KR101101749B1 - Apparatus and method for manufacturing thin film type solar cell - Google Patents
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Abstract
본 발명은 에어 커튼(Air Curtain)을 이용한 비접촉 방식으로 공정 챔버를 기밀함으로써 가요성 기판의 막질 손상을 방지함과 아울러 연속 공정을 가능하게 하여 생산성을 향상시킬 수 있도록 한 박막형 태양전지의 제조 장치 및 제조 방법에 관한 것으로, 박막형 태양전지의 제조 장치는 플라즈마 공정을 이용하여 가요성 기판 상에 반도체층을 형성하기 위한 공정 챔버 유닛을 포함하며, 상기 공정 챔버 유닛은 하부 챔버; 상기 가요성 기판을 사이에 두고 상기 하부 챔버와 마주보도록 설치되어 반응 공간을 형성하는 상부 챔버; 및 상기 가요성 기판이 반송되도록 상기 하부 챔버와 상기 상부 챔버 사이에 마련된 기판 출입부에 위치한 에어 커튼을 이용하여 상기 반응 공간의 기밀을 유지하는 기밀 유닛을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The present invention provides an apparatus for manufacturing a thin-film solar cell that can improve the productivity by preventing the film damage of the flexible substrate and enabling the continuous process by hermetically sealing the process chamber in a non-contact method using an air curtain; A manufacturing method of a thin film solar cell includes a process chamber unit for forming a semiconductor layer on a flexible substrate using a plasma process, the process chamber unit comprising: a lower chamber; An upper chamber disposed to face the lower chamber with the flexible substrate therebetween to form a reaction space; And an airtight unit configured to maintain the airtightness of the reaction space by using an air curtain positioned at a substrate entrance provided between the lower chamber and the upper chamber so that the flexible substrate is conveyed.
가요성 기판, 박막형 태양전지, 기밀, 승강, 챔버, 에어 커튼 Flexible Substrates, Thin Film Solar Cells, Airtight, Lifting, Chambers, Air Curtains
Description
본 발명은 태양전지(Solar Cell)에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 에어 커튼(Air Curtain)을 이용한 비접촉 방식으로 공정 챔버 내부의 기밀을 유지함으로써 가요성 기판의 막질 손상을 방지함과 아울러 연속 공정을 가능하게 하여 생산성을 향상시킬 수 있도록 한 박막형 태양전지의 제조 장치 및 제조 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
태양전지는 태양으로부터 지구에 전달되는 빛 에너지를 전기 에너지로 변환하여 에너지를 생산하는 청정 에너지원으로써 지구 온난화 방지를 위한 이산화탄소 발생량을 줄일 수 있다는 장점이 있다.The solar cell is a clean energy source that produces energy by converting light energy transmitted from the sun to the earth into electrical energy, which has the advantage of reducing carbon dioxide generation for preventing global warming.
이와 같은 태양전지는 기판형 태양전지와 박막형 태양전지로 구분할 수 있다. Such a solar cell can be classified into a substrate type solar cell and a thin film solar cell.
기판형 태양전지는 실리콘과 같은 반도체물질 자체를 기판으로 이용하여 태양전지를 제조한 것이고, 상기 박막형 태양전지는 유리 등과 같은 기판 상에 박막의 형태로 반도체를 형성하여 태양전지를 제조한 것이다. The substrate type solar cell is a solar cell manufactured using a semiconductor material such as silicon as a substrate, and the thin film type solar cell is a solar cell manufactured by forming a semiconductor in the form of a thin film on a substrate such as glass.
기판형 태양전지는 상기 박막형 태양전지에 비하여 효율이 다소 우수하기는 하지만, 공정상 두께를 최소화하는데 한계가 있고 고가의 반도체 기판을 이용하기 때문에 제조비용이 상승되는 단점이 있다.Although the substrate type solar cell has a somewhat superior efficiency than the thin film type solar cell, there is a limitation in minimizing the thickness in the process and the manufacturing cost is increased due to the use of an expensive semiconductor substrate.
박막형 태양전지는 기판형 태양전지에 비하여 효율이 다소 떨어지기는 하지만, 얇은 두께로 제조가 가능하고 저가의 재료를 이용할 수 있어 제조비용이 감소되는 장점이 있어 대량생산에 적합하다는 장점이 있다.Although thin film type solar cells are somewhat inferior in efficiency to substrate type solar cells, they can be manufactured in a thin thickness and inexpensive materials can be used to reduce manufacturing costs.
일반적으로 박막형 태양전지는 유리 기판을 사용하고 있지만, 경량화, 시공성, 및 양산성을 높일 수 있는 가요성 기판을 이용한 박막형 태양전지에 대한 연구 개발이 활발히 진행되고 있다.In general, a thin film solar cell uses a glass substrate, but research and development of thin film solar cells using a flexible substrate that can increase the weight, constructability, and mass productivity are being actively conducted.
종래의 가요성 기판을 이용한 박막형 태양전지는 가요성 기판 상에 제 1 전극층, 반도체층, 및 제 2 전극층으로 이루어지는 복수의 태양전지 셀을 포함하며, 인접한 태양전지 셀은 서로 전기적으로 직렬 접속된다.A conventional thin film solar cell using a flexible substrate includes a plurality of solar cells composed of a first electrode layer, a semiconductor layer, and a second electrode layer on a flexible substrate, and adjacent solar cell cells are electrically connected in series with each other.
도 1은 종래의 가요성 기판을 이용한 박막형 태양전지의 제조 장치를 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining an apparatus for manufacturing a thin film solar cell using a conventional flexible substrate.
도 1을 참조하면, 종래의 가요성 기판을 이용한 박막형 태양전지의 제조 장치는 공용 챔버(10), 기판 피딩 롤러(20), 제 1 내지 제 3 공정 챔버 유닛(30, 40, 50), 및 기판 회수 롤러(60)를 구비한다.Referring to FIG. 1, the apparatus for manufacturing a thin film solar cell using a conventional flexible substrate includes a
공용 챔버(10)는 제 1 내지 제 3 공정 챔버 유닛(30, 40, 50), 기판 피딩 롤러(20), 및 기판 회수 롤러(60)를 감싸도록 설치된다. 이러한, 공용 챔버(10)의 내부는 복수의 제 1 진공 펌핑 장치(12, 14)에 의해 진공 상태를 유지한다.The
기판 피딩 롤러(20)는 공용 챔버(10)의 일측에 설치된다. 이때, 기판 피딩 롤러(20)에는 소정의 길이를 가지는 가요성 기판(FS)이 감겨져 있다. 여기서, 가요성 기판(FS) 상에는 박막형 태양전지의 제 1 전극층(미도시)이 소정 간격으로 형성되어 있다.The
이러한, 기판 피딩 롤러(20)는 스테핑 롤링(Stepping Rolling) 방식으로 회전하면서 가요성 기판(FS)을 제 1 내지 제 3 공정 챔버 유닛(30, 40, 50)으로 공급한다. 이때, 기판 피딩 롤러(20)와 제 1 공정 챔버 유닛(30) 사이에는 기판 피딩 롤러(20)로부터 제 1 공정 챔버 유닛(30)으로 공급되는 가요성 기판(FS)의 반송을 가이드하기 위한 제 1 가이드 롤러(16)가 설치된다.The
제 1 내지 제 3 공정 챔버 유닛(30, 40, 50) 각각은 기판 피딩 롤러(20)와 기판 회수 롤러(60) 사이에 배치되도록 공용 챔버(10) 내부에 설치된다. 이러한, 제 1 내지 제 3 공정 챔버 유닛(30, 40, 50) 각각은 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)을 이용하여 스테핑 롤링 방식에 따라 기판 피딩 롤러(20)로부터 공급되는 가요성 기판(FS) 상에 반도체층을 형성한다. 이때, 반도체층은 가요성 기판(FS) 상에 순차적으로 형성된 P형 반도체층, I형 반도체층 및 N형 반도체층으로 이루어진다. 이에 따라, 제 1 공정 챔버 유닛(30)은 가요성 기판(FS) 상에 P형 반도체층을 형성하고, 제 2 공정 챔버 유닛(40)은 P형 반도체층 상에 I형 반도체층을 형성하고, 제 3 공정 챔버 유닛(50)은 I형 반도체층 상에 N형 반도체층을 형성한다.Each of the first to third
이를 위해, 제 1 내지 제 3 공정 챔버 유닛(30, 40, 50) 각각은 하부 챔버(31), 히터(32), 상부 챔버(33), 샤워 헤드(34), 상부 챔버 승강부(35), 및 제 2 진공 펌핑 장치(36)를 구비한다.To this end, each of the first to third
하부 챔버(31)는 공용 챔버(10)의 바닥면에 설치된다.The
히터(32)는 하부 챔버(31) 내부에 설치되어 스테핑 방식으로 반송되는 가요성 기판(FS)을 소정의 온도로 가열한다.The
상부 챔버(33)는 상부 챔버 승강부(35)에 의해 지지되도록 공용 챔버(10)의 상부에 설치된다. 이러한, 상부 챔버(33)는 상부 챔버 승강부(35)에 의해 승강되어 가요성 기판(FS)을 사이에 두고 하부 챔버(31)에 접촉됨으로써 반응 공간을 형성한다. 이때, 접촉되는 하부 챔버(31)와 상부 챔버(33) 사이에는 실링부재(미도시)가 설치되어 반응 공간을 실링한다.The
샤워 헤드(34)는 상부 챔버(33) 내부에 설치되어 외부로부터 공급되는 공정 가스를 반응 공간에 분사한다.The
상부 챔버 승강부(35)는 공용 챔버(10)와 상부 챔버(33) 간에 설치되어 상부 챔버(33)를 승강시킨다.The upper
제 2 진공 펌핑 장치(36)는 공용 챔버(10)의 바닥면을 관통하여 하부 챔버(31)에 연통되도록 설치되어 반응 공간에 진공 분위기를 형성한다.The second
기판 회수 롤러(60)는 공용 챔버(10)의 타측에 설치된다. 이러한, 기판 회수 롤러(60)는 스테핑 롤링 방식으로 회전하는 기판 피딩 롤러(20)와 연동되어 제 1 내지 제 3 공정 챔버 유닛(30, 40, 50)에 의해 공정이 완료된 가요성 기판(FS)을 회수한다. 이때, 제 3 공정 챔버 유닛(50)과 기판 회수 롤러(60) 사이에는 제 3 공정 챔버 유닛(50)으로부터 기판 회수 롤러(60)로 반송되는 가요성 기판(FS)을 가 이드하기 위한 제 2 가이드 롤러(18)가 설치된다.The
도 2a 내지 도 2c는 종래의 박막형 태양전지의 제조 장치의 구동 방법을 설명하기 위한 도면이다.2A to 2C are views for explaining a method of driving a conventional thin film solar cell manufacturing apparatus.
