KR101097718B1 - Ｃｉｇｓ 박막 급속 열처리장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 CIGS 박막 급속 열처리장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 CIGS 박막 급속 열처리장치는 CIGS 박막 급속 열처리장치에 있어서, 개폐 가능한 밀폐공간을 제공하는 챔버;와, 상기 챔버의 내측에 배치되어 기판을 지지하는 서셉터;와, 상기 기판의 상부영역과 하부영역에 각각 다수 배치되는 상부 히팅램프와 하부 히팅램프; 및, 상기 상부 히팅램프와 하부 히팅램프 중 적어도 어느 하나의 테두리 부분에 배치되는 보조 히팅램프;를 포함하며, 상기 보조 히팅램프에 의해 테두리 부분의 열손실이 보상되어 기판의 중앙과 테두리부분의 온도가 균일하게 유지되는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 CIGS 박막 급속 열처리장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 대면적 기판에 형성된 CIGS 박막을 균등한 온도로 열처리할 수 있는 CIGS 박막 급속 열처리장치에 관한 것이다.
CIGS 박막형 태양전지는 구리, 인듐, 갈륨, 셀레늄의 4가지 원소가 합쳐져서 구성되는 화합물 박막으로서 태양열을 받아 전류로 전환시켜주는 pn 혼합 접합구조와 박막태양전지의 특징인 집적구조를 띄고 있다. CIGS 태양전지는 도 1에 도시된 바와 같이 유리기판/MO층/CIGS층/CdS/TCO 투명전극층(ZnO, ITO)층으로 구성된다.
CIGS 박막형 태양전지는 도 2에 도시된 바와 같이 하나의 대형 기판에 여러 개의 단위 솔라셀들을 한꺼번에 형성하는 모노리틱 구조로 기존의 실리콘 웨이퍼를 이용하여 제작되는 태양전지와 달리 제품의 모듈화에 필요한 공정을 단순화 하여 양산비용을 획기적으로 줄일 수 있다.
모노리틱 구조는 유리기판 위에 형성된 MO/CIGS/CdS/ZnO 층을 도 2에 도시된 바와 같은 구조로 레이저와 바늘(Needle)을 사용하는 패터닝 공정을 통해 단위 솔라셀들을 직렬로 연결하여 구성된다.
CIGS 박막형 태양전지는 도 3을 통해 설명하는 과정을 거쳐 생산된다. 우선 유리기판을 습식 세정한 후에 스퍼터링 증착으로 Mo층을 형성한다. 이후 레이저패터닝 공정을 통해 패턴을 형성하고 그 위에 CIGS층을 열증착 기술로 증착한다. 그리고 CSD(Chemical Surface Deposition)기술로 CdS층을 성장 성막한 후 다시 기계적 패터닝 공정을 수행한다. 이후 스퍼터링 증착기술을 사용하여 투명전극 층을 증착하고 기계적 패터닝 공정을 통해 CIGS태양전지의 판넬이 완성된다. 순도가 높은 CIGS 태양전지의 제조공정은 주로 클라스 10,000의 클린룸에서 수행된다.
구리-인듐-갈륨-셀레늄(Cu-In-Ga-Se)태양전지의 광흡수층의 제조방법으로는 동시증발법과 2단계공정법으로 크게 구별할 수 있다.
먼저 동시증발법은 단위 원소인 구리(Cu), 인듐(In), 갈륨(Ga) 및 셀레늄(Se)을 열 증발원을 이용해 동시에 증발시켜 고온 기판에 박막을 형성하는 방법인데 각 증발원을 독립적으로 사용하기 때문에 원소의 조성 제어가 용이해 지금까지 최고의 효율은 이 방법을 통해 만들어지고 있다. 산업화 모듈 양산에서는 박막의 대면화가 필수적인데 동시증발법은 증발원이 대면적 박막을 만들기에는 박막의 불균일도 확보문제, 기판의 처짐문제, 원소들 간의 오염문제, 증발원과 기판사이의 거리가 매우 길기 때문에 원소들의 소모량(특히 희귀금속인 인듐(In) 소모량)이 크다는 여러 가지 산업화로 진행하기에는 커다란 어려움을 가지고 있다.
