestellten Ausführungsbeispiel des Systems 10 ist wenigstens ein Nachheizmodul 22 unmittelbar stromabwärts der Dampfphasenabscheidevorrichtung 60 und vor den Abkühlmodulen 20 angeordnet. Das Nachheizmodul 22 hält ein kontrolliertes Heizprofil des Substrats 14 aufrecht, bis das gesamte Substrat aus der Dampfphasenabscheidevorrichtung 60 hinaus bewegt worden ist, um einen Schaden an dem Substrat, wie z. B. ein durch unkontrollierte oder drastische thermische Spannungen hervorgerufenes Verziehen oder Brechen, zu verhindern. Wenn es einem vorderen Abschnitt des Substrats 14 ermöglicht würde, beim Austritt aus der Vorrichtung 60 mit einer übermäßigen Geschwindigkeit abzukühlen, könnte in der Längsrichtung entlang des Substrats 14 ein möglicherweise schädigender Temperaturgradient erzeugt werden. Dieser Zustand könnte zu einer Rissbildung oder einem Bruch des Substrats durch die thermische Beanspruchung führen.
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Wie schematisch in 1 dargestellt ist eine Zufuhreinrichtung 24 mit der Dampfphasenabscheidevorrichtung 60 dazu eingerichtet, ein Quellenmaterial, wie z. B. granulares CdTe zuzuführen. Vorzugsweise ist die Zufuhreinrichtung 24 dazu eingerichtet, das Quellenmaterial zuzuführen, ohne den kontinuierlichen Dampfphasenabscheideprozess in der Vorrichtung 60 oder die Förderung der Substrate 14 durch die Vorrichtung 60 hindurch zu unterbrechen.
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Weiter unter Bezug auf 1: Die einzelnen Substrate 14 werden zu Beginn auf einem Lastförderer 26 angeordnet und anschließend in eine Eingangsvakuumschleusenstation bewegt, die ein Lastmodul 28 und ein Puffermodul 30 aufweist. Eine „grobe” (beginnende) Vakuumpumpe 32 ist mit dem Lastmodul 28 dazu eingerichtet, ein Anfangsvakuum zu erzeugen, und eine „feine”(Hoch-)Vakuumpumpe 38 ist mit dem Puffermodul 30 dazu eingerichtet, das Vakuum in dem Puffermodul 30 schließlich im Wesentlichen bis auf das Vakuum innerhalb der Vakuumkammer 12 zu verstärken. Ventile 34 (wie z. B. Schlitzventil-Schieber oder Klappenventile vom Drehtyp) sind betrieblich zwischen dem Lastförderer 26 und dem Lastmodul 28, zwischen dem Lastmodul 28 und dem Puffermodul 30 sowie zwischen dem Puffermodul 30 und der Vakuumkammer 12 angeordnet. Diese Ventile werden nacheinander durch einen Motor oder eine andere Art von Betätigungseinrichtung 36 betätigt, um die Substrate 14 schrittweise in die Vakuumkammer 12 hineinzuführen, ohne das Vakuum in der Kammer 12 zu beeinträchtigen.
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Eine Ausgangsvakuumschleusenstation ist stromabwärts von dem letzten Abkühlmodul 20 angeordnet und arbeitet im Wesentlichen umgekehrt zu der oben beschriebenen Eingangsvakuumschleusenstation. Die Ausgangsvakuumschleusenstation kann z. B. ein Ausgangspuffermodul 42 und ein stromabwärtiges Ausgangsschleusenmodul 44 enthalten. Sequentiell betätigte Schlitzventile 34 sind zwischen dem Puffermodul 42 und dem letzten der Abkühlmodule 20, zwischen dem Puffermodul 42 und dem Ausgangsschleusenmodul 44 sowie zwischen dem Ausgangsschleusenmodul 44 und dem Ausgangsförderer 46 angeordnet. Eine feine Vakuumpumpe 38 ist bei dem Ausgangspuffermodul 42 angeordnet, und eine grobe Vakuumpumpe 32 ist bei dem Ausgangsschleusenmodul 44 angeordnet. Die Pumpen 32, 38 und die Schlitzventile 34 werden nacheinander betätigt, um die Substrate 14 schrittweise ohne einen Verlust der Vakuumbedingungen innerhalb der Vakuumkammer 12 aus der Vakuumkammer 12 hinaus zu bewegen.
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Das System 10 enthält auch ein Förderersystem, das zum Bewegen der Substrate 14 in die Vakuumkammer 12 hinein, durch diese hindurch und aus ihr heraus eingerichtet ist. In der dargestellten Ausführungsform enthält das Förderersystem eine Anzahl von einzeln gesteuerten Förderern 48, wobei jedes der mehreren Module einen der Förderer 48 enthält. Es sollte erkannt werden, dass die Art oder Anordnung der Förderer 48 in den verschiedenen Modulen variieren kann. In der dargestellten Ausführungsform sind die Förderer 48 Rollenförderer mit angetriebenen Rollen, die so gesteuert werden, dass sie eine gewünschte Fördergeschwindigkeit der Substrate 14 durch das entsprechende Modul und das System 10 insgesamt ermöglichen.