도 2a 내지 도 2c를 참조하여 종래의 박막형 태양전지의 제조 장치의 구동 방법을 설명하면 다음과 같다.Referring to FIGS. 2A to 2C, a driving method of a conventional apparatus for manufacturing a thin film solar cell is as follows.
먼저, 도 2a에 도시된 바와 같이, 제 1 내지 제 3 공정 챔버 유닛(30, 40, 50) 각각의 상부 챔버 승강부(35)을 구동하여 상부 챔버(33)를 소정 높이로 상승시킨 후, 기판 피딩 롤러(20)와 기판 회수 롤러(60)를 동시에 구동하여 가요성 기판(FS)을 제 1 내지 제 3 공정 챔버 유닛(30, 40, 50) 각각을 경유하도록 스테핑 롤링 방식으로 소정 길이 만큼 반송한다.First, as shown in FIG. 2A, after driving the
이어서, 도 2b에 도시된 바와 같이, 제 1 내지 제 3 공정 챔버 유닛(30, 40, 50) 각각의 상부 챔버 승강부(35)을 구동하여 상부 챔버(33)를 소정 높이로 하강시켜 하부 챔버(31)와 접촉시킨다. 이에 따라, 하부 챔버(31)는 상부 챔버(33)와 접촉되어 반응 공간을 형성한다.Subsequently, as shown in FIG. 2B, the
이어서, 제 2 진공 펌핑 장치(36)를 구동하여 하부 챔버(31)와 상부 챔버(33)에 의해 마련된 반응 공간에 진공 분위기를 형성한다.Subsequently, the second
이어서, 도 2c에 도시된 바와 같이, 제 1 내지 제 3 공정 챔버 유닛(30, 40, 50) 각각의 공정에 대응되는 공정 가스를 샤워 헤드(34)에 공급하고, 샤워 헤드(34)를 통해 반응 공간에 분사되는 공정 가스를 플라즈마로 변환시켜 가요성 기판(FS) 상에 반도체층을 형성한다.Subsequently, as shown in FIG. 2C, a process gas corresponding to each process of the first to third
이어서, 가요성 기판(FS)에 해당 반도체층이 형성되면, 상부 챔버(33)를 소정 높이로 상승시킨 후, 도 2a 내지 도 2c에 도시된 공정을 반복적으로 수행함으로써 가요성 기판(FS)에 반도체층을 형성하게 된다.Subsequently, when the semiconductor layer is formed on the flexible substrate FS, the
그러나, 상술한 종래의 박막형 태양전지의 제조 장치는 다음과 같은 문제점이 있다.However, the above-described conventional thin film solar cell manufacturing apparatus has the following problems.
첫째, 제 1 전극층이 형성된 가요성 기판(FS) 상에 반도체층을 형성할 경우, 각 공정 챔버 유닛(30, 40, 50) 간의 분리, 공정 가스의 유입 방지, 및 압력 제어를 위해 상부 챔버(33)의 승강에 따라 반응 공간을 실링하게 되므로, 상부 챔버(33)가 가요성 기판(FS)과 접촉되어 가요성 기판(FS)에 형성된 제 1 전극층의 막질이 손상된다는 문제점이 있다.First, when the semiconductor layer is formed on the flexible substrate FS on which the first electrode layer is formed, the upper chamber may be used to separate the
둘째, 가요성 기판(FS)의 반송을 정지시킨 후, 각 공정 챔버 유닛(30, 40, 50)의 실링을 위해 상부 챔버(33)를 가요성 기판(FS)에 접촉시키게 되므로 공정 시간이 증가하여 생산성이 저하된다는 문제점이 있다.Second, after stopping the transfer of the flexible substrate FS, the
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 에어 커튼(Air Curtain)을 이용한 비접촉 방식으로 공정 챔버 내부의 기밀을 유지함으로써 가요성 기판의 막질 손상을 방지함과 아울러 연속 공정을 가능하게 하여 생산성을 향상시킬 수 있도록 한 박막형 태양전지의 제조 장치 및 제조 방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.The present invention is to solve the above problems, by maintaining the airtight inside the process chamber in a non-contact method using an air curtain to prevent the film damage of the flexible substrate and to enable a continuous process to improve productivity It is a technical problem to provide a manufacturing apparatus and a manufacturing method of a thin film solar cell which can be improved.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 박막형 태양전지의 제조 장치는 플라즈마 공정을 이용하여 가요성 기판 상에 반도체층을 형성하기 위한 공정 챔버 유닛을 포함하며, 상기 공정 챔버 유닛은 하부 챔버; 상기 가요성 기판을 사이에 두고 상기 하부 챔버와 마주보도록 설치되어 반응 공간을 형성하는 상부 챔버; 및 에어 커튼을 이용하여 상기 반응 공간을 기밀하도록 상기 하부 챔버와 상기 상부 챔버에 설치된 기밀 유닛을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.An apparatus for manufacturing a thin film solar cell according to the present invention for achieving the above technical problem includes a process chamber unit for forming a semiconductor layer on a flexible substrate using a plasma process, the process chamber unit comprises a lower chamber; An upper chamber disposed to face the lower chamber with the flexible substrate therebetween to form a reaction space; And an airtight unit installed in the lower chamber and the upper chamber to airtight the reaction space using an air curtain.
상기 기밀 유닛은 상기 하부 챔버의 양측면 챔버 벽에 설치되어 상기 하부 챔버의 챔버 벽과 상기 가요성 기판의 배면 사이를 기밀하기 위한 제 1 에어 커튼부; 및 상기 상부 챔버의 양측면 챔버 벽에 설치되어 상기 상부 챔버의 챔버 벽과 상기 가요성 기판의 상면 사이를 기밀하기 위한 제 2 에어 커튼부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The hermetic unit may include: a first air curtain part installed at both side chamber walls of the lower chamber to seal between the chamber wall of the lower chamber and the rear surface of the flexible substrate; And a second air curtain part installed at both side chamber walls of the upper chamber to seal between the chamber wall of the upper chamber and the upper surface of the flexible substrate.
상기 제 1 및 제 2 에어 커튼부 각각은 상기 챔버 벽에 설치된 몸체; 상기 몸체의 일측에 설치되어 상기 가요성 기판으로 기밀용 가스를 분사하는 가스 분사부; 및 상기 몸체의 타측에 설치되어 상기 가스 분사부로부터 분사되는 기밀용 가스를 흡입하여 상기 반응 공간을 기밀하는 가스 흡입부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.Each of the first and second air curtain portions has a body installed on the chamber wall; A gas injector installed at one side of the body to inject an airtight gas to the flexible substrate; And a gas suction part installed on the other side of the body to suck an airtight gas injected from the gas injection part to hermetically seal the reaction space.
상기 기밀용 가스는 질소 가스인 것을 특징으로 한다.The hermetic gas is characterized in that the nitrogen gas.
상기 공정 챔버 유닛은 상기 하부 챔버에 설치된 히터; 및 상기 상부 챔버에 설치되어 상기 하부 챔버와 상기 상부 챔버에 의해 형성된 반응 공간에 상기 반도체층을 형성하기 위한 공정 가스를 분사하기 위한 샤워 헤드를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The process chamber unit may include a heater installed in the lower chamber; And a shower head installed in the upper chamber to inject a process gas for forming the semiconductor layer into the reaction space formed by the lower chamber and the upper chamber.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 박막형 태양전지의 제조 장치는 공용 챔버; 상기 공용 챔버의 내부 일측에 설치되어 가요성 기판을 반송하기 위한 기판 피딩 롤러; 상기 공용 챔버의 내부 타측에 설치되어 상기 가요성 기판을 회수하기 위한 기판 회수 롤러; 및 상기 기판 피딩 롤러와 상기 기판 회수 롤러 사이에 설치되어 상기 기판 피딩 롤러와 상기 기판 회수 롤러의 동시 구동에 의해 반송되는 상기 가요성 기판에 반도체층을 형성하기 위한 복수의 공정 챔버 유닛을 포함하며, 상기 복수의 공정 챔버 유닛 각각은 하부 챔버; 상기 가요성 기판을 사이에 두고 상기 하부 챔버와 마주보도록 설치되어 반응 공간을 형성하는 상부 챔버; 및 에어 커튼을 이용하여 상기 반응 공간을 기밀하도록 상기 하부 챔버와 상기 상부 챔버에 설치된 기밀 유닛을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.An apparatus for manufacturing a thin film solar cell according to the present invention for achieving the above technical problem is a common chamber; A substrate feeding roller installed at one side of the common chamber to convey a flexible substrate; A substrate recovery roller installed at the other side of the common chamber to recover the flexible substrate; And a plurality of process chamber units provided between the substrate feeding roller and the substrate recovery roller to form a semiconductor layer on the flexible substrate conveyed by simultaneous driving of the substrate feeding roller and the substrate recovery roller. Each of the plurality of process chamber units comprises a lower chamber; An upper chamber disposed to face the lower chamber with the flexible substrate therebetween to form a reaction space; And an airtight unit installed in the lower chamber and the upper chamber to airtight the reaction space using an air curtain.
상기 박막형 태양전지의 제조 장치는 상기 공용 챔버에 진공 분위기를 형성 하기 위한 적어도 하나의 제 1 펌핑 장치; 및 상기 복수의 공정 챔버 유닛 각각에 진공 분위기를 형성하기 위한 복수의 제 2 펌핑 장치를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The apparatus for manufacturing a thin film solar cell includes at least one first pumping device for forming a vacuum atmosphere in the common chamber; And a plurality of second pumping devices for forming a vacuum atmosphere in each of the plurality of process chamber units.