다음은 프리커서(Presursor) 화학반응으로 알려진 2단계 공정법은 스퍼터링(Sputtering)을 이용하여 구리(Cu), 인듐(In), 갈륨(Ga) 금속박막을 순차적으로 진공 증착하고, 셀레늄(Se)을 진공증착한 다음 고온에서 열처리를 함으로써 화학조성을 완성하는 것이다
이는 셀렌화(selenization)혹은 황화(sulfurizaion)이라 부르며, 동시증발법에 비해 박막의 균일성이 좋고 소재의 활용도도 높일 수 있기 때문에 제작공정의 저가화가 기대되는 방법이다.
하지만, 대면적 기판이 적용되는 경우에는 기판의 테두리 부분과 중앙부분의 온도분포가 불균일하게 이루어지면서 결정화가 불균일하게 이루어져 제품의 품질이 저하되는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 대면적 기판의 테두리 부분에 보조 히팅램프를 추가로 마련함으로써 대면적 기판의 중앙부분과 테두리부분의 사이에 온도편차가 발생하는 것을 방지할 수 있는 CIGS 박막 급속 열처리장치를 제공함에 있다.
또한, 제1온도센서를 통해 기판의 표면온도를 측정하고, 측정된 온도값을 이용해 상부 히팅램프와 하부 히팅램프의 발열량을 조절함으로써 제품의 수율을 향상시킬 수 있는 CIGS 박막 급속 열처리장치를 제공함에 있다.
또한, 서셉터의 하부를 지지하는 다수의 지지대에 제2온도센서를 각각 설치하여 서셉터의 각 부위별 온도를 측정하고, 측정된 온도값을 이용해 보조 히팅램프의 발열량을 조절함으로써 대면적 기판의 온도분포를 균일하게 유지할 수 있는 CIGS 박막 급속 열처리장치를 제공함에 있다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, CIGS 박막 급속 열처리장치에 있어서, 개폐 가능한 밀폐공간을 제공하는 챔버;와, 상기 챔버의 내측에 배치되어 기판을 지지하는 서셉터;와, 상기 기판의 상부영역과 하부영역에 각각 다수 배치되는 상부 히팅램프와 하부 히팅램프; 및, 상기 상부 히팅램프와 하부 히팅램프 중 적어도 어느 하나의 테두리 부분에 배치되는 보조 히팅램프;를 포함하며, 상기 보조 히팅램프에 의해 테두리 부분의 열손실이 보상되어 기판의 중앙과 테두리부분의 온도가 균일하게 유지되는 것을 특징으로 하는 CIGS 박막 급속 열처리장치에 의해 달성된다.
본 발명은 상기 챔버는 기판의 상면과 대향하는 면에 기판의 온도를 측정하는 제1온도센서;가 마련되는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 제1온도센서는 비접촉식 온도센서인 파이로미터(Pyrometer)인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은 상기 서셉터의 하부에 배치되어 온도를 측정하는 다수의 제2온도센서;를 더 포함하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 제2온도센서는 열전대(Thermocouple)인 것이 바람직하다.
또한, 상기 챔버의 하부에는 서셉터를 지지하는 지지대가 수직방향으로 다수 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 지지대는 중앙에 관통홀이 길이방향으로 형성되고, 상기 제2온도센서는 상기 지지대의 관통홀에 삽입 배치되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 지지대의 상단부에는 제2온도센서의 상단부를 고정하는 헤드부가 마련되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 헤드부에는 제2온도센서가 삽입고정되는 통공이 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 상부 히팅램프와 하부 히팅램프 중 적어도 어느 하나는 나란하게 이격되어 다수 배치되고, 상기 보조 히팅램프는 상부 히팅램프와 하부 히팅램프보다 짧은 길이로 이루어져 상부 히팅램프와 하부 히팅램프의 이격된 공간 중 적어도 어느 하나의 양측에 각각 배치되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 보조 히팅램프는 상부 히팅램프 또는 하부 히팅램프와 나란한 방향으로 배치되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 대면적 기판의 열처리에 있어서 열손실이 많은 테두리 부분에 보조 히팅램프를 추가로 마련함으로써 대면적 기판의 중앙부분과 테두리부분의 사이에 온도편차가 발생하는 것을 방지할 수 있는 CIGS 박막 급속 열처리장치가 제공된다.
