DE69206142T2 - Methode zur herstellung von solarzellen. - Google Patents

Methode zur herstellung von solarzellen.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Solarzellen und insbesondere von Dünnfilm-Solarzellen.
  • Die zur Herstellung von Dünnfilm-Solarzellen verwendete Technik ist die PVD-Technik (physical vapor deposition = physikalisches Aufdampfen), bei der Kupfer, Indium und Selen verdampft und auf einem erhitzten Substrat abgelagert werden. Das Substrat weist normalerweise eine Glasplatte auf, auf die eine Schicht aus Molybdän (Mo) aufgedampft wird. Die Verbindung Kupfer-Indium-Diselenid (CuInSe2) wird auf dem Substrat gebildet. Eine Schicht aus Kadmiumsulfid (CdS) und ein transparenter elektrischer Kontakt in der Form von dotiertem Zinkoxid (ZnO) werden über eine Schicht aus Kadmiumsulfid (CdS) gelegt.
  • Die Verdampfung der verschiedenen Substanzen findet in einer Kammer statt. Wenn die Glasplatte große Abmessungen hat, wird die Platte stationär in bezug auf die Quellen der zuvor genannten Substanzen positioniert.
  • Drei Probleme treten hauptsächlich auf, wenn Dünnfilm-Solarzellen auf der Grundlage von CuInSe2 mittels Vakuumablagerung (PVD) hergestellt werden. Dieses trifft auch bei anderen Schichtzusammensetzungen als CuInSe2 zu.
  • Das erste dieser Probleme liegt in der Fähigkeit, Schichten auf großen Oberflächen in einer Weise zu erzeugen, die eine einheitliche Schicht liefert. Dünnfilm-Solarzellen haben normalerweise eine Größe von 1 x 0,4 m. Die CuInSe2-Schicht ist besonders empfindlich und sollte gleichförmig sein, um ein gutes Funktionieren der Solarzelle zu erzielen.
  • Das zweite der zuvor genannten Probleme besteht darin, daß sich die Zusammensetzung der CuInSe2-Schicht über ihre Dicke verändern sollte, so daß die Zusammensetzung des von der Glasplatte distal entfernten Teils der Schicht mehr Indium enthält als es durch die stöchiometrische Zusammensetzung gegeben ist. Entsprechend sollte der Teil der Schicht, der der Glasplatte am nächsten liegt, einen relativ höheren Prozentsatz an Kupfer enthalten. Dieses ist in dem Wunsch begründet, die Bildung sogenannter Kupfer-Knollen an der oberen Grenzoberfläche der Schicht zu unterdrücken, da solche Knollen die Wirksamkeit der Solarzelle verringern.
  • Die bekannte Technik löst dieses Problem, indem zuerst eine an Kupfer reiche Schicht aufgebracht wird und dann auf diese erste Schicht in einer zweiten Verfahrensstufe eine zweite Schicht aufgebracht wird, die reich an Indium ist. Die Aufbringung einer großen Menge an Indium unterdrückt die Bildung einer kupferreichen Oberfläche, was wiederum die Bildung der genannten Knollen unterdrückt. Diese bekannte Technik erfordert somit zwei verschiedene Verfahrensstufen, wodurch das Verfahren kompliziert und teuer wird.
  • Das dritte der zuvor genannten Probleme besteht in einem relativ niedrigen Ertrag verdampfter Substanzen auf den auf dem Substrat abgelagerten Substanzen.
  • Diese Probleme werden mittels der vorliegenden Erfindung gelöst.
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich somit auf ein Verfahren zur Herstellung von Dünnfilm-Solarzellen, bei dem eine mehrschichtige Struktur auf einem Substrat aufgebaut wird, wobei das Verfahren die Schritte der Aufbringung einer Schicht aufweist, die aus einer Verbindung aus mehreren Grundsubstanzen besteht, wie beispielsweise Kupfer-Indium- Diselenid (CuInSe2) oder einer nahe verwandten Verbindung, in der Kupfer (Cu) und Indium (In) vollständig oder teilweise durch Silber (Ag) bzw. Gallium (Ga) ersetzt werden können, und wobei Se entweder vollständig oder teilweise durch Schwefel (5) oder Tellur (Te) ersetzt wird, und wobei die Konzentration der Grundsubstanzen in der Schicht variiert. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat auf der Innenseite einer drehbaren, im allgemeinen kreisförmigen Trägereinrichtung angeordnet wird; daß das Substrat erhitzt wird; daß Quellen der auf das Substrat aufzubringenden Grundsubstanzen vorgesehen sind; daß eine oder mehrere der Grundsubstanzen auf das Substrat aufgebracht wird/werden, indem eine entsprechende Quelle axial durch die zylindrische Trägereinrichtung geführt wird; und daß die zylindrische Trägereinrichtung und/oder die entsprechenden Quellen bewegt wird/werden, während sich die zylindrische Trägereinrichtung dreht.