상기 복수의 공정 챔버 유닛은 상기 가요성 기판에 형성된 제 1 전극층 상에 제 1 반도체층을 형성하기 위한 제 1 공정 챔버 유닛; 상기 가요성 기판에 형성된 상기 제 1 반도체층 상에 제 2 반도체층을 형성하기 위한 제 2 공정 챔버 유닛; 및 상기 가요성 기판에 형성된 상기 제 2 반도체층 상에 제 3 반도체층을 형성하기 위한 제 3 공정 챔버 유닛을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The plurality of process chamber units may include a first process chamber unit for forming a first semiconductor layer on a first electrode layer formed on the flexible substrate; A second process chamber unit for forming a second semiconductor layer on the first semiconductor layer formed on the flexible substrate; And a third process chamber unit for forming a third semiconductor layer on the second semiconductor layer formed on the flexible substrate.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 박막형 태양전지의 제조 장치는 외곽 챔버의 내부에 설치된 기판 피딩 롤러와 기판 회수 롤러의 동시 구동에 의해 연속적으로 반송되는 가요성 기판에 반도체층을 형성하기 위한 공용 챔버를 포함하며, 상기 공용 챔버는 하부 공용 챔버; 상기 반송되는 가요성 기판을 사이에 두고 상기 하부 공용 챔버와 마주보도록 설치된 상부 공용 챔버; 에어 커튼을 이용하여 상기 가요성 기판과 상기 하부 공용 챔버 사이와, 상기 가요성 기판과 상기 상부 공용 챔버 사이를 기밀하기 위한 기밀 유닛; 외주면을 통해 상기 가요성 기판을 반송하면서 상기 가요성 기판을 소정 온도로 가열하기 위한 히팅 롤러; 및 상기 히팅 롤러의 외주면과 마주보도록 소정 간격으로 설치되며, 플라즈마 공정을 이용하여 상기 히팅 롤러의 외주면을 따라 반송되는 상기 가요성 기판에 상기 반도체층을 형성하기 위한 복수의 공정 챔버 유닛을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.An apparatus for manufacturing a thin film solar cell according to the present invention for achieving the above technical problem is to form a semiconductor layer on a flexible substrate that is continuously conveyed by the simultaneous driving of the substrate feeding roller and the substrate recovery roller installed in the outer chamber A common chamber, wherein the common chamber comprises: a lower common chamber; An upper common chamber installed to face the lower common chamber with the conveyed flexible substrate therebetween; An airtight unit for hermetically sealing between the flexible substrate and the lower common chamber using an air curtain and between the flexible substrate and the upper common chamber; A heating roller for heating the flexible substrate to a predetermined temperature while conveying the flexible substrate through an outer circumferential surface; And a plurality of process chamber units installed at predetermined intervals to face the outer circumferential surface of the heating roller and for forming the semiconductor layer on the flexible substrate conveyed along the outer circumferential surface of the heating roller using a plasma process. It is characterized by.
상기 기밀 유닛은 상기 하부 공용 챔버의 양측면 챔버 벽에 설치되어 상기 하부 공용 챔버의 챔버 벽과 상기 가요성 기판의 배면 사이를 기밀하기 위한 제 1 에어 커튼부; 및 상기 상부 공용 챔버의 양측면 챔버 벽에 설치되어 상기 상부 공용 챔버의 챔버 벽과 상기 가요성 기판의 상면 사이를 기밀하기 위한 제 2 에어 커튼부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The hermetic unit may include: a first air curtain part installed at both side chamber walls of the lower common chamber to seal between the chamber wall of the lower common chamber and the rear surface of the flexible substrate; And a second air curtain part installed on both side chamber walls of the upper common chamber to seal between the chamber wall of the upper common chamber and the upper surface of the flexible substrate.
상기 제 1 및 제 2 에어 커튼부 각각은 상기 챔버 벽에 설치된 제 1 몸체; 상기 제 1 몸체의 일측에 설치되어 상기 가요성 기판으로 기밀용 가스를 분사하는 제 1 가스 분사부; 및 상기 제 1 몸체의 타측에 설치되어 상기 제 1 가스 분사부로부터 분사되는 기밀용 가스를 흡입하여 상기 반응 공간을 기밀하는 제 1 가스 흡입부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.Each of the first and second air curtain portions may include a first body installed on the chamber wall; A first gas injector installed on one side of the first body to inject an airtight gas to the flexible substrate; And a first gas suction part installed on the other side of the first body to suck the gas for gas tightly injected from the first gas injection part to hermetically seal the reaction space.
상기 복수의 공정 챔버 유닛은 상기 가요성 기판에 형성된 제 1 전극층 상에 제 1 반도체층을 형성하기 위한 제 1 공정 챔버 유닛; 상기 가요성 기판에 형성된 상기 제 1 반도체층 상에 제 2 반도체층을 형성하기 위한 제 2 공정 챔버 유닛; 및 상기 가요성 기판에 형성된 상기 제 2 반도체층 상에 제 3 반도체층을 형성하기 위한 제 3 공정 챔버 유닛을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The plurality of process chamber units may include a first process chamber unit for forming a first semiconductor layer on a first electrode layer formed on the flexible substrate; A second process chamber unit for forming a second semiconductor layer on the first semiconductor layer formed on the flexible substrate; And a third process chamber unit for forming a third semiconductor layer on the second semiconductor layer formed on the flexible substrate.
상기 제 1 내지 제 3 공정 챔버 유닛 각각은 상기 히팅 롤러의 외주면을 따라 반송되는 상기 가요성 기판과 마주보도록 설치되어 반응 공간을 형성하는 공정 챔버; 상기 공정 챔버에 설치되어 상기 반응 공간에 공정 가스를 분사하는 샤워 헤드; 및 에어 커튼을 이용하여 상기 반응 공간을 기밀하도록 상기 공정 챔버의 챔버 벽에 설치된 제 3 에어 커튼부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.Each of the first to third process chamber units may include: a process chamber installed to face the flexible substrate conveyed along an outer circumferential surface of the heating roller to form a reaction space; A shower head installed in the process chamber to inject a process gas into the reaction space; And a third air curtain portion installed on the chamber wall of the process chamber to airtight the reaction space using an air curtain.
상기 제 3 에어 커튼부는 상기 챔버 벽에 설치된 제 2 몸체; 상기 제 2 몸체의 일측에 설치되어 상기 가요성 기판으로 기밀용 가스를 분사하는 제 2 가스 분사부; 및 상기 제 2 몸체의 타측에 설치되어 상기 제 2 가스 분사부로부터 분사되는 기밀용 가스를 흡입하여 상기 반응 공간을 기밀하는 제 2 가스 흡입부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The third air curtain portion includes a second body installed on the chamber wall; A second gas injector installed on one side of the second body to inject an airtight gas to the flexible substrate; And a second gas suction part installed at the other side of the second body to suck the gas for gas leaking from the second gas injection part to hermetically seal the reaction space.
상기 기밀용 가스는 질소 가스인 것을 특징으로 한다.The hermetic gas is characterized in that the nitrogen gas.
상기 공용 챔버는 상기 공용 챔버의 내부에 설치되어 상기 공용 챔버의 내부로 반송되는 상기 가요성 기판을 상기 히팅 롤러의 외주면 쪽으로 반송되도록 가이드 하는 제 1 기판 가이드 롤러; 및 상기 공용 챔버의 내부에 설치되어 상기 히팅 롤러의 외주면을 따라 반송되는 상기 가요성 기판을 상기 기판 회수 롤러 쪽으로 반송되도록 가이드 하는 제 2 기판 가이드 롤러를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The shared chamber may include a first substrate guide roller installed in the shared chamber to guide the flexible substrate conveyed into the shared chamber toward the outer circumferential surface of the heating roller; And a second substrate guide roller installed in the common chamber to guide the flexible substrate conveyed along the outer circumferential surface of the heating roller to the substrate recovery roller.
상기 박막형 태양전지의 제조 장치는 상기 외곽 챔버의 내부에 진공 분위기를 형성하기 위한 적어도 하나의 제 1 펌핑 장치; 상기 공용 챔버의 내부에 진공 분위기를 형성하기 위한 제 2 펌핑 장치; 및 상기 복수의 공정 챔버 유닛 각각의 내부에 진공 분위기를 형성하기 위한 복수의 제 3 펌핑 장치를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The thin film solar cell manufacturing apparatus includes at least one first pumping device for forming a vacuum atmosphere inside the outer chamber; A second pumping device for forming a vacuum atmosphere inside the common chamber; And a plurality of third pumping devices for forming a vacuum atmosphere in each of the plurality of process chamber units.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 박막형 태양전지의 제 조 방법은 서로 마주보도록 설치되어 반응 공간을 형성하는 하부 챔버와 상부 챔버 사이를 경유하도록 가요성 기판을 반송하는 단계; 에어 커튼을 이용하여 상기 반응 공간을 기밀하는 단계; 및 상기 반응 공간에 공급되는 공정 가스에 의해 형성되는 플라즈마를 이용하여 상기 가요성 기판에 반도체층을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a thin film solar cell, the method comprising: conveying a flexible substrate to pass between a lower chamber and an upper chamber installed to face each other to form a reaction space; Hermetically sealing the reaction space using an air curtain; And forming a semiconductor layer on the flexible substrate using a plasma formed by the process gas supplied to the reaction space.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 박막형 태양전지의 제조 방법은 공용 챔버의 내부에 설치된 기판 피딩 롤러와 기판 회수 롤러를 동시에 구동하여 상기 기판 피딩 롤러와 상기 기판 회수 롤러 사이에 설치된 복수의 공정 챔버 유닛 각각의 하부 챔버와 상부 챔버에 의해 마련되는 반응 공간을 경유하도록 가요성 기판을 반송하는 단계; 에어 커튼을 이용하여 각 공정 챔버 유닛의 반응 공간을 기밀하는 단계; 및 상기 각 공정 챔버 유닛의 상기 반응 공간에 공급되는 공정 가스에 의해 형성되는 플라즈마를 이용하여 상기 가요성 기판에 반도체층을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a thin film solar cell, wherein a plurality of substrates are disposed between the substrate feeding roller and the substrate recovery roller by simultaneously driving a substrate feeding roller and a substrate recovery roller installed in a common chamber. Conveying the flexible substrate via the reaction space provided by the lower chamber and the upper chamber of each process chamber unit; Hermetically sealing the reaction space of each process chamber unit using an air curtain; And forming a semiconductor layer on the flexible substrate using a plasma formed by a process gas supplied to the reaction space of each process chamber unit.