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Wie beschrieben werden die einzelnen der verschiedenen Module und jeweiligen Förderer in dem System 10 unabhängig gesteuert, um eine bestimmte Funktion zu erfüllen. Für eine derartige Steuerung kann jedes der einzelnen Module eine zugehörige unabhängige Steuerung 50 aufweisen, die mit diesem zur Steuerung der einzelnen Funktionen des jeweiligen Moduls eingerichtet ist. Die mehreren Steuerungen 50 können ihrerseits mit der zentralen Systemsteuerung 52 in Kommunikationsverbindung stehen, wie es in 1 dargestellt ist. Die zentrale Systemsteuerung 52 kann die Funktionen jedes der Module (über die unabhängigen Steuerungen 50) überwachen und steuern, um bei der Verarbeitung der Substrate 14 durch das System 10 eine insgesamt gewünschte Aufheizgeschwindigkeit, Abscheidemenge bzw. -geschwindigkeit, Abkühlgeschwindigkeit usw. zu erreichen.
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Unter Bezug auf 1: Zur unabhängigen Steuerung der einzelnen jeweiligen Förderer 48 kann jedes der Module irgendeine Art von aktivem oder passivem Sensor 54 aufweisen, der die Anwesenheit der Substrate 14 feststellt, wenn sie durch das Modul hindurch befördert werden. Die Sensoren 54 stehen in Kommunikationsverbindung mit der jeweiligen Modulsteuerung 50, die ihrerseits mit der zentralen Steuerung 52 in Kommunikationsverbindung steht. Auf diese Weise können die jeweiligen einzelnen Förderer 48 so gesteuert werden, dass ein geeigneter Abstand zwischen den Substraten 14 aufrecht erhalten wird und die Substrate mit einem gewünschten konstanten Förderdurchsatz durch die Vakuumkammer 12 hindurch befördert werden.
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Die Dampfphasenabscheidevorrichtung 60 kann innerhalb des Bereiches und des Geistes der Erfindung einen vielfältigen Aufbau und vielfältige Betriebsprinzipien annehmen, und sie ist allgemein für eine Dampfphasenabscheidung eines sublimierten Quellenmaterials, wie z. B. CdTe, als dünne Filmschicht auf dem PV-Modulsubstraten 14 eingerichtet. In dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel des Systems 10 ist die Vorrichtung 60 ein Modul, das ein Gehäuse 95 (2 und 3) aufweist, in dem die internen Komponenten enthalten sind, die einen Vakuumabscheidekopf 62 umfassen, der über einer Fördereranordnung 100 gemäß Aspekten der Erfindung angebracht sind.
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2 ist eine schematische Ansicht einer Dampfphasenabscheidevorrichtung 60, die einen Förderer 100 gemäß Aspekten der Erfindung enthalten kann. Die Vorrichtung 60 enthält einen Dampfphasenabscheidekopf 62, der oberhalb der Fördereranordnung 100 angeordnet ist. Der Dampfphasenabscheidebereich ist unterhalb des Abscheidekopfes zum Sublimieren und Diffundieren eines Quellenmaterials, wie z. B. CdTe, auf die obere Oberfläche von Substraten 14 ausgebildet, während diese von der Fördereranordnung 100 unter dem Abscheidekopf 62 transportiert werden.
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Die Fördereranordnung 100 kann eine Einhausung 114 enthalten (die schematisch durch gestrichelte Linien in 2 dargestellt ist), die in irgendeiner Art aus Strukturelementen hergestellt sein kann. Die Einhausung 114 passt in das Gehäuse 95 des Dampfphasenabscheidemoduls 60 hinein. Ein Förderer 102 ist betrieblich innerhalb der Einhausung 114 angeordnet und auf einem (in 2 durch die gekrümmten Pfeile gezeigten) endlosen Umlaufpfad innerhalb der Einhausung 114 beweglich. Der endlose Umlauf des Förderers 102 umfasst einen oberen Strang, der sich in einer Förderrichtung bewegt, um die Substrate 14 durch den Abscheidebereich unter dem Abscheidekopf 62 hindurch zu transportieren. Der Förderer bewegt sich, nachdem sich die Substrate 14 von dem Förderer 102 weg bewegt haben, auf einem entgegen gerichteten unteren Strang. Wie es unten unter Bezug auf 3 genauer beschrieben ist, wird der Förderer 102 auf seinem endlosen Umlauf durch Kettenzahnräder angetrieben.