  • Die Erfindung wird jetzt detaillierter unter Bezugnahme auf eine beispielhafte Ausführungsform davon beschrieben, die in der beigefügten Zeichnung dargestellt ist, in der
  • Fig. 1 eine schematische Schnittansicht einer Solarzelle ist;
  • Fig. 2 eine schematische, axiale Ansicht einer Anordnung zur Ausführung der Erfindung ist; und
  • Fig. 3 eine schematische Seitenansicht der Anordnung ist.
  • Fig. 1 ist eine schematische Schnittansicht einer Dünnfilm-Solarzelle. Dünnfilm-Solarzellen werden auf Substraten relativ großer Abmessungen hergestellt, beispielsweise einer Größe von 1 x 0,4 m. Solche Strukturen enthalten eine sehr große Anzahl von Zellen über der Substratoberfläche, wobei diese Zellen miteinander elektrisch verbunden sind. Fig. 1 zeigt nur einen Teil einer derartigen Zelle. Die Technik zur Herstellung einer großen Zahl voneinander getrennter, jedoch elektrisch verbundener Zellen auf einer Substratoberfläche ist bekannt und wird hier nicht beschrieben.
  • Das Substrat 1 ist normalerweise eine Glasplatte geeigneter Dicke, im allgemeinen 3 mm. Eine Schicht 2 aus Molybdän (Mo) wird zuerst auf die Glasoberfläche aufgedampft. Die Molybdänschicht bildet einen elektrischen Substratkontakt und positiven Pol oder Anschluß in der fertigen Zelle. Die Molybdänschicht kann eine Dicke von beispielsweise 0,5 Mikrometern haben. Auf die Molybdänschicht wird dann eine Schicht 3 aus CuInSe2 aufgebracht, die beispielsweise eine Dicke von 2 Mikrometern hat. Auf die Schicht 3 wird dann eine erste Schicht 4 aus Kadmiumsulfid (CdS) bis zu einer Dicke von beispielsweise 0,5 bis 50 nm (5 bis 500 Å) aufgebracht, und dann ein elektrischer Kontakt in der Form einer transparenten, dotierten Zinkoxid-Schicht (ZnO) 6, die beispielsweise bis zu einer Dicke von 1 bis 2 Mikrometern aufgebracht wird. Außerdem kann ein metallischer Kontakt 5 verwendet werden, der beispielsweise aus Aluminium hergestellt ist.
  • Wenn Sonnenlicht auf die Solarzelle fällt, tritt eine elektrische Spannung zwischen dem Kontakt 6 (ZnO), der ein Minuspol ist, und dem Substratkontakt 2 auf.
  • Wie zuvor gesagt wurde, bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung von Solarzellen, insbesondere von Dünnfilm-Solarzellen, bei dem eine mehrschichtige Struktur auf einem Substrat aufgebaut wird, wobei das Verfahren die Schritte der Aufbringung einer Schicht aufweist, die aus einer Verbindung aus mehreren Grundsubstanzen besteht, wie beispielsweise Kupfer-Indium-Diselenid (CuInSe2) oder einer nahe verwandten Verbindung, in der Kupfer (Cu) und Indium (In) vollständig oder teilweise durch Silber (Ag) bzw. Gallium (Ga) ersetzt werden können, und in der Se vollständig oder teilweise durch Schwefel (5) oder Tellur (Te) ersetzt werden kann, wobei die Konzentration der Grundsubstanzen in der Schicht variiert.
  • Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung von Dünnfilm-Solarzellen, bei dem eine Schicht aufgebracht wird, die aus Kupfer-Indium-Diselenid (CuInSe2) besteht, und bei dem die Konzentration von Kupfer bzw. Indium in der Schicht aus den in der Einleitung genannten Gründen variiert.
  • Die vorliegende Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf eine beispielhafte Ausführungsform davon beschrieben, bei der eine Schicht aus CuInSe2 aufgebracht wird, obwohl es sich versteht, daß die Erfindung nicht auf eine derartige Schicht beschränkt ist, sondern für die Aufbringung von Schichten angewendet werden kann, die andere Grundsubstanzen enthalten.