상기 반응 공간을 기밀하는 단계는 상기 하부 챔버의 양측면 챔버 벽에 설치된 제 1 에어 커튼부를 이용하여 상기 가요성 기판의 배면으로 기밀용 가스를 분사하고, 상기 분사되는 기밀용 가스를 흡입하여 상기 하부 챔버의 챔버 벽과 상기 가요성 기판의 배면 사이를 기밀하는 단계; 및 상기 상부 챔버의 양측면 챔버 벽에 설치된 제 2 에어 커튼부를 이용하여 상기 가요성 기판의 상면으로 상기 기밀용 가스를 분사하고, 상기 분사되는 기밀용 가스를 흡입하여 상기 상부 챔버의 챔버 벽과 상기 가요성 기판의 상면 사이를 기밀하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.Hermetically sealing the reaction space may inject a gas for airtight to the rear surface of the flexible substrate by using first air curtains installed on both side chamber walls of the lower chamber, and suck the injected gas for gastight gas into the lower chamber. Hermetically sealing between the chamber wall of the substrate and the back side of the flexible substrate; And injecting the airtight gas to an upper surface of the flexible substrate by using second air curtains installed on both side chamber walls of the upper chamber, and sucking the injected gas for gastight gas to allow the chamber walls of the upper chamber and the flexible body to flow. And airtight between the top surfaces of the substrates.
상기 가요성 기판에 반도체층을 형성하는 단계는 상기 가요성 기판이 반송되 는 상태에서 상기 반도체층을 형성하는 것을 특징으로 한다.In the forming of the semiconductor layer on the flexible substrate, the semiconductor layer may be formed while the flexible substrate is being conveyed.
상기 가요성 기판에 반도체층을 형성하는 단계는 상기 복수의 공정 챔버 유닛 중 제 1 공정 챔버 유닛에서 상기 가요성 기판에 형성된 제 1 전극층 상에 제 1 반도체층을 형성하는 단계; 상기 복수의 공정 챔버 유닛 중 제 2 공정 챔버 유닛에서 상기 가요성 기판에 형성된 상기 제 1 반도체층 상에 제 2 반도체층을 형성하는 단계; 및 상기 복수의 공정 챔버 유닛 중 제 3 공정 챔버 유닛에서 상기 가요성 기판에 형성된 상기 제 2 반도체층 상에 제 3 반도체층을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.The forming of the semiconductor layer on the flexible substrate may include forming a first semiconductor layer on a first electrode layer formed on the flexible substrate in a first process chamber unit of the plurality of process chamber units; Forming a second semiconductor layer on the first semiconductor layer formed on the flexible substrate in a second process chamber unit of the plurality of process chamber units; And forming a third semiconductor layer on the second semiconductor layer formed on the flexible substrate in a third process chamber unit of the plurality of process chamber units.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 박막형 태양전지의 제조 방법은 외곽 챔버의 내부에 설치된 기판 피딩 롤러와 기판 회수 롤러의 연동에 의해 연속적으로 반송되는 가요성 기판에 반도체층을 형성하기 위한 공용 챔버를 포함하는 박막형 태양전지의 제조 방법에 있어서, 상기 기판 피딩 롤러와 상기 기판 회수 롤러를 동시에 구동하여 상기 공용 챔버의 하부 공용 챔버와 상부 공용 챔버 사이를 경유하도록 상기 가요성 기판을 반송하는 제 1 단계; 에어 커튼을 이용하여 상기 가요성 기판과 상기 하부 공용 챔버 사이와, 상기 가요성 기판과 상기 상부 공용 챔버 사이를 기밀하는 제 2 단계; 상기 공용 챔버의 내부에 설치된 히팅 롤러의 회전에 따라 상기 히팅 롤러의 외주면을 따라 상기 가요성 기판을 반송하는 제 3 단계; 및 상기 히팅 롤러의 외주면과 마주보도록 소정 간격으로 설치된 복수의 공정 챔버 유닛에 의한 플라즈마 공정을 이용하여 상기 히팅 롤러의 외주면을 따라 반송되는 상기 가요성 기판에 상기 반도체층을 형성하는 제 4 단계를 포함하 여 이루어지는 것을 특징으로 한다.A method of manufacturing a thin film solar cell according to the present invention for achieving the above technical problem is for forming a semiconductor layer on a flexible substrate that is continuously conveyed by interlocking a substrate feeding roller and a substrate recovery roller installed in an outer chamber. A method of manufacturing a thin film solar cell including a common chamber, the method comprising: driving the substrate feeding roller and the substrate recovery roller simultaneously to convey the flexible substrate to pass between a lower common chamber and an upper common chamber of the common chamber;
상기 제 2 단계는 상기 하부 공용 챔버의 양측면 챔버 벽에 설치된 제 1 에어 커튼부를 이용하여 상기 가요성 기판의 배면으로 기밀용 가스를 분사하고, 상기 분사되는 기밀용 가스를 흡입하여 상기 하부 공용 챔버의 챔버 벽과 상기 가요성 기판의 배면 사이를 기밀하는 단계; 및 상기 상부 공용 챔버의 양측면 챔버 벽에 설치된 제 2 에어 커튼부를 이용하여 상기 가요성 기판의 상면으로 상기 기밀용 가스를 분사하고, 상기 분사되는 기밀용 가스를 흡입하여 상기 상부 공용 챔버의 챔버 벽과 상기 가요성 기판의 상면 사이를 기밀하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.The second step is to inject a gas for airtight to the back of the flexible substrate using a first air curtain portion provided on both side chamber walls of the lower common chamber, and to suck the injected airtight gas gas of the lower common chamber Hermetically sealing between a chamber wall and a back side of the flexible substrate; And spraying the airtight gas onto the upper surface of the flexible substrate by using second air curtains provided on both side chamber walls of the upper common chamber, and sucking the injected gas for the airtight gas to form a chamber wall of the upper common chamber. And sealing the upper surface of the flexible substrate.
상기 제 4 단계는 에어 커튼을 이용하여 상기 복수의 공정 챔버 유닛 각각과 상기 가요성 기판 사이를 기밀하여 상기 복수의 공정 챔버 유닛 각각에 반응 공간을 형성하는 단계; 및 상기 각 공정 챔버 유닛에서 상기 가요성 기판 상에 상기 반도체층을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.The fourth step may include airtight between each of the plurality of process chamber units and the flexible substrate using an air curtain to form a reaction space in each of the plurality of process chamber units; And forming the semiconductor layer on the flexible substrate in each process chamber unit.
상기 복수의 공정 챔버 유닛 각각에 반응 공간을 형성하는 단계는 상기 복수의 공정 챔버 유닛 각각의 공정 챔버의 양측면 챔버 벽에 설치된 제 3 에어 커튼부를 이용하여 상기 가요성 기판의 상면으로 기밀용 가스를 분사하고, 상기 분사되는 기밀용 가스를 흡입하여 상기 공정 챔버의 챔버 벽과 상기 가요성 기판의 상면 사이를 기밀하는 것을 특징으로 한다.Forming a reaction space in each of the plurality of process chamber units may inject gas for airtight onto the upper surface of the flexible substrate by using a third air curtain part provided on both side chamber walls of the process chambers of each of the plurality of process chamber units. And inhale the injected gastight gas to hermetically seal between the chamber wall of the process chamber and the upper surface of the flexible substrate.
상기 각 공정 챔버 유닛에서 상기 가요성 기판 상에 상기 반도체층을 형성하는 단계는 상기 복수의 공정 챔버 유닛 중 제 1 공정 챔버 유닛에서 상기 가요성 기판에 형성된 제 1 전극층 상에 제 1 반도체층을 형성하는 단계; 상기 복수의 공정 챔버 유닛 중 제 2 공정 챔버 유닛에서 상기 가요성 기판에 형성된 상기 제 1 반도체층 상에 제 2 반도체층을 형성하는 단계; 및 상기 복수의 공정 챔버 유닛 중 제 3 공정 챔버 유닛에서 상기 가요성 기판에 형성된 상기 제 2 반도체층 상에 제 3 반도체층을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.The forming of the semiconductor layer on the flexible substrate in each of the process chamber units may include forming a first semiconductor layer on a first electrode layer formed on the flexible substrate in a first process chamber unit of the plurality of process chamber units. Making; Forming a second semiconductor layer on the first semiconductor layer formed on the flexible substrate in a second process chamber unit of the plurality of process chamber units; And forming a third semiconductor layer on the second semiconductor layer formed on the flexible substrate in a third process chamber unit of the plurality of process chamber units.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 박막형 태양전지의 제조 장치 및 제조 방법은 다음과 같은 효과가 있다.As described above, the manufacturing apparatus and the manufacturing method of the thin-film solar cell according to the present invention have the following effects.
첫째, 에어 커튼을 이용하여 공정 챔버 유닛을 비접촉 방식으로 기밀함으로써 가요성 기판에 형성된 제 1 전극층의 막질 손상을 방지할 수 있으며, 가요성 기판의 반송하면서 플라즈마 공정을 수행하게 되므로 연속 공정을 통해 생산성을 향상시킬 수 있다는 효과가 있다.First, by air-tightening the process chamber unit in a non-contact manner, it is possible to prevent the film quality damage of the first electrode layer formed on the flexible substrate, and to perform the plasma process while conveying the flexible substrate, thereby increasing productivity through a continuous process. There is an effect that can be improved.