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Eine Wärmequelle 118 ist bezogen auf die Einhausung so angeordnet, dass sie den Förderer 102 an einer Stelle entlang des endlosen Umlaufpfades allgemein hinter demjenigen Punkt erhitzt, wo die Substrate 14 den Förderer 102 verlassen. In der in 2 dargestellten Ausführungsform kann z. B. ein erster Teil der Wärmequelle 118 an der Stelle angeordnet sein, wo der Förderer von dem oberen Strang zu dem unteren Strang die Richtung ändert. Ein zweiter Teil der Wärmequelle 118 kann entlang eines Anfangsabschnitts des unteren Strangs des Förderpfades angeordnet sein. Es ist wünschenswert, dass die Wärmequellenkomponenten 118 den Förderer nicht erhitzen, bevor die Substrate 14 den Förderer 102 verlassen haben. Die Substrate 14 sollten entlang des oberen Strangs des Förderpfades relativ „kühl” bleiben, um einen ebenen und gleichmäßigen Auftrag des sublimierten CdTe-Materials auf ihnen sicherzustellen. Eine vorzeitige Erwärmung des Förderers 102 kann auch zu einem Schaden an den Substraten 14 (z. B. durch Verziehen) führen.
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Unvermeidlich schlägt sich etwas von dem sublimierten CdTe-Material auf dem Förderer 102 in dem Abscheidebereich, insbesondere entlang der Seitenkanten des Förderers nieder. Auch die Oberflächen des Förderers 102 zwischen benachbarten Substraten 14 sind dem sublimierten CdTe ausgesetzt, was dazu führt, dass sich das CdTe-Material auch auf diesen Flächen niederschlägt. Nachdem die Substrate 14 den Förderer 102 verlassen haben, bewirken die Wärmequellenkomponenten 118 ein Erhitzen der verschiedenen Fördererkomponenten, um zu bewirken, dass das abgeschiedene Quellenmaterial „ausgebrannt” wird oder sublimiert. Dieses sublimierte Material kann danach gesammelt und wieder verwendet werden. Außerdem stellt das Ausbrennen des Quellenmaterials von den Übertragungseinrichtungskomponenten sicher, dass für die eintretenden Substraten 14 eine saubere und glatte Oberfläche bereitgestellt wird. Durch kontinuierliches Entfernen des abgeschiedenen Quellenmaterials von dem Förderer 102 wird auch die Stillstandzeit der Vorrichtung 60 zum Reinigen der Fördererkomponenten verringert.
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In dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die einleitenden (vertikalen) „Ausbrenn”-Komponenten 118 zwischen der Einhausung 114 und dem Gehäuse 95 angeordnet, und die unteren „Ausbrenn”-Komponenten 118 sind innerhalb der Einhausung 114 angeordnet. Diese Anordnung ermöglicht es, dass der Förderer 102 für Reparatur, Wartung oder Austausch vertikal nach oben aus dem Raum heraus angehoben wird. Es sollte jedoch erkannt werden, dass die Anordnung aus 2 nur darstellenden Zwecken dient und die Wärmequellenkomponenten 118 auf vielfältige Art innerhalb und außerhalb der Einhausung 114 verteilt angeordnet sein könnten. Die Wärmequellenkomponenten 118 könnten z. B. an den inneren Oberflächen der Einhausungswände 114 direkt neben dem Förderer 102 angebracht sein.
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Eine Kühlfalle 122 ist bezogen auf die Einhausung 114 an einer Stelle angeordnet, die zur Diffusion von sublimiertem Quellenmaterial auf die Kühlfalle geeignet ist. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Kühlfalle 122 z. B. entlang der des unteren Stranges des Förderers 102 nahe bei den Wärmequellenkomponenten 118 angeordnet. Die Kühlfalle 122 wird auf einer Temperatur gehalten, die bewirkt, dass sich das sublimierte Quellenmaterial innerhalb der Fördereranordnung 100, das durch Erhitzen des Förderers 102 mit den Wärmequellenkomponenten 118 erzeugt worden ist, auf einem Sammelelement niederschlägt, das mit der Kühlfalle 122 ausgebildet ist. Das Sammelelement, das ein Einsatz, eine Schale oder eine andere Oberfläche (wie sie unten genauer im Bezug auf das Ausführungsbeispiel aus 3 beschrieben ist) sein kann, ist zum anschließenden Einsammeln des Quellenmaterials, das sich auf dem Sammelelement niedergeschlagen hat, aus der Vorrichtung 60 entnehmbar.
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Hinter der Kühlfalle 122 ist in der Richtung der Bewegung des Förderers 102 eine weitere Wärmequellenkomponente 140 bezogen auf die Einhausung so angeordnet, dass sie die obere Oberfläche des Förderers vor der Aufnahme eintretender Substrate 14, wie sie in 2 dargestellt ist, vorwärmt.
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Wie in 2 gezeigt kann es wünschenswert sein, Isolierplatten 134 innerhalb des Förderumlaufpfades anzuordnen, um den oberen Strang des Förderers 102 gegen die Wärmequellenkomponenten 118 und der Kühlfalle 122 abzuschirmen. Die Temperatur und der Druck entlang des oberen Strangs des Förderers 102 werden insbesondere in dem Abscheidebereich unterhalb des Abscheidekopfes 62 sorgfältig aufrecht erhalten und gesteuert, um eine ebene und gleichmäßige Abscheidung einer dünnen Filmschicht des Quellenmaterials auf der oberen Oberfläche der Substrate 14 sicherzustellen. Die Wärmeabschirmplatten 134 verringern unerwünschte thermische Beeinträchtigungen, die sich daraus ergeben können, dass die Wärmequellenkomponenten 18 und die Kühlfalle 122 den Dampfphasenabscheideprozess beeinträchtigen.