또한, 서셉터의 하부를 지지하는 다수의 지지대에 제2온도센서를 설치하여 서셉터의 각 부위별 온도를 측정하고, 측정된 온도값을 이용해 보조 히팅램프의 발열량을 조절함으로써 대면적 기판의 온도분포를 균일하게 유지할 수 있는 CIGS 박막 급속 열처리장치가 제공된다.
또한, 제1온도센서를 통해 기판의 표면온도를 측정하고, 측정된 온도값을 이용해 상부 히팅램프와 하부 히팅램프의 발열량을 조절함으로써 제품의 수율을 향상시킬 수 있는 CIGS 박막 급속 열처리장치가 제공된다.
도 1은 일반적인 CIGS 박막형 태양전지의 구조를 도시한 도면,
도 2는 일반적인 CIGS 박막의 모노리틱 구조를 도시한 도면,
도 3은 일반적인 CIGS 태양전지 생산공정을 설명하기 위한 공정도,
도 4는 본 발명 CIGS 박막 급속 열처리장치의 부분절개 사시도,
도 5는 본 발명 CIGS 박막 급속 열처리장치의 분해사시도,
도 6은 본 발명 CIGS 박막 급속 열처리장치의 단면도,
도 7은 본 발명 CIGS 박막 급속 열처리장치의 평단면도이고,
도 8은 본 발명 CIGS 박막 급속 열처리장치의 온도제어방법을 개략적으로 도시한 모식도이다.
도 2는 일반적인 CIGS 박막의 모노리틱 구조를 도시한 도면,
도 3은 일반적인 CIGS 태양전지 생산공정을 설명하기 위한 공정도,
도 4는 본 발명 CIGS 박막 급속 열처리장치의 부분절개 사시도,
도 5는 본 발명 CIGS 박막 급속 열처리장치의 분해사시도,
도 6은 본 발명 CIGS 박막 급속 열처리장치의 단면도,
도 7은 본 발명 CIGS 박막 급속 열처리장치의 평단면도이고,
도 8은 본 발명 CIGS 박막 급속 열처리장치의 온도제어방법을 개략적으로 도시한 모식도이다.
설명에 앞서, 여러 실시예에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 제1실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예에서는 제1실시예와 다른 구성에 대해서 설명하기로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 CIGS 박막 급속 열처리장치에 대하여 상세하게 설명한다.
첨부도면 중 도 4는 본 발명 CIGS 박막 급속 열처리장치의 사시도이고, 도 5는 본 발명 CIGS 박막 급속 열처리장치의 분해사시도이다.
상기 도면에서 도시하는 바와 같은 본 발명 CIGS 박막 급속 열처리장치는 크게 챔버(110), 서셉터(120), 상부 히팅램프(130), 하부 히팅램프(140), 보조 히팅램프(150), 제1온도센서(160) 및, 제2온도센서(170)를 포함하여 구성된다.
상기 챔버(110)는 내부에 진공상태를 유지할 수 있는 밀폐공간을 제공하는 것으로, 상측에 개폐가능한 커버(111)가 형성되고, 내측 하부에는 지지대(112)가 수직방향으로 다수 형성된다. 여기서, 상기 지지대(112)는 석영 튜브(Quartz tube)로 구성되어 중앙에 길이방향으로 관통홀(112a)이 형성되고, 하단부가 챔버(110) 하부를 관통하여 챔버(110)의 외부영역으로 연장되고, 상단부에는 탄화규소(silicon carbide; SiC)재질로 이루어지는 헤드부(113)가 형성된다. 또한, 상기 헤드부(113)의 중앙에는 제2온도센서(170)의 상단부가 고정되는 통공(113a)이 형성된다.
상기 서셉터(120)는 상기 챔버(110)의 내부에 배치되어 기판(G)을 지지하는 것으로, 그라파이트(Graphite) 재질로 이루어지며, 하면이 상기 챔버(110)의 내부 바닥면에 설치된 지지대(112)에 의해 지지되어 상부 히팅램프(130)와 하부 히팅램프(140)의 사이에 배치된다.
상기 상부 히팅램프(130)와 하부 히팅램프(140)는 적외선 램프(infra-red lamp)로 이루어지며, 상기 챔버(110)의 내부공간에서 기판(G)의 상부영역과 하부영역에 각각 배치되는 것으로, 기판(G)의 전면을 가열하기 위해 기판(G)의 길이방향으로 소정간격 이격되어 나란하게 다수 배치된다.