둘째, 에어 커튼을 이용하여 히팅 롤러의 원주면을 따라 연속적으로 반송되는 가요성 기판과 공정 챔버 사이를 비접촉 방식으로 기밀함으로써 가요성 기판에 형성된 박막의 손상을 방지할 수 있으며, 연속 공정을 통해 생산성을 크게 향상시킬 수 있다는 효과가 있다.Second, the air curtain is used to airtight between the flexible substrate and the process chamber continuously conveyed along the circumferential surface of the heating roller in a non-contact manner to prevent damage to the thin film formed on the flexible substrate, and the productivity through the continuous process There is an effect that can be greatly improved.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 박막형 태양전지의 제조 장치를 설명하기 위한 도면이다.3 is a view for explaining an apparatus for manufacturing a thin film solar cell according to a first embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 박막형 태양전지의 제조 장치는 공용 챔버(110), 기판 피딩 롤러(120), 제 1 내지 제 3 공정 챔버 유닛(130, 140, 150), 기판 회수 롤러(160), 및 복수의 기판 가이드 롤러(170)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 3, the apparatus for manufacturing a thin film solar cell according to the first exemplary embodiment may include a
공용 챔버(110)는 제 1 내지 제 3 공정 챔버 유닛(130, 140, 150), 기판 피딩 롤러(120), 및 기판 회수 롤러(160)를 감싸도록 설치된다. 이때, 공용 챔버(110)의 내부 압력은 복수의 제 1 펌핑 장치(112, 114)에 의해 소정 압력으로 낮아진 상태를 유지한다.The
기판 피딩 롤러(120)는 공용 챔버(110)의 일측에 설치된다. 이때, 기판 피딩 롤러(120)에는 소정의 길이를 가지는 가요성 기판(FS)이 감겨져 있다. 여기서, 가요성 기판(FS) 상에는 박막형 태양전지의 제 1 전극층(미도시)이 소정 간격으로 형성되어 있다. 이러한, 기판 피딩 롤러(120)는 구동 장치(미도시)의 회전에 따라 회전되면서 가요성 기판(FS)을 제 1 내지 제 3 공정 챔버 유닛(130, 140, 150)으로 공급한다.The
제 1 내지 제 3 공정 챔버 유닛(130, 140, 150) 각각은 기판 피딩 롤러(120)와 기판 회수 롤러(160) 사이에 배치되도록 공용 챔버(110) 내부에 설치된다. 이러한, 제 1 내지 제 3 공정 챔버 유닛(130, 140, 150) 각각은 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 공정을 이용하여 기판 피딩 롤러(120)에 의해 반송되는 가요성 기판(FS)에 형성된 제 1 전극층 상에 반도체층을 형성한다. 이때, 반도체층은 가요성 기판(FS)의 제 1 전극층 상에 순차적으로 형성되는 P형 반도체층, I형 반도체층 및 N형 반도체층으로 이루어진다. 이에 따라, 제 1 공정 챔버 유닛(130)은 가요성 기판(FS) 상의 제 1 전극층 상에 제 1 반도체층(예를 들어, P형 반도체층)을 형성하고, 제 2 공정 챔버 유닛(140)은 제 1 반도체층 상에 제 2 반도체층(예를 들어, I형 반도체층)을 형성하고, 제 3 공정 챔버 유닛(150)은 제 2 반도체층 상에 제 3 반도체층(예를 들어, N형 반도체층)을 형성한다. 여기서, 박막형 태양전지의 구조에 따라 제 1 공정 챔버 유닛(130)은 가요성 기판(FS)의 제 1 전극층 상에 N형 반도체층을 형성하고, 제 2 공정 챔버 유닛(140)은 N형 반도체층 상에 I형 반도체층을 형성하고, 제 3 공정 챔버 유닛(150)은 I형 반도체층 상에 P형 반도체층을 형성할 수도 있다.Each of the first to third
이를 위해, 제 1 내지 제 3 공정 챔버 유닛(130, 140, 150) 각각은 하부 챔버(131), 히터(132), 상부 챔버(133), 샤워 헤드(134), 제 2 펌핑 장치(136), 및 기밀 유닛(300)을 포함하여 구성된다.To this end, each of the first to third
하부 챔버(131)는 공용 챔버(110)의 바닥면에 설치된다.The
히터(132)는 하부 챔버(131) 내부에 설치되어 가요성 기판(FS)을 소정의 온도로 가열한다. 이때, 히터(132)는 적외선 램프 등의 발열 광원을 포함하여 이루어질 수 있다. 이러한, 히터(132)는 가요성 기판(FS)과 비접촉 방식을 통해 가요성 기판(FS)을 가열하는 것이 바람직하다.The
상부 챔버(133)는 하부 챔버(131)의 챔버 벽과 소정 높이로 이격되어 마주보도록 공용 챔버(110)의 상부에 설치된다. 이때, 상부 챔버(133)는 공용 챔버(110)의 상부에 설치된 상부 챔버 지지대(135)에 의해 지지된다.The
샤워 헤드(134)는 상부 챔버(133) 내부에 설치되어 외부로부터 공급되는 공정 가스를 후술되는 반응 공간에 분사한다.The
제 2 펌핑 장치(136)는 공용 챔버(110)의 바닥면을 관통하여 하부 챔버(131)에 연통되도록 설치되어 반응 공간의 내부 압력을 소정 압력으로 낮춘다.The
기밀 유닛(300)은 하부 챔버(131)의 양측면 챔버 벽과 상부 챔버(133)의 챔버 양측면 챔버 벽 사이에 마련된 기판 출입부에 설치되어 하부 챔버(131)의 챔버 벽과 상부 챔버(133)의 챔버 벽 사이를 기밀한다.The
이를 위해, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 기밀 유닛(300)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 제 1 및 제 2 에어 커튼부(310, 320)를 포함하여 구성된다.To this end, the
제 1 에어 커튼부(310)는 제 1 몸체(312), 제 1 가스 분사부(314), 및 제 1 가스 흡입부(316)를 포함하여 구성된다.The
제 1 몸체(312)는 하부 챔버(131)의 양측 챔버 벽에 설치된다.The
제 1 가스 분사부(314)는 제 1 몸체(312)의 일측 가장자리 또는 타측 가장자리에 설치되어 외부로부터 공급되는 소정 압력의 기밀용 가스를 제 1 가스 흡입부(316) 쪽으로 분사한다. 여기서, 기밀용 가스는 질소(N2) 가스가 될 수 있다.The
제 1 가스 흡입부(316)는 제 1 가스 분사부(314)의 설치 위치와 반대되도록 제 1 몸체(312)의 타측 가장자리 또는 일측 가장자리에 설치되어 제 1 가스 분사부(314)로부터 분사되는 기밀용 가스를 흡입한다.The
한편, 제 1 몸체(312)는 기밀용 가스의 원활한 흐름을 위해 제 1 가스 분사 부(314)와 제 1 가스 흡입부(316) 사이에 형성된 제 1 곡면을 더 포함하여 구성될 수 있다.Meanwhile, the
상술한 제 1 에어 커튼부(310)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 공정 챔버 유닛(130, 140, 150)에 공급되는 공정 가스가 외부로 유출되는 것을 방지하기 위한 제 1 공정 가스 유출 방지부(318)를 더 포함하여 구성된다.As illustrated in FIG. 5, the
제 1 공정 가스 유출 방지부(318)는 제 1 회전부(318a), 및 제 1 스토퍼(318b)를 포함하여 구성된다.The first process gas
제 1 회전부(318a)는 공정 챔버 유닛(130, 140, 150)의 내부에 대응되는 제 1 몸체(312)의 일측면에 회전 가능하도록 설치된다. 이때, 제 1 회전부(318a)는 회전시 가요성 기판(FS)의 배면에 접촉되더라도 가요성 기판(FS)에 형성된 제 1 전극층의 막질을 손상시키지 않으면서 열에 강한 재질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제 1 회전부(318a)는 테프론(Teflon) 재질로 이루어질 수 있다.The first
제 1 스토퍼(318b)는 공정 챔버 유닛(130, 140, 150)의 내부에 대응되는 제 1 몸체(312)의 일측면에 설치되어 제 1 회전부(318a)의 회전을 구속한다. 즉, 제 1 스토퍼(318b)는 제 1 회전부(318a)가 공정 챔버 유닛(130, 140, 150)의 내부 방향으로 회전 가능하게 하는 반면에, 제 1 회전부(318a)가 공정 챔버 유닛(130, 140, 150)의 외부 방향으로 회전되지 않도록 제 1 회전부(318a)의 회전을 구속한다.The first stopper 318b is installed on one side of the
도 4에서, 제 2 에어 커튼부(320)는 제 2 몸체(322), 제 2 가스 분사부(324), 및 제 2 가스 흡입부(326)를 포함하여 구성된다.In FIG. 4, the
제 2 몸체(322)는 상부 챔버(133)의 양측 챔버 벽에 설치된다. 여기서, 제 2 몸체(322)는 제 1 에어 커튼부(310)의 제 1 몸체(312)와 마주보도록 설치되거나 소정 간격으로 엇갈리게 설치될 수 있다.The
제 2 가스 분사부(324)는 제 2 몸체(322)의 일측 가장자리 또는 타측 가장자리에 설치되어 외부로부터 공급되는 소정 압력의 상술한 기밀용 가스를 제 2 가스 흡입부(326) 쪽으로 분사한다. 이때, 제 2 가스 분사부(324)는 제 1 에어 커튼부(310)의 제 1 가스 분사부(314)와 마주보도록 설치되거나 제 1 가스 흡입부(316)와 마주보도록 설치될 수 있다.The
제 2 가스 흡입부(326)는 제 2 가스 분사부(324)의 설치 위치와 반대되도록 제 2 몸체(322)의 타측 가장자리 또는 일측 가장자리에 설치되어 제 2 가스 분사부(324)로부터 분사되는 기밀용 가스를 흡입한다.The
한편, 제 2 몸체(322)는 기밀용 가스의 원활한 흐름을 위해 제 2 가스 분사부(324)와 제 2 가스 흡입부(326) 사이에 형성된 제 2 곡면을 더 포함하여 구성될 수 있다.Meanwhile, the
상술한 제 2 에어 커튼부(320)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 공정 챔버 유닛(130, 140, 150)에 공급되는 공정 가스가 외부로 유출되는 것을 방지하기 위한 제 2 공정 가스 유출 방지부(328)를 더 포함하여 구성된다.As described above, the second
제 2 공정 가스 유출 방지부(328)는 제 2 회전부(328a), 및 제 2 스토퍼(328b)를 포함하여 구성된다.The 2nd process gas
제 2 회전부(328a)는 공정 챔버 유닛(130, 140, 150)의 내부에 대응되는 제 2 몸체(322)의 일측면에 회전 가능하도록 설치된다. 이때, 제 2 회전부(328a)는 제 1 회전부(318a)와 동일한 재질로 이루어질 수 있다.The second