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Es ist regelmäßig erforderlich, das Sammelelement der Kühlfalle 122 aus der Fördereranordnung 100 zu entnehmen, um das abgeschiedene Quellenmaterial von diesem Element einzusammeln. Falls gewünscht kann für das entnommene Sammelelement ein Austauschsammelelement eingesetzt werden. Unter Bezug auf 6: In der Gehäusestruktur 95 des Dampfphasenabscheidemoduls 60 kann irgendeine Art von Zugangstür oder -klappe 136 vorgesehen sein, um einen Zugang zu der Sammelelementkomponente der Kühlfalle 122 zu schaffen. Bei dieser Anordnung kann es wünschenswert sein, eine Auslassöffnung 138 in der Gehäusestruktur 95 vorzusehen. Diese Öffnung 138 kann mit einem äußeren Abgassystem 137 verbunden sein, um durch die Zugangstür 136 Außenluft in das Fördereranordnungsgehäuse 114 einzusaugen, wenn die Tür zum Entnehmen des Sammelelementes geöffnet ist. Dieses System stellt sicher, dass es Staub oder partikelförmigem Quellenmaterial nicht ermöglicht wird, aus der Vorrichtung 60 in die Arbeitsumgebung zu entweichen. Das äußere Abgassystem 137, das mit der Auslassöffnung 138 verbunden ist, kann Luft filtern, die durch die Einhausung 114 gesaugt wird. Demnach führt der Vorgang der Entnahme des Sammelelementes nicht zu einer unsicheren oder gefährlichen Umgebung.
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Die 4 und 5 stellen ein besonderes Ausführungsbeispiel einer Kühlfalle 122 dar, die mit der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann. Die Kühlfalle 122 weist einen Grundkörper 124 auf, der durch ein Kühlmedium 132 (2), das durch in dem Grundkörper ausgebildete Kühlschleifen 126 umgewälzt werden kann, zwangsgekühlt werden kann. Das Kühlmedium 132 kann z. B. gekühltes Wasser, ein Kühlmittel oder irgendein anderes geeignetes Kühlmedium sein. Ein Rahmen 128 sitzt auf dem Grundkörper 124 und dient zum Haltern eines Einsatzes 130 (dem Sammelelement in diesem Beispiel). Der Einsatz 130 ist aus dem Rahmen 128 entnehmbar und wird infolge seiner Lage direkt oberhalb der Kühlschleifen 126 auf einer relativ kühlen Temperatur gehalten. Der Einsatz 130 bildet eine gekühlte Oberfläche, auf der sich das sublimierte Quellenmaterial niederschlagen wird. Der gesamte Rahmen 128 kann durch die Zugangstür 136 (6) entnommen werden, wobei der Einsatz 130 anschließend zum Entfernen des abgeschiedenen Quellenmaterials bearbeitet werden kann. Der Einsatz 130 kann z. B. mechanisch geschüttelt oder verformt werden, um zu bewirken, dass das aufgebrachte Quellenmaterial abblättert oder sich auf andere Weise von dem Einsatz 130 löst. Der Sammelvorgang würde in wünschenswerter Weise in einer kontrollierten Umgebung durchgeführt werden, um zu verhindern, dass sich etwas von dem Quellenmaterial in der Arbeitsumgebung in der Luft verteilt.
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3 stellt ein Ausführungsbeispiel eines Dampfphasenabscheidemoduls 60 gemäß Aspekten der Erfindung dar, das insbesondere für das System aus 1 geeignet ist. In diesem Beispiel enthält das Modul 60 den Vakuumabscheidekopf 62, der oberhalb der Fördereranordnung 100 angeordnet ist. Der Abscheidekopf 62 bildet einen inneren Raum, in dem ein Behälter oder Gefäß 66 zur Aufnahme eines (nicht gezeigten) granularen Quellenmaterials angeordnet ist. Wie erwähnt kann das granulare Quellenmaterial von einer Zufuhreinrichtung oder einem Zufuhrsystem 24 (1) durch ein Zufuhrrohr 70 bereitgestellt werden. Das Zufuhrrohr 70 ist mit einem Verteiler 72 verbunden, der in einer Öffnung in einer oberen Wand des Dampfphasenabscheidekopfes angeordnet ist. Der Verteiler weist eine Anzahl von Abgabeöffnungen auf, die zur gleichmäßigen Verteilung des granularen Quellenmaterials in dem Gefäß 66 eingerichtet sind.