  • Gemäß der Erfindung wird das Substrat 1 auf einer inneren Oberfläche 11 einer drehbaren, im allgemeinen zylindrischen Trägereinrichtung 10 angeordnet, wie es schematisch in Fig. 2 dargestellt ist. Die gesamte Trägereinrichtung 10 wird in einer Vakuumkammer 12 (siehe Fig. 3) einer geeigneten bekannten Art angeordnet. Die Molybdänschicht 2 wurde auf das Substrat aufgebracht, bevor das Substrat auf der Trägereinrichtung 10 angeordnet wird.
  • Die Trägereinrichtung kann irgendeine geeignete Konstruktion haben. Beispielsweise kann sie einen Rahmen aus Stahlträgern aufweisen, die mit Glasplatten- oder Substrat-Befestigungsvorrichtungen versehen sind.
  • Die Anordnung weist eine Selen-Quelle 13 auf, von der Selen auf das Substrat aufgebracht wird. Die Position der Selenquelle ist nicht kritisch. Dennoch ist Selen in ausreichenden Konzentrationen in der Kammeratmosphäre vorhanden.
  • Die CuInSe2-Schicht 3 wird aufgebracht, indem eine Kupfer-Quelle und eine Indium-Quelle axial durch die zylindrische Trägereinrichtung 10 geführt werden, während die Einrichtung um ihre eigene Achse rotiert wird. Die Quellen und die Trägereinrichtung bewegen sich vorzugsweise kontinuierlich relativ zueinander, wobei sich die Substanzquellen von einem offenen Ende der Trägereinrichtung zu ihrem anderen Ende bewegen.
  • Die Bewegung der Quellen 14, 15 durch die Trägereinrichtung kann bewirkt werden, indem die zylindrische Trägereinrichtung 10 und/oder die Quellen 14,15 bewegt werden.
  • Wenn die Grundsubstanzen aufgebracht werden, werden die Quellen 13, 14, 15 so geheizt, daß in der Kammer in einer bekannten Art und Weise eine Atmosphäre vorgegebener Zusammensetzung erzeugt wird. Das Substrat wird auf eine Temperatur von 300 bis 600 Grad Celsius erhitzt.
  • Fig. 3 zeigt schematisch nur ein denkbares Ausführungsbeispiel des mechanischen Teils der Anordnung. Die Trägereinrichtung kann mit kreisförmigen Trägern 15, 16 versehen sein, die sich um den Umfang der genannten Einrichtung herum erstrecken und auf Rollen 17, 18 ruhen. Die Rollen 17, 18 können für eine Drehung der Trägereinrichtung 10 angetrieben werden. Die Quellen 13, 14, 15 können auf einer Stange 19 angebracht sein, die relativ zu einem Trägerarm 21 in den durch den Pfeil 20 angegebenen Richtungen bewegt werden kann. Beispielsweise kann eine Kugelumlaufspindel relativ zu dem Trägerarm 21 fest angebracht sein, die mit einer Antriebseinheit 22 zusammenwirkt, die fest mit der Stange 19 verbunden ist. Die Stange ist zwischen der in vollen Linien in Fig. 3 dargestellten hinteren Position und der in unterbrochenen Linien 23 dargestellten vorderen Position bewegbar.
  • Die Kammer 12 hat eine Tür 24.
  • Die Quellen können stationär angebracht sein anstatt daß sie beweglich sind, und die Trägereinrichtung kann für eine Bewegung in der Richtung ihrer geometrischen Achse angebracht sein.
  • Da die CuInSe2-Schicht 3 gemäß der Erfindung aufgebracht wird, indem eine Kupfer-Quelle und eine Indium-Quelle mit einer gleichförmigen Geschwindigkeit axial durch die Trägereinrichtung 10 bewegt werden, während sich die Trägereinrichtung 10 um ihre eigene Achse dreht, wird eine gleichförmige Schicht aufgebracht, obwohl die Quellen ihre entsprechenden Grundsubstanzen gemäß einer vorgegebenen räumlichen Verteilung abgeben.
  • Gemäß einem sehr bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Kupfer-Quelle und die Indium- Quelle in ihren Bewegungsrichtungen mit einem vorgegebenen Abstand voneinander angeordnet. Darüber hinaus wird zuerst die Kupfer-Quelle 14 und dann die Indium-Quelle 15 in Position gebracht.