제 2 스토퍼(328b)는 공정 챔버 유닛(130, 140, 150)의 내부에 대응되는 제 2 몸체(322)의 일측면에 설치되어 제 2 회전부(328a)의 회전을 구속한다. 즉, 제 2 스토퍼(328b)는 제 2 회전부(328a)가 공정 챔버 유닛(130, 140, 150)의 내부 방향으로 회전 가능하게 하는 반면에, 제 2 회전부(328a)가 공정 챔버 유닛(130, 140, 150)의 외부 방향으로 회전되지 않도록 제 2 회전부(328a)의 회전을 구속한다.The
이와 같은 기밀 유닛(300)은 가요성 기판(FS)이 각 공정 챔버 유닛(130, 140, 150)로 반송되면, 가스 분사부(314, 324)를 통해 소정 압력의 기밀용 가스를 가요성 기판(FS)의 배면 및 상면에 분사함과 아울러 가스 흡입부(316, 326)를 통해 기밀용 가스를 흡입함으로써 각 공정 챔버 유닛(130, 140, 150)를 기밀한다. 이에 따라, 각 공정 챔버 유닛(130, 140, 150)의 반응 공간은 기밀 유닛(300)에 의해 기밀을 유지하게 된다.When the flexible substrate FS is transferred to each of the
한편, 각 공정 챔버 유닛(130, 140, 150)이 기밀 유닛(300)에 의해 비접촉 방식으로 기밀됨으로써 기판 피딩 롤러(120)는 스테핑 롤링(Stepping Rolling) 방식으로 가요성 기판(FS)을 반송할 수 있으나, 바람직하게는 생산성 향상을 위해 연속 공정이 가능하도록 가요성 기판(FS)의 반송을 정지시키지 않고 연속적으로 반송할 수 있다.Meanwhile, each
도 3에서, 기판 회수 롤러(160)는 공용 챔버(110)의 타측에 설치된다. 이러 한, 기판 회수 롤러(160)는 기판 피딩 롤러(120)의 회전에 연동되어 제 3 공정 챔버 유닛(150)에 의해 공정이 완료된 가요성 기판(FS)을 회수한다.In FIG. 3, the
복수의 기판 가이드 롤러(170)는 기판 피딩 롤러(120), 제 1 내지 제 3 공정 챔버 유닛(130, 140, 150), 및 기판 회수 롤러(160) 사이마다 설치되어 가요성 기판(FS)의 반송을 가이드 한다.The plurality of
이와 같은, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 박막형 태양전지의 제조 장치는 제 1 및 제 2 에어 커튼부(310, 320)를 이용하여 각 공정 챔버 유닛(130, 140, 150)을 비접촉 방식으로 기밀함으로써 가요성 기판(FS)에 형성된 제 1 전극층의 막질 손상을 방지할 수 있으며, 가요성 기판(FS)의 반송하면서 플라즈마 공정을 수행하게 되므로 연속 공정을 통해 생산성을 향상시킬 수 있다.As described above, in the apparatus for manufacturing a thin film solar cell according to the first exemplary embodiment of the present invention, the
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 박막형 태양전지의 제조 방법을 단계적으로 설명하기 위한 도면이다.6A and 6B are views for explaining step-by-step a method of manufacturing a thin film solar cell according to a first embodiment of the present invention.
도 6a 및 도 6b를 참조하여 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 박막형 태양전지의 제조 방법을 단계적으로 설명하면 다음과 같다.6A and 6B, the manufacturing method of the thin film solar cell according to the first exemplary embodiment of the present invention will be described step by step.
먼저, 도 6a에 도시된 바와 같이, 제 1 내지 제 3 공정 챔버 유닛(130, 140, 150) 각각에 설치된 기밀 유닛(300)의 제 1 및 제 2 에어 커튼부(310, 320)를 구동하여 각 공정 챔버 유닛(130, 140, 150)으로 반송된 가요성 기판(FS)의 배면 및 상면을 기밀함으로써 각 공정 챔버 유닛(130, 140, 150)에 마련되는 반응 공간의 기밀을 유지한다. 이때, 가요성 기판(FS)은 스테핑 롤링 방식에 따른 기판 피딩 롤러(120)와 기판 회수 롤러(160)의 연동에 의해 각 공정 챔버 유닛(130, 140, 150) 으로 반송되어 정지된 상태를 유지한다.First, as shown in FIG. 6A, the first and second
이어서, 도 6b에 도시된 바와 같이, 각 공정 챔버 유닛(130, 140, 150)의 히터(132)를 이용하여 가요성 기판(FS)을 소정의 온도로 가열하면서, 제 1 내지 제 3 공정 챔버 유닛(130, 140, 150) 각각의 공정에 대응되는 공정 가스를 샤워 헤드(134)에 공급하고, 샤워 헤드(134)를 통해 반응 공간에 분사되는 공정 가스를 플라즈마로 변환시켜 가요성 기판(FS) 상에 반도체층을 형성한다. 이에 따라, 제 1 공정 챔버 유닛(130)에서는 가요성 기판(FS)에 형성된 제 1 전극층 상에 제 1 반도체층이 형성되고, 제 2 공정 챔버 유닛(140)에서는 가요성 기판(FS)에 형성된 제 1 반도체층 상에 제 2 반도체층이 형성되며, 제 3 공정 챔버 유닛(150)에서는 가요성 기판(FS)에 형성된 제 2 반도체층 상에 제 3 반도체층이 형성된다.Subsequently, as illustrated in FIG. 6B, the first to third process chambers are heated while heating the flexible substrate FS to a predetermined temperature using the
이어서, 가요성 기판(FS)에 해당 반도체층이 형성되면, 상술한 도 6a 및 도 6b에 도시된 공정을 반복적으로 수행함으로써 가요성 기판(FS)에 반도체층을 형성하게 된다.Subsequently, when the semiconductor layer is formed on the flexible substrate FS, the semiconductor layer is formed on the flexible substrate FS by repeatedly performing the processes illustrated in FIGS. 6A and 6B.
한편, 상술한 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 박막형 태양전지의 제조 방법에서는 가요성 기판(FS)을 스테핑 롤링 방식으로 반송하여 반도체층의 형성 공정을 수행하였으나, 이에 한정되지 않고 가요성 기판(FS)을 연속적으로 반송하면서 상술한 반도체층의 형성 공정을 수행할 수 있다. 즉, 본 발명은 에어 커튼부(310, 320)를 이용한 비접촉 방식을 통해 각 공정 챔버 유닛(130, 140, 150)에 마련되는 반응 공간의 기밀을 유지시키기 때문에 가요성 기판(FS)의 반송을 정지시키지 않고, 가요성 기판(FS)을 연속적으로 반송하면서 상술한 반도체층의 형성 공정을 수 행할 수 있다.Meanwhile, in the method of manufacturing the thin film solar cell according to the first embodiment of the present invention described above, the flexible substrate FS is conveyed by a stepping rolling method to perform a process of forming a semiconductor layer, but the present invention is not limited thereto. The formation process of the semiconductor layer mentioned above can be performed, conveying FS continuously. That is, the present invention maintains the airtightness of the reaction space provided in each of the
이와 같은, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 박막형 태양전지의 제조 방법은 에어 커튼부(310, 320)를 이용하여 가요성 기판(FS)과 각 공정 챔버(652, 662, 672) 사이를 비접촉 방식으로 기밀함으로써 가요성 기판(FS)에 형성된 박막의 손상을 방지할 수 있으며, 연속 공정을 통해 생산성을 크게 향상시킬 수 있다.As described above, in the method of manufacturing the thin film solar cell according to the first embodiment of the present invention, the non-contact between the flexible substrate FS and each of the
도 7은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 박막형 태양전지의 제조 장치를 설명하기 위한 도면이다.7 is a view for explaining a manufacturing apparatus of a thin film solar cell according to a second embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 박막형 태양전지의 제조 장치는 외곽 챔버(510), 기판 피딩 롤러(520), 공용 챔버(530), 및 기판 회수 롤러(540), 제 1 및 제 2 기판 가이드 롤러(550, 560)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 7, the apparatus for manufacturing a thin film solar cell according to a second exemplary embodiment of the present invention may include an
외곽 챔버(510)는 기판 피딩 롤러(520), 공용 챔버(530), 및 기판 회수 롤러(540)를 감싸도록 설치된다. 이러한, 외곽 챔버(510)의 내부 압력은 복수의 제 1 펌핑 장치(512, 514)에 의해 소정의 압력으로 낮아진 상태를 유지한다.The
기판 피딩 롤러(520)는 외곽 챔버(510)의 일측에 설치된다. 이때, 기판 피딩 롤러(520)에는 소정의 길이를 가지는 가요성 기판(FS)이 감겨져 있다. 여기서, 가요성 기판(FS) 상에는 박막형 태양전지의 제 1 전극층(미도시)이 소정 간격으로 형성되어 있다. 이러한, 기판 피딩 롤러(520)는 구동 장치(미도시)의 회전에 따라 회전되면서 가요성 기판(FS)을 공용 챔버(530)로 공급한다.The
공용 챔버(530)는 외곽 챔버(510)에 설치된 기판 피딩 롤러(520)와 기판 회수 롤러(540) 사이에 설치되어 기판 피딩 롤러(520)와 기판 회수 롤러(540)에 의해 반송되는 가요성 기판(FS)에 형성된 제 1 전극층 상에 반도체층을 형성한다. 이러한, 공용 챔버(530)에 대한 구체적인 설명은 후술하기로 한다.The
기판 회수 롤러(540)는 공용 챔버(510)의 타측에 설치된다. 이러한, 기판 회수 롤러(540)는 기판 피딩 롤러(520)의 회전에 연동되어 공용 챔버(530)에 의해 공정이 완료된 가요성 기판(FS)을 회수한다.The