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In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist wenigstens ein Thermoelement 74 durch die obere Wand des Abscheidekopfes 62 hindurch betrieblich so angeordnet, dass es die Temperatur innerhalb der Kopfkammer neben oder in dem Gefäß 66 überwacht.
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Das Gefäß 66 weist eine Form und einen Aufbau auf, so dass die Endwände 68 des Gefäßes 66 von den Endwänden 76 des Abscheidekopfes 62 beabstandet sind. Die Seitenwände des Gefäßes 66 liegen angrenzend an oder in großer Nähe zu den Seitenwänden des Abscheidekopfes 62 (nicht sichtbar in der Ansicht der 2), so dass zwischen den jeweiligen Seitenwänden ein sehr kleiner Zwischenraum vorhanden ist. Bei diesem Aufbau strömt sublimiertes Quellenmaterial als ein vorderer und ein hinterer Dampfschleier 67 über die Endwände 68 aus dem Gefäß 66 aus. Sehr wenig von dem sublimierten Quellenmaterial wird über die Seitenwände des Gefäßes 66 hinweg strömen.
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Unter dem Gefäß 66 ist ein beheizter Verteilerblock bzw. Verteiler 78 angeordnet, der einen zweischaligen Aufbau aufweisen kann, der ein oberes Schalenelement 80 und ein unteres Schalenelement 82 umfasst. Die zusammengefügten Schalenelemente 80, 82 bilden Hohlräume, in denen Heizelemente 84 angeordnet sind. Die Heizelemente 84 erwärmen den Verteiler 78 in einem Maße, das für die indirekte Beheizung des Quellenmaterials innerhalb des Gefäßes ausreichend ist, um eine Sublimation des Quellenmaterials zu bewirken. Die von dem Verteiler 78 erzeugte Wärme hilft auch zu verhindern, dass sich das sublimierte Quellenmaterial auf Komponenten des Abscheidekopfes 62 niederschlägt. Weitere Heizelemente 98 können zu diesem Zweck auch innerhalb des Abscheidekopfes 62 angeordnet sein. Wünschenswerterweise ist die kühlste Komponente innerhalb des Abscheidekopfes 62 die obere Oberfläche der Substrate 14, die durch den Abscheidekopf hindurch befördert werden, so dass sichergestellt ist, dass sich das sublimierte Quellenmaterial hauptsächlich auf den Substraten niederschlägt.
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Weiter unter Bezug auf 3: Der beheizte Verteiler 78 weist eine Anzahl von durch ihn hindurch ausgebildeten Kanälen 86 auf. Die Kanäle weisen eine Form und eine Anordnung auf, um das sublimierte Quellenmaterial zu den darunter liegenden Substraten 14 gleichmäßig zu verteilen.
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Eine Verteilungsplatte 88 ist unterhalb des Verteilers 78 in einem definierten Abstand oberhalb einer horizontalen Ebene der oberen Oberfläche eines darunter liegenden Substrates 14 angeordnet. Die Verteilungsplatte 88 weist ein Muster von Öffnungen oder Kanälen durch sie hindurch auf, die das durch den Verteiler 78 hindurch tretende sublimierte Quellenmaterial weiter verteilen.
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Wie zuvor erwähnt strömt ein erheblicher Teil des sublimierten Quellenmaterials als ein vorderer und ein hinterer Dampfschleier 67 aus dem Gefäß 66 heraus. Obwohl diese Dampfschleier in gewissem Maße in der Längsrichtung diffundieren, bevor sie durch die Verteilungsplatte 88 hindurch treten, sollte erkannt werden, dass es unwahrscheinlich ist, dass in der Längsrichtung eine gleichmäßige Verteilung des sublimierten Quellenmaterials erzielt wird. Mit anderen Worten wird in Längsrichtung mehr von dem sublimierten Quellenmaterial durch die Endabschnitte der Verteilungsplatte 88 verglichen mit dem mittleren Abschnitt der Verteilungsplatte verteilt. Weil das System 10 die Substrate 14 jedoch wie oben erläutert mit einer konstanten Längsgeschwindigkeit ununterbrochen durch die Dampfphasenabscheidevorrichtung hindurch transportiert, werden die oberen Oberflächen der Substrate 14 unabhängig von einer Ungleichmäßigkeit der Dampfverteilung in der Längsrichtung der Vorrichtung 60 der gleichen Abscheideumgebung ausgesetzt. Die Kanäle 86 in dem Verteiler 78 und die Öffnungen in der Verteilungsplatte 88 stellen eine relativ gleichmäßige Verteilung des sublimierten Quellenmaterials in der Querrichtung der Dampfphasenabscheidevorrichtung 60 sicher. Solange eine gleichmäßige Querverteilung des Dampfes aufrechterhalten wird, wird eine relativ gleichmäßige Dünnfilmschicht auf die oberen Oberflächen der Substrate 14 aufgebracht.