  • Da die Kupfer-Quelle und die Indium-Quelle mit einem vorgegebenen Abstand voneinander angeordnet sind und zuerst die Kupfer-Quelle 14 und dann die Indium-Quelle 15 in Position gebracht wird, ist die auf die Substratstruktur aufgebrachte Kupfermenge anfänglich größer als die Indiammenge, die aufgebracht wird, d.h. eine größere Menge an Kupfer ist dem Substrat am nächsten, woraufhin die Menge an aufgebrachtem Indium größer ist als die Menge an aufgebrachtem Kupfer. Dieses bedeutet, daß die CuInSe2-Schicht 3 dem Substrat nächstliegend reicher an Kupfer und der CdS-Schicht 4 nächstliegend reicher an Indium ist.
  • Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung liegt der Abstand zwischen der Kupfer-Quelle und der Indium-Quelle in der Größenordnung von 10% bis 25% des Radius der Trägereinrichtung.
  • Gemäß einem sehr bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die Aufbringung bewirkt, indem die Kupfer-Quelle und die Indium-Quelle nur einmal und in einer Richtung relativ zu der Trägereinrichtung bewegt werden. In dem Fall der zuvor genannten Abmessungen bedeutet dieses, daß sich die Quellen kontinuierlich über eine Zeitdauer von 30 Minuten durch die Trägereinrichtung bewegen.
  • Alternativ können die Quellen einige Male rückwärts und vorwärts bewegt und die Temperaturen entsprechender Quellen so gesteuert werden, daß eine kupferreiche Schicht dem Substrat nächstliegend und eine indiumreiche Schicht auf der gegenüberliegenden Oberfläche erzielt wird. Es ist jedoch äußerst schwierig, eine ausreichende Reproduzierbarkeit mit dieser speziellen Technik zu erzielen.
  • In dem Fall, in dem die Quellen nur einmal durch die Trägereinrichtung bewegt und dann in ihre zuvor genannte zurückgezogene Position zurückgeführt werden, wird die Temperatur der Quellen verringert, so daß keine Substanz aufgebracht wird, wenn die Quellen durch die Trägereinrichtung in ihre ursprünglichen Positionen zurückgezogen werden.
  • Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die zylindrische Trägereinrichtung mit einer Geschwindigkeit von mehr als 1 bis 5 Umdrehungen pro Minute gedreht.
  • Gemäß einem anderen bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die innere Umfangsoberfläche der zylindrischen Trägereinrichtung im wesentlichen mit Substrat bedeckt, vorzugsweise mit planarem Substrat, um einen polygonalen Querschnitt zu bilden; siehe Fig. 2, in der die Substrate im Querschnitt eine Anordnung mit acht Seiten bilden. Im Vergleich zu der bekannten Technik erhöht dieses beträchtlich den Ertrag der Menge an von den Quellen abgegebenen Substanzen zu der Menge an auf das Substrat aufgebrachten Substanzen. Im Fall der bekannten Technik ist der Ertrag störend niedrig.
  • Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel entspricht die Länge der zylindrischen Trägereinrichtung der Länge einer Solarzellenplatte, das heißt ungefähr 1 m, und sie hat einen Durchmesser derart, daß ein Substrat, das eine Breite von 0,4 m hat, ein Polygon bildet, wenn man es im Querschnitt betrachtet, vorzugsweise eine sechseckige oder eine zehneckige Figur.
  • Aus dem Vorhergehenden ist es offensichtlich, daß die vorliegende Erfindung die drei in der Einleitung genannten Probleme löst. Folglich schafft die vorliegende Erfindung ein kostengünstiges und schnelles Verfahren zur Herstellung von Dünnfilm-Solarzellen sehr hoher Qualität.
  • Die Erfindung ist jedoch nicht auf die Aufbringung von CuInSe2 beschränkt, sondern kann auch in Verbindung mit anderen verwandten Verbindungen eingesetzt werden, wo Kupfer vollständig oder teilweise durch Silber ersetzt wird und wobei Indium alleine oder teilweise durch Gallium ersetzt wird und wo Seien vollständig oder teilweise durch Schwefel oder Tellur ersetzt wird.
  • Obwohl die Erfindung unter Bezugnahme auf eine Anzahl beispielhafter Ausführungsformen davon beschrieben worden ist, ist es offensichtlich, daß die Trägereinrichtung und ebenso die Mittel zur Halterung der Substanzquellen auf andere Weisen konstruiert sein können, die zur Ausffihrung des erfinderischen Verfahrens geeignet sind. Darüber hinaus können die Quellen anders als unmittelbar hintereinander angeordnet werden. Die oben genannten Abmessungen und Geschwindigkeiten können ebenfalls angepaßt werden, um zu vorherrschenden Bedingungen zu passen, und sie sind daher nicht auf die zuvor genannten Werte beschränkt.