제 1 반송 가이드 롤러(550)는 기판 피딩 롤러(520)와 공용 챔버(530) 사이에 설치되어 기판 피딩 롤러(520)로부터 공용 챔버(530)로 반송되는 가요성 기판(FS)의 반송을 가이드 한다.The first
제 2 반송 가이드 롤러(560)는 공용 챔버(530)와 기판 회수 롤러(540) 사이에 설치되어 공용 챔버(530)로부터 기판 회수 롤러(540)로 반송되는 가요성 기판(FS)의 반송을 가이드 한다.The second
이와 같은, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 박막형 태양전지의 제조 장치는 제 1 및 제 2 에어 커튼부(310, 320)를 이용하여 공용 챔버(530)를 비접촉 방식으로 기밀함으로써 가요성 기판(FS)에 형성된 제 1 전극층의 막질 손상을 방지할 수 있으며, 공용 챔버(530)에서 가요성 기판(FS)의 반송하면서 플라즈마 공정을 수행하게 되므로 연속 공정을 통해 생산성을 향상시킬 수 있다.As described above, the apparatus for manufacturing a thin film solar cell according to the second embodiment of the present invention uses the first and
이하에서는 공용 챔버(530)에 대하여 구체적으로 설명하기로 한다.Hereinafter, the
공용 챔버(530)는 하부 공용 챔버(610), 상부 공용 챔버(620), 기밀 유닛(630), 히팅 롤러(640), 제 1 및 제 2 기판 가이드 롤러(642, 644), 제 1 내지 제 3 공정 챔버 유닛(650, 660, 670), 및 제 2 내지 제 5 펌핑 장치(682, 684, 686, 688)를 포함하여 구성된다.The
하부 공용 챔버(610)는 외곽 챔버(510)의 바닥면에 설치된다.The lower
상부 공용 챔버(620)는 하부 공용 챔버(610)의 챔버 벽과 소정 높이로 이격되어 마주보도록 외곽 챔버(510)의 상부에 설치된다. 이때, 상부 공용 챔버(620)는 외곽 챔버(510)의 상부에 설치된 상부 공용 챔버 지지대(미도시)에 의해 지지될 수 있다.The upper
기밀 유닛(630)은 하부 공용 챔버(610)의 양측면 챔버 벽과 상부 공용 챔버(620)의 양측면 챔버 벽 사이에 각각 설치되어 하부 공용 챔버(610)의 챔버 벽과 상부 공용 챔버(620)의 챔버 벽 사이를 기밀한다.The
이를 위해, 기밀 유닛(630)은, 도 8에 도시된 바와 같이, 제 1 및 제 2 에어 커튼부(310, 320)를 포함하여 구성된다. 이러한, 제 1 및 제 2 에어 커튼부(310, 320)는 상술한 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 기밀 유닛(300)과 동일하게 구성되므로, 이들에 대한 설명은 상술한 도 4에 대한 설명으로 대신하기로 한다. 이때, 기밀 유닛(630)은 도 5에 도시된 공정 가스 유출 방지부(318, 328)를 더 포함하여 구성될 수 있다.For this purpose, the
이와 같은, 기밀 유닛(630)은 상술한 제 1 및 제 2 에어 커튼부(310, 320)를 이용하여 하부 공용 챔버(610)의 챔버 벽과 상부 공용 챔버(620)의 챔버 벽 사이로 반송되는 가요성 기판(FS)의 배면 및 상면을 비접촉 방식으로 기밀함으로써 공용 챔버(510)의 내부를 기밀한다.As such, the
히팅 롤러(640)는 공용 챔버(530)의 내부에 회전 가능하도록 설치되어 공급 되는 가요성 기판(FS)을 반송함과 동시에 가요성 기판(FS)을 소정의 온도로 가열한다. 이때, 가요성 기판(FS)은 히팅 롤러(540)의 원주면을 따라 회전되어 반송된다. 여기서, 히팅 롤러(640)는 적외선 램프 등의 발열 광원을 포함하여 이루어질 수 있다.The
제 1 기판 가이드 롤러(642)는 히팅 롤러(640)의 일측 외주면에 인접하도록 공용 챔버(530)의 일측에 설치되어 가요성 기판(FS)이 히팅 롤러(640)의 원주면을 따라 반송되도록 가이드 한다.The first
제 2 기판 가이드 롤러(644)는 히팅 롤러(640)의 타측 외주면에 인접하도록 공용 챔버(530)의 타측에 설치되어 히팅 롤러(640)의 원주면을 따라 반송되는 가요성 기판(FS)이 기판 회수 롤러(540)로 반송되도록 가이드 한다.The second
제 1 내지 제 3 공정 챔버 유닛(650, 660, 670) 각각은 히팅 롤러(640)의 원주면에 일정한 간격으로 설치된다. 이러한, 제 1 내지 제 3 공정 챔버 유닛(650, 660, 670) 각각은 PECVD 공정을 이용하여 히팅 롤러(640)에 의해 반송되는 가요성 기판(FS)에 형성된 제 1 전극층 상에 반도체층을 형성한다. 이때, 반도체층은 가요성 기판(FS)의 제 1 전극층 상에 순차적으로 형성되는 P형 반도체층, I형 반도체층 및 N형 반도체층으로 이루어진다. 이에 따라, 제 1 공정 챔버 유닛(650)은 가요성 기판(FS) 상의 제 1 전극층 상에 제 1 반도체층(예를 들어, P형 반도체층)을 형성하고, 제 2 공정 챔버 유닛(660)은 제 1 반도체층 상에 제 2 반도체층(예를 들어, I형 반도체층)을 형성하고, 제 3 공정 챔버 유닛(670)은 제 2 반도체층 상에 제 3 반도체층(예를 들어, N형 반도체층)을 형성한다. 여기서, 박막형 태양전지의 구조에 따라 제 1 공정 챔버 유닛(650)은 가요성 기판(FS)의 제 1 전극층 상에 N형 반도체층을 형성하고, 제 2 공정 챔버 유닛(660)은 N형 반도체층 상에 I형 반도체층을 형성하고, 제 3 공정 챔버 유닛(670)은 I형 반도체층 상에 P형 반도체층을 형성할 수도 있다.Each of the first to third
제 1 공정 챔버 유닛(650)은 히팅 롤러(640)의 일측 외주면과 마주보도록 공용 챔버(530)의 내부에 설치된다. 이러한, 제 1 공정 챔버 유닛(650)은 제 1 반도체층을 형성하기 위한 소정의 압력 하에서 제 1 공정 가스를 이용한 플라즈마 공정을 통해 가요성 기판(FS)의 제 1 전극층 상에 제 1 반도체층을 형성한다.The first
이를 위해, 제 1 공정 챔버 유닛(650)은, 도 9에 도시된 바와 같이, 공정 챔버(652), 샤워 헤드(654), 및 제 3 에어 커튼부(656)를 포함하여 구성된다.To this end, the first
공정 챔버(652)는 히팅 롤러(640)의 일측 외주면과 마주보도록 공용 챔버(530)의 내부에 설치된다.The
샤워 헤드(654)는 공정 챔버(652)의 내부에 설치되어 외부로부터 공급되는 제 1 공정 가스를 후술되는 반응 공간에 분사한다.The
제 3 에어 커튼부(656)는 공정 챔버(652)의 양측면 챔버 벽에 설치되어 기밀용 가스의 분사 및 흡입을 이용하여 가요성 기판(FS)과 공정 챔버(652)의 챔버 벽 사이를 기밀함으로써 공정 챔버(652)의 내부에 반응 공간을 기밀한다. 이를 위해, 제 3 에어 커튼부(656)는 제 3 몸체(712), 제 3 가스 분사부(714), 및 제 3 가스 흡입부(716)를 포함하여 구성된다.The third
제 3 몸체(712)는 공정 챔버(652)의 양측면 챔버 벽 각각에 설치된다.The
제 3 가스 분사부(714)는 제 3 몸체(712)의 일측 가장자리 또는 타측 가장자리에 설치되어 외부로부터 공급되는 소정 압력의 기밀용 가스를 제 3 가스 흡입부(716) 쪽으로 분사한다. 여기서, 기밀용 가스는 질소(N2) 가스가 될 수 있다.The
제 3 가스 흡입부(716)는 제 3 가스 분사부(714)의 설치 위치와 반대되도록 제 3 몸체(712)의 타측 가장자리 또는 일측 가장자리에 설치되어 제 3 가스 분사부(714)로부터 분사되는 기밀용 가스를 흡입한다.The
한편, 제 3 몸체(712)는 기밀용 가스의 원활한 흐름을 위해 제 3 가스 분사부(714)와 제 3 가스 흡입부(716) 사이에 형성된 곡면을 더 포함하여 구성될 수 있다.Meanwhile, the
상술한 제 3 에어 커튼부(656)는 제 1 공정 챔버 유닛(650)에 공급되는 공정 가스가 외부로 유출되는 것을 방지하기 위하여 상술한 공정 가스 유출 방지부(도 5 참조)를 더 포함하여 구성될 수 있다.The third
제 2 공정 챔버 유닛(660)은 제 1 공정 챔버 유닛(650)에 인접하도록 히팅 롤러(640)의 외주면과 마주보도록 공용 챔버(530)의 내부에 설치된다. 이러한, 제 2 공정 챔버 유닛(660)은 제 2 반도체층을 형성하기 위한 소정의 압력 하에서 제 2 공정 가스를 이용한 플라즈마 공정을 통해 가요성 기판(FS)의 제 1 반도체층 상에 제 2 반도체층을 형성한다.The second
이를 위해, 제 2 공정 챔버 유닛(660)은, 도 9에 도시된 바와 같이, 공정 챔버(662), 샤워 헤드(664), 및 제 3 에어 커튼부(666)를 포함하여 구성된다. 이러 한 구성을 가지는 제 2 공정 챔버 유닛(660)은 도면 부호만 다를 뿐 상술한 제 1 공정 챔버 유닛(660)과 동일하게 구성되므로 동일한 구성에 대한 설명은 상술한 제 1 공정 챔버 유닛(660)에 대한 설명으로 대신하기로 한다.To this end, the second
제 3 공정 챔버 유닛(670)은 제 2 공정 챔버 유닛(660)에 인접하도록 히팅 롤러(640)의 외주면과 마주보도록 공용 챔버(530)의 내부에 설치된다. 이러한, 제 3 공정 챔버 유닛(670)은 제 3 반도체층을 형성하기 위한 소정의 압력 하에서 제 3 공정 가스를 이용한 플라즈마 공정을 통해 가요성 기판(FS)의 제 2 반도체층 상에 제 3 반도체층을 형성한다.The third
이를 위해, 제 3 공정 챔버 유닛(670)은, 도 9에 도시된 바와 같이, 공정 챔버(672), 샤워 헤드(674), 및 제 3 에어 커튼부(676)를 포함하여 구성된다. 이러한 구성을 가지는 제 3 공정 챔버 유닛(670)은 도면 부호만 다를 뿐 상술한 제 1 공정 챔버 유닛(660)과 동일하게 구성되므로 동일한 구성에 대한 설명은 상술한 제 1 공정 챔버 유닛(660)에 대한 설명으로 대신하기로 한다.To this end, the third
도 7에서, 제 2 펌핑 장치(682)는 외곽 챔버(510)를 관통하여 공용 챔버(530)에 연통되도록 설치되어 기밀 유닛(630)에 의해 기밀된 공용 챔버(530)의 내부 압력을 소정 압력으로 낮춘다.In FIG. 7, the
제 3 펌핑 장치(684)는 외곽 챔버(510) 및 공용 챔버(530)를 관통하여 제 1 공정 챔버 유닛(650)의 공정 챔버(652)에 연통되어 공정 챔버(652)에 마련되는 반응 공간의 내부 압력을 소정 압력으로 낮춘다. 이때, 제 3 펌핑 장치(684)는 제 3 에어 커튼부(656)에 의해 기밀된 공정 챔버(652)의 반응 공간을 제 1 반도체층을 형성하기 위한 공정 조건에 대응되는 압력으로 낮춘다.The
제 4 펌핑 장치(686)는 외곽 챔버(510) 및 공용 챔버(530)를 관통하여 제 2 공정 챔버 유닛(660)의 공정 챔버(662)에 연통되어 공정 챔버(662)에 마련되는 반응 공간의 내부 압력을 소정 압력으로 낮춘다. 이때, 제 4 펌핑 장치(686)는 제 3 에어 커튼부(666)에 의해 기밀된 공정 챔버(662)의 반응 공간에 제 2 반도체층을 형성하기 위한 공정 조건에 대응되는 압력으로 낮춘다.The
제 5 펌핑 장치(688)는 외곽 챔버(510) 및 공용 챔버(530)를 관통하여 제 3 공정 챔버 유닛(670)의 공정 챔버(672)에 연통되어 공정 챔버(672)에 마련되는 반응 공간의 내부 압력을 소정 압력으로 낮춘다. 이때, 제 5 펌핑 장치(688)는 제 3 에어 커튼부(676)에 의해 기밀된 공정 챔버(672)의 반응 공간에 제 3 반도체층을 형성하기 위한 공정 조건에 대응되는 압력으로 낮춘다.The