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Wie in 3 dargestellt kann es wünschenswert sein, zwischen dem Gefäß 66 und dem Verteiler 78 eine Bruchstück- bzw. Partikelabschirmung 89 einzubauen. Diese Abschirmung weist (verglichen mit der Verteilungsplatte 88) relativ große durch sie hindurch ausgebildete Öffnungen auf und dient zum Zurückhalten von granularem oder partikelförmigem Quellenmaterial vor einem Durchtritt und einer möglichen Beeinträchtigung des Betriebs der anderen Komponenten des Abscheidekopfes 62.
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Weiter unter Bezug auf 3: Der Abscheidekopf 62 kann in Längsrichtung an jedem seiner Enden sich quer erstreckende Dichtungen 96 aufweisen. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Dichtungen 96 durch Komponenten des unteren Schalenelementes 82 des beheizten Verteilers 78 ausgebildet. In einem Ausführungsbeispiel können diese Dichtungen 96 oberhalb der oberen Oberfläche der Substrate 14 in einem Abstand angeordnet sein, der kleiner ist als der Abstand zwischen der Oberfläche der Substrate 14 und der Verteilungsplatte 88. Die Dichtungen 96 helfen beim Halten des sublimierten Quellenmaterials in dem Abscheidebereich oberhalb der Substrate. Mit anderen Worten verhindern die Dichtungen 96, dass das sublimierte Quellenmaterial in der Längsrichtung durch die Enden der Vorrichtung 60 hindurch „leckt”. Es sollte erkannt werden, dass die Dichtungen 96 in alternativen Ausführungsformen an einer gegenüberliegenden Struktur in der Vorrichtung 60 anliegen und die gleiche Funktion erfüllen können.
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Das Ausführungsbeispiel aus 3 enthält eine bewegliche Verschlussplatte 90, die oberhalb des Verteilers 78 angeordnet ist. Die Verschlussplatte 90 weist eine Anzahl von durch sie hindurch ausgebildeten Kanälen 94 auf, die in einer ersten betrieblichen Stellung der Verschlussplatte 90 so auf die Kanäle 86 in dem Verteiler 78 ausgerichtet sind, dass das sublimierte Quellenmaterial frei durch die Verschlussplatte 90 und den Verteiler 78 hindurch zur anschließenden Verteilung durch die Platte 88 strömen kann. Die Verschlussplatte 90 ist in eine zweite betriebliche Stellung beweglich, in der die Kanäle 94 nicht auf die Kanäle 86 des Verteilers 78 ausgerichtet sind. In dieser Stellung ist das sublimierte Quellenmaterial am Strömen durch den Verteiler 78 hindurch gehindert und wird im Wesentlichen in dem inneren Volumen des Abscheidekopfes 62 zurückgehalten.
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Zum Bewegen der Verschlussplatte 90 zwischen der ersten und zweiten betrieblichen Stellung kann eine beliebige geeignete Betätigungseinrichtung 92 vorgesehen sein. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Betätigungseinrichtung 92 eine Stange 93 und irgendeine Art von geeignetem Gestänge auf, das die Stange 93 mit der Verschlussplatte 90 verbindet. Die Stange 93 wird von außen durch irgendeine Art von Mechanismus gedreht, der außerhalb des Abscheidekopfes 62 angeordnet ist. Die Verschlussplatte 90 ist insbesondere in der Weise nützlich, dass das sublimierte Quellenmaterial aus welchen Gründen auch immer schnell und leicht innerhalb des Abscheidekopfes enthalten sein und am Durchtritt zum Abscheidebereich oberhalb der Substrate 14 oder zur Fördereranordnung 100 gehindert werden kann. Dies kann z. B. beim Hochfahren des Systems 10 wünschenswert sein, während sich die Konzentration von Dämpfen innerhalb der Kammer des Abscheidekopfes 62 auf einen geeigneten Wert aufbaut, um den Abscheidevorgang zu beginnen. In ähnlicher Weise kann es während des Herunterfahrens des Systems wünschenswert sein, das sublimierte Quellenmaterial in dem Abscheidekopf 62 zu halten, um zu verhindern, dass sich das Material auf dem Förderer oder anderen Komponenten der Vorrichtung 60 niederschlägt.
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Die Fördereranordnung 100 in der Ausführungsform in 3 enthält verschiedene Ausführungsbeispiele für die oben unter Bezug auf 2 erläuterten Merkmale. In dieser Ausführungsform ist der Förderer 102 aus einer Anzahl von Platten 108 ausgebildet, die eine flache ununterbrochene Oberfläche für die Substrate 114 entlang des oberen Strangs des Förderers 102 darstellen. Entlang des oberen Strangs der Führungseinrichtung 102 sind Führungsschienen 104 ausgebildet, die für die Fördererrollen 110 eine Lauffläche bilden.
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Der Förderer 102 kann auf seinem endlosen Umlaufpfad um die Kettenzahnräder 112 laufen, die Zähne oder Vorsprünge aufweisen, die mit den Fördererrollen 108 in Eingriff geraten. Wenigstens eines der Kettenzahnräder 112 ist ein angetriebenes Zahnrad, während das gegenüberliegende Kettenzahnrad ein leer laufendes Zahnrad ist. Typischerweise ist das stromaufwärtige Kettenzahnrad 112 das leer laufende Zahnrad.