  • Die vorliegende Erfindung ist somit nicht auf die zuvor beschriebenen und dargestellten beispielhaften Ausführungsformen davon beschränkt, und sie ist nur durch den Umfang der nachfolgenden Ansprüche begrenzt.

Claims (8)

1. Verfahren zur Herstellung von Dünnfilm-Solarzellen, die ein Substrat (1) aufweisen, auf dem eine mehrschichtige Struktur ausgebildet wird, wobei das Verfahren die Aufbringung einer Schicht aufweist, die aus einer Verbindung aus mehreren Grundsubstanzen besteht, wie beispielsweise Kupfer-Indium-Diselenid CuInSe2 oder einer nahe verwandten Verbindung, wobei Kupfer (Cu) und Indium (In) vollständig oder teilweise durch Silber (Ag) bzw. Gallium (Ga) ersetzt werden können und wobei Se vollständig oder teilweise durch Schwefel (5) und Tellur (Te) ersetzt werden kann, und wobei die Konzentration der Grundsubstanzen in der Schicht variiert, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat (1) auf der Innenseite (11) einer drehbaren, im allgemeinen zylindrischen Trägereinrichtung (10) angeordnet wird; daß das Substrat erhitzt wird; daß Substratquellen (13, 14, 15) für eine Aufbringung der Grundsubstanzen auf dem Substrat vorgesehen sind; und daß eine oder mehrere der Grundsubstanzen aufgebracht werden, indem entsprechende Quellen (14, 15) axial durch die zylindrische Trägereinrichtung (10) geführt werden, indem die zylindrische Trägereinrichtung (10) und/oder die entsprechenden Quellen (14, 15) bewegt werden, während sich die zylindrische Trägereinrichtung dreht.
2. Verfahren zur Herstellung von Dünnfilm-Solarzellen nach Anspruch 1, wobei eine Schicht aufgebracht wird, die aus Kupfer-Indium-Diselenid CuInSe2 besteht, und wobei die Konzentration von Kupfer bzw. Indium in der Schicht variiert, dadurch gekennzeichnet, daß eine Selen-Quelle (13) für die Aufbringung von Seien auf dem Substrat vorgesehen ist; daß die CuInSe2-Schicht (3) aufgebracht wird, indem eine Kupfer-Quelle (14) und eine Indium-Queile (15) axial durch die zylindrische Trägereinrichtung (10) geführt werden, wobei die zylindrische Trägereinrichtung (10) und/oder die Quellen (14, 15) bewegt werden, während sich die zylindrische Trägereinrichtung dreht.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupfer-Quelle (14) und die Indium-Quelle (15) in der Bewegungsrichtung der Quellen unter einem vorgegebenen Abstand voneinander angeordnet werden; und daß die Kupfer-Quelle (14) zuerst in Position gebracht wird und die Indium-Quelle (15) dann danach.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß im wesentlichen die innere Umfangsoberfläche (11) der zylindrischen Trägereinrichtung (10) mit Substratmaterial (1) bedeckt wird, vorzugsweise mit planarem Substratmaterial, um im Querschnitt ein Polygon zu bilden.
5. Verfahren nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufbringung bewirkt wird, indem die Kupfer-Quelle (14) und die Indium-Quelle (15) nur einmal und in einer Richtung relativ zu der Trägereinrichtung (10) bewegt werden.
6. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrische Trägereinrichtung (10) mit einer Geschwindigkeit von mehr als 1 bis 5 Umdrehungen pro Minute gedreht wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrische Trägereinrichtung (10) eine Länge hat, die der Länge einer Solarzellenplatte entspricht, d.h. eine Länge von etwa 1 Meter, sowie einen Durchmesser derart, daß die Substrate, die beispielsweise eine Breite von 0,4 m haben, ein Polygon bilden, wenn sie im Querschnitt betrachtet werden, vorzugsweise ein Sechseck oder ein Zehneck.
8. Verfahren nach Anspruch 2, 3, 4, 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen der Kupfer-Quelle (14) und der Indium-Quelle (15) in der Größenordnung von 10% bis 25% des Radius der Trägereinrichtung (10) liegt.