상기 보조 히팅램프(150)는 상기 하부 히팅램프(140)보다 짧은 길이를 갖는 적외선 램프(infra-red lamp)로 이루어지며, 상기 하부 히팅램프(140)와 동일한 평면상에서 상기 하부 히팅램프(140)의 이격된 사이공간의 양단부에 하부 히팅램프(140)와 나란하게 배치되어 테두리부분의 열손실을 보상한다.
한편, 본 실시예에서는 상기 보조 히팅램프(150)가 기판(G)의 하부에서 하부 히팅램프(140)측에 배치되는 것으로 예를 들어 설명하였으나, 기판(G)의 상부에서 상부 히팅램프(130)와 함께 설치되거나, 기판(G)의 상부와 하부에 각각 설치되는 것도 가능할 것이다.
상기 제1온도센서(160)는 비접촉식 온도센서인 파이로미터(Pyrometer)로 이루어지며, 상기 챔버(110)의 기판(G)의 상면과 대향하는 면에 설치되어 기판(G)의 온도를 비접촉식으로 측정한다.
상기 제2온도센(170)는 상기 열전대(Thermocouple)로 이루어지며, 상기 다수의 지지대(112)의 관통홀(112a)에 각각 삽입 설치된 상태에서, 상단부가 헤드부(113)의 통공(113a)에 삽입 고정되고, 하단부는 지지대(112)의 관통홀(112a) 하단부를 통해 챔버(110) 외부로 노출되어, 헤드부(113)에 접촉하는 서셉터(120)의 각 부위별 온도를 측정한다.
상기 제1온도센서(160)에서 측정된 기판(G)의 온도와 상기 제2온도센서(170)에서 측정된 서셉터(120)의 온도는 각각 제어부로 송출되며, 제어부에서는 측정된 온도에 따라 상기 상부 히팅램프(130)와 하부 히팅램프(140) 및 보조 히팅램프(150)를 구성하는 각각의 적외선 램프의 온도를 제어하여 기판(G)의 급속 열처리를 위한 최적의 상태가 유지되도록 하는 것이 바람직할 것이다.
지금부터는 상술한 CIGS 박막 급속 열처리장치의 제1실시예의 작동에 대하여 설명한다.
첨부도면 중 도 6은 본 발명 CIGS 박막 급속 열처리장치의 단면도이고, 도 7은 본 발명 CIGS 박막 급속 열처리장치의 평단면도이고, 도 8은 본 발명 CIGS 박막 급속 열처리장치의 온도제어방법을 개략적으로 도시한 모식도이다.
도 3 및 도 4에서 도시하는 바와 같이, 상기 챔버(110)의 하부에는 하부 히팅램프(140)가 소정간격 이격되어 다수 배치되고, 상기 챔버(110)의 상측을 마감하는 커버(111)의 내측면에는 상부 히팅램프(130)가 소정간격 이격되어 다수 배치되며, 상기 하부 히팅램프(140)의 테두리부분에는 보조 히팅램프(150)가 다수 배치된다. 상기와 같은 히팅램프의 배치구조에 의해 대면적 기판(G)의 급속 열처리에 있어서 테두리부분의 열손실에 의해 중앙부분과 테두리부분에 온도편차가 발생하는 것이 방지된다.
또한, 상기 상부 히팅램프(130)와 하부 히팅램프(140)의 사이에는 대면적 기판(G)이 안착되는 서셉터(120)가 배치되는데, 이러한 서셉터(120)는 챔버(110)의 바닥면에 수직방향으로 설치된 다수의 지지대(112)에 의해 하면이 지지되어 상부 히팅램프(130)와 하부 히팅램프(140)의 사이에 위치하게 된다.
상기 지지대(112)는 서셉터(120)의 테두리부분과 중앙부분을 각각 지지하도록 서로 이격되어 다수 배치되는데, 이러한 지지대(112)의 내측에 형성된 관통공(113a)으로 제2온도센서(170)가 삽입되어 서셉터(120)의 온도를 측정한다. 이때, 상기 서셉터(120)는 다수의 지지대(112)에 의해 지지되고 있으므로, 상기 지지대(112)의 각 위치별 온도를 측정하는 것이 가능하게 된다.