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Die Förderplatten 108 sind untereinander durch Verbindungsanordnungen 106 verbunden, die Verbindungsplatten 107 enthalten, die an den einzelnen Platten 108 befestigt sind. Die Verbindungsplatten 107 sind miteinander durch Achsstifte 109 verbunden, die auch als Verbindung der Rollen 110 mit den Verbindungsanordnungen 106 wirken.
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In der Ausführungsform in 3 sind die Wärmequellenkomponenten 118 Heizelemente 120, die zwischen Wärmeabschirmungen 115 und den Einhausungswänden 114 entlang der vertikalen Seiten der Einhausung 114 angeordnet sind. Die unteren Heizelemente 120 sind innerhalb der Abgrenzungen der Einhausung 114 angeordnet. Die Einhausung 114, die Wärmeabschirmungen 115, die Heizelemente 120 und dergleichen können durch irgendeine Art von innerer Trägerstruktur 116 bezogen auf das Gehäuse 95 gehaltert sein.
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Die Kühlfalle 122 ist in der Ausführungsform aus 3 im Wesentlichen an dem Gehäuse 95 gehaltert. Der Einsatz 130 ist innerhalb des Raumes angeordnet, der von der Einhausung 114 der Fördereranordnung 100 eingeschlossen ist. Der Grundkörper 124 enthält Kühlschleifen 126, die mit einem äußeren Kühlmedium gespeist werden, wie es oben unter Bezug auf das Ausführungsbeispiel in 2 erläutert worden ist.
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Die vorliegende Erfindung schließt auch verschiedene Ausführungen des Verfahrens zur Rückgewinnung von Quellenmaterial ein, das sich auf Fördererkomponenten in einer Dampfphasenabscheidevorrichtung niedergeschlagen hat. Es sollte erkannt werden, dass die Ausführungsbeispiele des Verfahrens durch irgendeine geeignete Anordnung von Vorrichtungen oder Komponenten ausgeführt werden könnten. Die Verfahrensbeispiele sind nicht auf die oben erläuterten Ausführungsbeispiele des Systems beschränkt.
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In einem bestimmten Ausführungsbeispiel enthält das Verfahren das Bewegen des Förderers auf einem endlosen Umlaufpfad in einer Dampfphasenabscheidevorrichtung, wobei der Pfad einen oberen Strang aufweist, der sich in einer Förderrichtung bewegt, um ein Substrat durch einen Abscheidebereich der Dampfphasenabscheidevorrichtung hindurch zu befördern. An einer Stelle in dem endlosen Umlaufpfad hinter der Stelle, wo die Substrate den Förderer verlassen (in einer Richtung der Bewegung des Förderers) wird der Förderer auf eine Temperatur erwärmt, die zum Sublimieren des Quellenmaterials geeignet ist, das sich auf den Fördererkomponenten niedergeschlagen haben kann. Das sublimierte Quellenmaterial wird mit einer Kühlfalle gesammelt, die sich an einer geeigneten Stelle entlang des endlosen Umlaufpfades zur Diffusion des sublimierten Quellenmaterials auf die Kühlfalle befindet. Die Kühlfalle kann z. B. in einer Richtung der Bewegung des Förderers auf dem endlosen Umlaufpfad stromabwärts von der Stelle angeordnet sein, wo der Förderer erwärmt wird, bevor der Förderer auf seinen oberen Strang zurückkehrt. Das sublimierte Quellenmaterial schlägt sich auf einem Sammelelement nieder, das mit der Kühlfalle ausgebildet ist. Das Verfahren umfasst auch das Entfernen des Quellenmaterials, das sich auf diesem Element niedergeschlagen hat.
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Das Verfahren enthält weiterhin ein Nacherwärmen des Förderers auf eine gewünschte Temperatur an einer Stelle stromabwärts von der Kühlfalle in der Richtung der Bewegung des Förderers, bevor der Förderer entlang des oberen Strangs des geschlossenen Umlaufpfades ein Substrat aufnimmt.
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Das Verfahren kann weiterhin ein Abschirmen des oberen Strangs des endlosen Umlaufpfades des Förderers gegen den Heizprozess und den Kühlfallenprozess beinhalten, die entlang anderer Abschnitte des endlosen Umlaufpfades durchgeführt werden.
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Das Verfahren zur Rückgewinnung des Quellenmaterials von den Fördererkomponenten kann während der Förderung von Substraten durch die Dampfphasenabscheidevorrichtung zum Abscheiden eines dünnen Films von Quellenmaterial auf den Substraten durchgeführt werden. In einer alternativen Ausführungsform kann das Verfahren während eines Wartungsvorgangs ausgeführt werden, wobei der Förderer entlang des endlosen Umlaufpfades durch die Dampfphasenabscheidevorrichtung hindurch bewegt wird, ohne Substrate zu transportieren, und der Sublimationsvorgang durch die oben erläuterte Verschlussplattenanordnung von dem Förderer getrennt ist.