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Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6096998A (en) 1996-09-17 2000-08-01 Micron Technology, Inc. Method and apparatus for performing thermal reflow operations under high gravity conditions
JP3249408B2 (ja) * 1996-10-25 2002-01-21 昭和シェル石油株式会社 薄膜太陽電池の薄膜光吸収層の製造方法及び製造装置
IL125690A0 (en) * 1998-08-06 1999-04-11 Reiser Raphael Joshua Furnace for processing semiconductor wafers
DE19956735B4 (de) 1999-11-25 2008-08-21 Shell Erneuerbare Energien Gmbh Dünnfilmsolarzelle mit einer Chalkopyritverbindung und einer Titan und Sauerstoff enthaltenden Verbindung
US7194197B1 (en) * 2000-03-16 2007-03-20 Global Solar Energy, Inc. Nozzle-based, vapor-phase, plume delivery structure for use in production of thin-film deposition layer
FR2820241B1 (fr) * 2001-01-31 2003-09-19 Saint Gobain Substrat transparent muni d'une electrode
WO2005098968A1 (ja) * 2004-04-09 2005-10-20 Honda Motor Co., Ltd. カルコパイライト型薄膜太陽電池用光吸収層の製造方法
EP1880037B1 (de) * 2005-04-26 2022-06-15 First Solar, Inc. System und verfahren zur abscheidung eines materials auf einem substrat
US7931937B2 (en) * 2005-04-26 2011-04-26 First Solar, Inc. System and method for depositing a material on a substrate
US7910166B2 (en) * 2005-04-26 2011-03-22 First Solar, Inc. System and method for depositing a material on a substrate
US7968145B2 (en) * 2005-04-26 2011-06-28 First Solar, Inc. System and method for depositing a material on a substrate
US7927659B2 (en) * 2005-04-26 2011-04-19 First Solar, Inc. System and method for depositing a material on a substrate
US20060261817A1 (en) * 2005-05-02 2006-11-23 Poddany James J System and method for testing a photovoltaic module
US7968353B2 (en) 2008-04-15 2011-06-28 Global Solar Energy, Inc. Apparatus and methods for manufacturing thin-film solar cells
WO2011082179A1 (en) * 2009-12-28 2011-07-07 Global Solar Energy, Inc. Apparatus and methods of mixing and depositing thin film photovoltaic compositions
US10371244B2 (en) 2015-04-09 2019-08-06 United Technologies Corporation Additive manufactured gear for a geared architecture gas turbine engine

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1551850A (en) * 1924-08-29 1925-09-01 Georg E Schmidmer Device for metallizing textile fabrics and the like by means of disintegration of cathodes
US2729190A (en) * 1951-10-08 1956-01-03 Pawlyk Peter Apparatus for plating the interior of hollow objects
US2885997A (en) * 1956-02-06 1959-05-12 Heraeus Gmbh W C Vacuum coating
JPS52113379A (en) * 1976-03-19 1977-09-22 Hitachi Ltd Vacuum evaporation
PT73364B (en) * 1980-07-15 1982-08-19 Israel Melcer Sole of rigid material specially wood and shoes and boots equipped therewith
US4335266A (en) * 1980-12-31 1982-06-15 The Boeing Company Methods for forming thin-film heterojunction solar cells from I-III-VI.sub.2
CA1155798A (en) * 1981-03-30 1983-10-25 Shmuel Maniv Reactive deposition method and apparatus
US4508748A (en) * 1983-01-05 1985-04-02 Xis, Incorporated Manufacturing process for selenium photoreceptors
US4583488A (en) * 1984-03-23 1986-04-22 International Business Machines Corporation Variable axis rotary drive vacuum deposition system
SE456812B (sv) * 1986-01-09 1988-11-07 Ttn Ab Foerfarande och anordning foer att reducera friktionen mellan ett paa foeretraedesvis snoe och is glidande fordon och underlaget
US4904362A (en) * 1987-07-24 1990-02-27 Miba Gleitlager Aktiengesellschaft Bar-shaped magnetron or sputter cathode arrangement
DE3887689T2 (de) * 1987-07-24 1994-09-08 Amorphous Silicon Inc Substrat für solarzelle und herstellungsverfahren.
US4851095A (en) * 1988-02-08 1989-07-25 Optical Coating Laboratory, Inc. Magnetron sputtering apparatus and process
US5154810A (en) * 1991-01-29 1992-10-13 Optical Coating Laboratory, Inc. Thin film coating and method

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Publication number Publication date
EP0581833A1 (de) 1994-02-09
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DE69206142D1 (de) 1995-12-21

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