한편, 상기 지지대(112)는 석영 튜브로 이루어지는데, 상기 지지대(112)의 상단부에 형성되는 탄화규소 재질의 헤드부(113)가 배치되어 서셉터(120)의 하면에 접촉하고, 상기 헤드부(113)의 중앙에 형성된 통공(113a)에 상기 제2온도센서(170)의 상단부가 고정된 상태가 유지되므로 지지대(112)가 접촉하는 서셉터(120)의 각 위치별 온도를 측정하는 것이 가능하다.
또한, 상기 챔버(110)의 상측 개구영역을 마감하는 커버(111)는 기판(G)과 대향하는 면의 중앙부분에 제1온도센서(160)가 설치되어 기판(G)의 온도를 측정하는 것이 가능하다.
따라서, 서셉터(120)에 안착된 대면적 기판(G)은, 상부 히팅램프(130)와 하부 히팅램프(140) 및 보조 히팅램프(150)로부터 제공되는 열에 의해 급속 열처리되어 기판(G)의 상측에 형성된 CIGS 박막이 결정화된다.
이때, 도 5와 같이 상기 제2온도센서(170)로부터 제공되는 서셉터(120)의 각 부위별 측정 온도값을 수신한 제어부는 보조 히팅램프(150)의 발열량을 조절하여 대면적 기판(G)의 중앙부분과 테두리부분의 사이에 온도편차가 발생하는 것을 방지한다.
또한, 상기 제1온도센서(160)로부터 제공되는 기판(G)의 표면 측정 온도값을 수신한 제어부는 상부 히팅램프(130)와 하부 히팅램프(140)의 발열량을 조절하여 기판(G)의 표면에 형성된 CIGS 박막의 결정화를 제어함으로써 제품의 품질을 향상시킬 수 있게 된다.
따라서, CIGS 박막이 도포된 기판(G)를 급속 열처리하는 과정에서 기판(G)의 표면에 성막된 CIGS 박막의 온도를 비접촉 방식을 통하여 온도를 측정할 수 있으므로, 기판 표면의 물질에 따라 온도변화를 측정하는 것이 가능하다. 특히, CIGS 박막이 형성된 기판(G)에 대해 구리(Cu), 인듐(In), 갈륨(Ga)의 셀렌화 작용의 온도를 확인할 수 있으므로, 기판(G)의 물질에 대한 변화를 측정하여 온도 보정을 통해 정확한 화학적 결합의 온도로 조절하는 것이 가능하며, 이로 인해 제품의 품질을 향상시킬 수 있게 된다.
본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.
110:챔버, 111:커버, 112:지지대, 112a:관통홀, 113:헤드부,
113a:통공, 120:서셉터, 130:상부 히팅램프, 140:하부 히팅램프,
150:보조 히팅램프, 160:제1온도센서, 170:제2온도센서, G:기판
113a:통공, 120:서셉터, 130:상부 히팅램프, 140:하부 히팅램프,
150:보조 히팅램프, 160:제1온도센서, 170:제2온도센서, G:기판
Claims (11)
- CIGS 박막 급속 열처리장치에 있어서,
개폐 가능한 밀폐공간을 제공하는 챔버;
상기 챔버의 내측에 배치되어 기판을 지지하는 서셉터;
상기 기판의 상부영역과 하부영역에 각각 다수 배치되는 상부 히팅램프와 하부 히팅램프;
기판의 테두리 부분의 열손실을 보상하여 기판의 중앙과 테두리부분의 온도가 균일하게 유지되도록 상기 상부 히팅램프와 하부 히팅램프 중 적어도 어느 하나의 테두리 부분에 배치되는 보조 히팅램프; 및,
상기 서셉터의 하부에 배치되어 온도를 측정하는 다수의 제2온도센서;를 포함하며,
상기 챔버의 하부에는 중앙에 관통홀이 길이방향으로 형성되어 서셉터를 지지하는 지지대가 수직방향으로 다수 형성되고, 상기 제2온도센서는 상기 지지대의 관통홀에 각각 삽입 배치되는 것을 특징으로 하는 CIGS 박막 급속 열처리장치. - 제 1항에 있어서,
상기 챔버는 기판의 상면과 대향하는 면에 기판의 온도를 측정하는 제1온도센서;가 마련되는 것을 특징으로 하는 CIGS 박막 급속 열처리장치. - 제 2항에 있어서,
상기 제1온도센서는 비접촉식 온도센서인 파이로미터(Pyrometer)인 것을 특징으로 하는 CIGS 박막 급속 열처리장치. - 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 제2온도센서는 열전대(Thermocouple)인 것을 특징으로 하는 CIGS 박막 급속 열처리장치. - 삭제
- 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 지지대의 상단부에는 제2온도센서의 상단부를 고정하는 헤드부가 마련되는 것을 특징으로 하는 CIGS 박막 급속 열처리장치. - 제 8항에 있어서,