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Während der vorliegende Gegenstand im Einzelnen unter Bezug auf bestimmte beispielhafte Ausführungsformen und Verfahren für diese beschrieben worden ist, wird erkannt, dass Fachleute nach dem Erlangen eines Verständnisses des zuvor Gesagten leicht Änderungen und Abwandlungen sowie Äquivalente zu derartigen Ausführungsbeispielen schaffen können. Dementsprechend ist der Bereich der vorliegenden Offenbarung nur als Beispiel statt als Beschränkung gegeben worden, und die Offenbarung des Gegenstandes schließt die Einbeziehung von derartigen Abwandlungen, Änderungen und/oder Hinzufügungen zu dem vorliegenden Gegenstand nicht aus, wie sie für Fachleute leicht ersichtlich wären.
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Eine Fördereranordnung 100 zur Verwendung in einer Dampfphasenabscheidevorrichtung 60 ist offenbart, bei der ein sublimiertes Quellenmaterial als dünner Film auf einem Photovoltaik(PV)-Modulsubstrat 14 abgeschieden wird. Die Anordnung enthält einen Förderer 102, der in einem endlosen Umlaufpfad beweglich ist, der einen oberen Strang aufweist, der sich in einer Förderrichtung zum Transportieren eines Substrates durch einen Abscheidebereich der Dampfphasenabscheidevorrichtung hindurch bewegt. Eine Wärmequelle 118 ist bezogen auf den endlosen Umlaufpfad so angeordnet, dass sie den Förderer an einer Stelle allgemein hinter demjenigen Punkt erwärmt, wo Substrate den Förderer verlassen. Die Wärmequelle erwärmt den Förderer auf eine Temperatur, die zum Sublimieren des Quellenmaterials von dem Förderer geeignet ist. Eine Kühlfalle 122 ist bezogen auf den endlosen Umlaufpfad in einer Richtung der Bewegung des Förderers stromabwärts von der Wärmequelle angeordnet und wird auf einer Temperatur gehalten, die geeignet ist, zu bewirken, dass sich das durch Erwärmen des Förderers erzeugte sublimierte Quellenmaterial auf einem Sammelelement 130 niederschlägt, das mit der Kühlfalle ausgebildet ist. Ein zugehöriges Verfahren zur Rückgewinnung des Quellenmaterials von Komponenten des Förderers wird ebenfalls geschaffen.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- System
- 12
- Vakuumkammer
- 14
- Substrat
- 16
- Heizmodul
- 18
- Heizelement
- 20
- Abkühlmodul
- 22
- Nachheizmodul
- 24
- Zufuhrsystem
- 26
- Lastförderer
- 28
- Lastmodul
- 30
- Puffermodul
- 32
- Grobe Vakuumpumpe
- 34
- Ventil
- 36
- Betätigungseinrichtung
- 38
- Feine Vakuumpumpe
- 40
- Vakuumpumpe
- 42
- Austrittspuffermodul
- 44
- Austrittsschleusenmodul
- 46
- Ausgangsförderer
- 48
- Förderer
- 50
- Steuerung
- 52
- Systemsteuerung
- 54
- Sensor
- 60
- Dampfphasenabscheidevorrichtung
- 62
- Abscheidekopf
- 66
- Gefäß
- 67
- Dampfschleier
- 68
- Endwand
- 70
- Zufuhrrohr
- 72
- Verteiler
- 74
- Thermoelement
- 76
- Endwand
- 78
- Verteiler
- 80
- Oberes Schalenelement
- 82
- Unteres Schalenelement
- 84
- Heizelement
- 86
- Kanal
- 88
- Verteilungsplatte
- 89
- Partikelabschirmung
- 90
- Verschlussplatte
- 92
- Betätigungseinrichtung
- 93
- Stange
- 94
- Kanal
- 95
- Gehäuse
- 96
- Dichtung
- 98
- Heizelement
- 100
- Fördereranordnung
- 102
- Förderer
- 104
- Führungsschiene
- 106
- Verbindungsanordnung
- 107
- Verbindungsplatte
- 108
- Platte
- 109
- Achsstift
- 110
- Rolle
- 112
- Kettenzahnrad
- 114
- Einhausung
- 115
- Wärmeabschirmung
- 116
- Trägerstruktur
- 118
- Wärmequelle
- 120
- Heizelement
- 122
- Kühlfalle
- 124
- Grundkörper
- 126
- Kühlschleife
- 128
- Rahmen
- 130
- Einsatz
- 132
- Kühlmedium
- 134
- Isolierungsplatte
- 136
- Zugangstür
- 137
- Äußeres Abgassystem
- 138
- Abgasöffnung
- 140
- Wärmequelle
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 5405588 [0005]
- US 5897685 [0005]
- US 5779877 [0005]
- US 6129779 [0005]
- US 5437705 [0005]