상술한 공용 챔버(530)는 히팅 롤러(640)를 회전시킴과 동시에 제 1 내지 제 3 공정 챔버 유닛(650, 660, 670)의 에어 커튼부(656, 666, 676)를 이용하여 히팅 롤러(640)의 외주면을 따라 반송되는 가요성 기판(FS)과 공정 챔버(652, 662, 672) 사이를 기밀함으로써 가요성 기판(FS)에 형성된 제 1 전극층 상에 제 1 내지 제 3 반도체층을 순차적으로 형성한다. 이에 따라, 공용 챔버(530)는 에어 커튼부(656, 666, 676)를 통해 공정 챔버(652, 662, 672)를 비접촉 방식으로 기밀함으로써 가요성 기판(FS)에 형성된 박막의 손상을 방지할 수 있다.The
도 10은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 박막형 태양전지의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.10 is a view for explaining a method of manufacturing a thin film solar cell according to a second embodiment of the present invention.
도 10을 도 9와 결부하여 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 박막형 태양전지의 제조 방법을 설명하면 다음과 같다.Referring to FIG. 10 and FIG. 9, a method of manufacturing a thin film solar cell according to a second exemplary embodiment of the present invention is as follows.
먼저, 공용 챔버(530)에 설치된 기밀 유닛(630)의 제 1 및 제 2 에어 커튼부(310, 320)를 구동하여 공용 챔버(530)로 반송되는 가요성 기판(FS)의 배면 및 상면을 기밀함과 아울러 공용 챔버(530)에 마련되는 반응 공간을 소정의 압력으로 낮춘다.First, the back and top surfaces of the flexible substrate FS conveyed to the
이어서, 롤 투 롤(Roll to Roll) 방식에 따른 기판 피딩 롤러(120)와 기판 회수 롤러(160), 및 히팅 롤러(640)의 연동에 의해 히팅 롤러(640)의 외주면을 따라 가요성 기판(FS)을 연속적으로 반송함과 동시에 히팅 롤러(640)를 통해 가요성 기판(FS)을 소정의 온도로 가열한다.Subsequently, the flexible substrate may be formed along the outer circumferential surface of the
이와 동시에, 공용 챔버(530)의 제 1 내지 제 3 공정 챔버 유닛(650, 660, 670) 각각의 에어 커튼부(656, 666, 676)를 구동하여 히팅 롤러(640)의 외주면을 따라 반송되는 가요성 기판(FS)과 각 공정 챔버(652, 662, 672) 사이를 기밀함과 아울러 각 공정 챔버(652, 662, 672)의 내부에 마련되는 반응 공간의 압력을 반도체층을 형성하기 위한 압력으로 낮춘다.At the same time, the
이와 동시에, 각 공정 챔버(652, 662, 672)의 공정에 대응되는 공정 가스를 각 샤워 헤드(654, 664, 674)에 공급하고, 각 샤워 헤드(654, 664, 674)를 통해 반응 공간에 분사되는 공정 가스를 플라즈마로 변환시켜 가요성 기판(FS) 상에 반도체층을 형성한다. 이에 따라, 제 1 공정 챔버 유닛(650)에서는 가요성 기판(FS)에 형성된 제 1 전극층 상에 제 1 반도체층이 형성되고, 제 2 공정 챔버 유닛(660)에 서는 가요성 기판(FS)에 형성된 제 1 반도체층 상에 제 2 반도체층이 형성되며, 제 3 공정 챔버 유닛(670)에서는 가요성 기판(FS)에 형성된 제 2 반도체층 상에 제 3 반도체층이 형성된다.At the same time, the process gas corresponding to the process of each
이와 같은, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 박막형 태양전지의 제조 방법은 에어 커튼부(656, 666, 676)를 이용하여 히팅 롤러(640)의 원주면을 따라 연속적으로 반송되는 가요성 기판(FS)과 각 공정 챔버(652, 662, 672) 사이를 비접촉 방식으로 기밀함으로써 가요성 기판(FS)에 형성된 박막의 손상을 방지할 수 있으며, 연속 공정을 통해 생산성을 크게 향상시킬 수 있다.As described above, the method of manufacturing the thin film solar cell according to the second exemplary embodiment of the present invention includes a flexible substrate continuously conveyed along the circumferential surface of the
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Those skilled in the art to which the present invention pertains will understand that the present invention can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features. Therefore, it is to be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is shown by the following claims rather than the detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be construed as being included in the scope of the present invention. do.
도 1은 종래의 박막형 태양전지의 제조 장치를 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining a conventional thin film solar cell manufacturing apparatus.
도 2a 내지 도 2c는 종래의 박막형 태양전지의 제조 장치의 구동 방법을 설명하기 위한 도면이다.2A to 2C are views for explaining a method of driving a conventional thin film solar cell manufacturing apparatus.
도 3은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 박막형 태양전지의 제조 장치를 설명하기 위한 도면이다.3 is a view for explaining an apparatus for manufacturing a thin film solar cell according to a first embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 기밀 유닛을 설명하기 위하여 도 3에 도시된 B 부분을 확대하여 나타내는 도면이다.FIG. 4 is an enlarged view of a portion B shown in FIG. 3 to describe an airtight unit according to a first embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 기밀 유닛을 설명하기 위하여 도 3에 도시된 B 부분을 확대하여 나타내는 도면이다.FIG. 5 is an enlarged view of a portion B shown in FIG. 3 to describe an airtight unit according to a second embodiment of the present disclosure.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 박막형 태양전지의 제조 방법을 단계적으로 설명하기 위한 도면이다.6A and 6B are views for explaining step-by-step a method of manufacturing a thin film solar cell according to a first embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 박막형 태양전지의 제조 장치를 설명하기 위한 도면이다.7 is a view for explaining a manufacturing apparatus of a thin film solar cell according to a second embodiment of the present invention.
도 8은 도 7에 도시된 C 부분을 확대하여 나타내는 도면이다.FIG. 8 is an enlarged view of a portion C shown in FIG. 7.
도 9는 도 7에 도시된 D 부분을 확대하여 나타내는 도면이다.FIG. 9 is an enlarged view of a portion D shown in FIG. 7.
도 10은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 박막형 태양전지의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.10 is a view for explaining a method of manufacturing a thin film solar cell according to a second embodiment of the present invention.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호설명 ><Explanation of Signs of Major Parts of Drawings>
FS: 가요성 기판FS: flexible substrate
110, 530: 공용 챔버110, 530: common chamber
112, 114, 136, 512, 514, 682, 684, 686, 688: 펌핑 장치112, 114, 136, 512, 514, 682, 684, 686, 688: pumping device
120, 520: 기판 피딩 롤러120, 520: substrate feeding roller
130, 140, 150, 650, 660, 670: 공정 챔버 유닛130, 140, 150, 650, 660, 670: process chamber unit
132: 히터132: heater
134, 654, 664, 674: 샤워 헤드134, 654, 664, 674: shower head
160, 540: 기판 회수 롤러160, 540: substrate recovery roller
300, 630: 기밀 유닛300, 630: air tight unit
310, 320, 656, 666, 676: 에어 커튼부310, 320, 656, 666, 676: air curtain
510: 외곽 챔버510: outer chamber
610: 하부 공용 챔버610: lower common chamber
620: 상부 공용 챔버620: upper common chamber
630: 히팅 롤러630: heating roller
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