상기 헤드부에는 제2온도센서가 삽입고정되는 통공이 형성되는 것을 특징으로 하는 CIGS 박막 급속 열처리장치. - 제 1항에 있어서,
상기 상부 히팅램프와 하부 히팅램프 중 적어도 어느 하나는 나란하게 이격되어 다수 배치되고,
상기 보조 히팅램프는 상부 히팅램프와 하부 히팅램프보다 짧은 길이로 이루어져 상부 히팅램프와 하부 히팅램프의 이격된 공간 중 적어도 어느 하나의 양측에 각각 배치되는 것을 특징으로 하는 CIGS 박막 급속 열처리장치. - 제 10항에 있어서,
상기 보조 히팅램프는 상부 히팅램프 또는 하부 히팅램프와 나란한 방향으로 배치되는 것을 특징으로 하는 CIGS 박막 급속 열처리장치.
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|---|---|---|---|
| KR1020110052453A KR101097718B1 (ko) | 2011-05-31 | 2011-05-31 | Ｃｉｇｓ 박막 급속 열처리장치 |
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|---|---|
| KR101097718B1 true KR101097718B1 (ko) | 2011-12-22 |
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ID=45506803
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| KR1020110052453A KR101097718B1 (ko) | 2011-05-31 | 2011-05-31 | Ｃｉｇｓ 박막 급속 열처리장치 |
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| KR (1) | KR101097718B1 (ko) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103014651A (zh) * | 2012-12-17 | 2013-04-03 | 深圳先进技术研究院 | 薄膜太阳能电池退火装置、铜铟镓硒薄膜电池及铜锌锡硫薄膜电池吸收层的制备方法 |
| KR101355644B1 (ko) * | 2012-02-28 | 2014-01-29 | (주)앤피에스 | 기판 처리 장치 |
| KR101445688B1 (ko) * | 2012-12-21 | 2014-10-02 | 주식회사 테라세미콘 | 열처리 장치 |
| KR101574336B1 (ko) | 2013-10-21 | 2015-12-07 | 에이피시스템 주식회사 | 지지장치 및 이를 구비하는 기판 처리 장치와 이를 이용한 기판 처리 방법 |
| US10600661B2 (en) | 2015-05-20 | 2020-03-24 | Ultech Co., Ltd. | Rapid heat treatment apparatus |
| CN114203858A (zh) * | 2021-12-16 | 2022-03-18 | 凯盛光伏材料有限公司 | 一种cigs基体均匀加热装置及其加热控制方法 |
-
2011
- 2011-05-31 KR KR1020110052453A patent/KR101097718B1/ko not_active IP Right Cessation
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101355644B1 (ko) * | 2012-02-28 | 2014-01-29 | (주)앤피에스 | 기판 처리 장치 |
| CN103014651A (zh) * | 2012-12-17 | 2013-04-03 | 深圳先进技术研究院 | 薄膜太阳能电池退火装置、铜铟镓硒薄膜电池及铜锌锡硫薄膜电池吸收层的制备方法 |
| KR101445688B1 (ko) * | 2012-12-21 | 2014-10-02 | 주식회사 테라세미콘 | 열처리 장치 |
| KR101574336B1 (ko) | 2013-10-21 | 2015-12-07 | 에이피시스템 주식회사 | 지지장치 및 이를 구비하는 기판 처리 장치와 이를 이용한 기판 처리 방법 |
| US10600661B2 (en) | 2015-05-20 | 2020-03-24 | Ultech Co., Ltd. | Rapid heat treatment apparatus |
| CN114203858A (zh) * | 2021-12-16 | 2022-03-18 | 凯盛光伏材料有限公司 | 一种cigs基体均匀加热装置及其加热控制方法 |
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