KR101105532B1 - Apparatus for making CIGS sorla cell battery using RTS - Google Patents
Apparatus for making CIGS sorla cell battery using RTS Download PDFInfo
- Publication number
- KR101105532B1 KR101105532B1 KR1020090023941A KR20090023941A KR101105532B1 KR 101105532 B1 KR101105532 B1 KR 101105532B1 KR 1020090023941 A KR1020090023941 A KR 1020090023941A KR 20090023941 A KR20090023941 A KR 20090023941A KR 101105532 B1 KR101105532 B1 KR 101105532B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- substrate
- solar cell
- rts
- heating heater
- thin film
- Prior art date
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 59
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 46
- 239000011669 selenium Substances 0.000 claims abstract description 36
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 32
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims abstract description 32
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 24
- BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N Selenium Chemical compound [Se] BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 21
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims abstract description 19
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims abstract description 16
- 238000000859 sublimation Methods 0.000 claims abstract description 11
- 230000008022 sublimation Effects 0.000 claims abstract description 10
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 claims description 5
- 239000010949 copper Substances 0.000 abstract description 6
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 5
- 238000005092 sublimation method Methods 0.000 abstract description 5
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 239000010453 quartz Substances 0.000 abstract description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- -1 solar cell Substances 0.000 abstract 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 7
- SPVXKVOXSXTJOY-UHFFFAOYSA-N selane Chemical compound [SeH2] SPVXKVOXSXTJOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910000058 selane Inorganic materials 0.000 description 6
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 5
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 4
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 3
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 3
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 3
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 3
- 238000010549 co-Evaporation Methods 0.000 description 2
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000002207 thermal evaporation Methods 0.000 description 2
- 229910004613 CdTe Inorganic materials 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 1
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 238000005987 sulfurization reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 1
- 238000007738 vacuum evaporation Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
- H01L31/186—Particular post-treatment for the devices, e.g. annealing, impurity gettering, short-circuit elimination, recrystallisation
- H01L31/1864—Annealing
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/24—Vacuum evaporation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
- H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
- H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
본 발명은 RTS(Rapid Thermal Sublimation) 방식인 근접거리(10mm이내) 승화법을 이용하여 셀레늄(Se)을 증착하고 나서 반대편에 위치한 기판을 고온으로 가열하여 결정화를 이루어서 구리-인듐-갈륨-셀레늄(Cu-In-Ga-Se)태양전지셀을 제조할 수 있도록 하는 RTS를 이용한 CIGS 박막형 태양전지 제조방법에 관한 것으로, RTS를 이용한 CIGS 박막형 태양전지 제조장치에 있어서, 진공챔버; 상기 진공챔버 내부 상부에 구비되며, 외부로부터 공급되는 전원에 의해 발열되어 기판 상부로 열을 가하는 기판 가열용 히터; 상기 기판 가열용 히터와 소정 거리만큼 이격된 상태에서 진공챔버 하부에 구비되는 안착부에 안착되는 기판; 상기 기판 하부에 구비되는 근접거리 증발원; 상기 진공챔버의 내측 하부에 구비되는 퀄츠 윈도우; 및 상기 퀄츠 윈도우 하부에 구비되어, 상기 퀄츠 윈도우를 통해 상기 근접거리 증발원으로 열을 가하는 원소가열용 히터을 포함하여 구비되는 것을 특징으로 한다. The present invention deposits selenium (Se) by using a near-distance (within 10 mm) sublimation method of RTS (Rapid Thermal Sublimation) method, and then heats the substrate on the opposite side to a high temperature to crystallize copper-indium-gallium-selenium ( Cu-In-Ga-Se) relates to a CIGS thin film solar cell manufacturing method using RTS to manufacture a solar cell, CIGS thin film solar cell manufacturing apparatus using RTS, comprising: a vacuum chamber; A substrate heating heater provided in an upper portion of the vacuum chamber and configured to generate heat by power supplied from the outside to heat the upper portion of the substrate; A substrate seated on a seating portion provided under the vacuum chamber in a state spaced apart from the heater for heating the substrate by a predetermined distance; A proximity evaporation source provided below the substrate; A quality window provided at an inner lower portion of the vacuum chamber; And an element heating heater provided below the quartz window to apply heat to the proximity evaporation source through the quartz window.
CIGS, 박막형, 태양전지, 구리, 인듐, 갈륨, 셀레늄, 스크라이빙 CIGS, thin film, solar cell, copper, indium, gallium, selenium, scribing
Description
본 발명은 RTS를 이용한 CIGS 박막형 태양전지 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a CIGS thin film solar cell using RTS.
보다 상세하게는 RTS(Rapid Thermal Sublimation) 방식인 근접거리(10mm이내) 승화법을 이용하여 셀레늄(Se)을 증착하고 나서 반대편에 위치한 기판을 고온으로 가열하여 결정화를 이루어서 구리-인듐-갈륨-셀레늄(Cu-In-Ga-Se)태양전지셀을 제조할 수 있도록 하는 RTS를 이용한 CIGS 박막형 태양전지 제조장치에 관한 것이다.More specifically, selenium (Se) is deposited using a near-sublimation (within 10 mm) sublimation method, which is a rapid thermal sublimation (RTS) method, and the substrate located on the opposite side is heated to high temperature to crystallize copper-indium-gallium-selenium. The present invention relates to a CIGS thin film type solar cell manufacturing apparatus using RTS for manufacturing a (Cu-In-Ga-Se) solar cell.
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 thin film solar cell is a compound thin film composed of four elements of copper, indium, gallium, and selenium, and has a pn mixed junction structure that converts solar heat into a current and an integrated structure characteristic of thin film solar cells. CIGS solar cell is composed of a glass substrate / MO layer / CIGS layer / CdS / TCO transparent electrode layer (ZnO, ITO) layer as shown in FIG.
CIGS 박막형 태양전지는 도 2에 도시된 바와 같이 하나의 대형 기판에 여러 개의 단위 솔라셀들을 한꺼번에 형성는 모노리틱 구조로 기존의 실리콘 웨이퍼를 이용하여 제작되는 태양전지와 달리 제품의 모듈화에 필요한 공정을 단순화 하여 양산비용을 획기적으로 줄일 수 있다. The CIGS thin film solar cell is a monolithic structure in which several unit solar cells are formed on one large substrate at the same time as shown in FIG. 2, unlike the conventional solar cell fabricated using a silicon wafer. This can drastically reduce the mass production cost.
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. The monolithic structure is formed by connecting unit solar cells in series through a patterning process using a laser and a needle in a MO / CIGS / CdS / ZnO layer formed on a glass substrate as shown in FIG. 2.
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 패터닝공정을 수행한다. 이후 스퍼터링 증착기술을 사용하여 투명전극 층을 증착하고 기계적 패터닝 공정을 통해CIGS 태양전지의 판넬이 완성된다. 순도가 높은 CIGS 태양전지의 제조공정은 주로 클라스 10,000의 클린룸에서 수행된다.The CIGS thin film solar cell is produced through a process described with reference to FIG. 3. First, the glass substrate is wet-washed, and then Mo layer is formed by sputter deposition. After that, a pattern is formed through a laser patterning process, and a CIGS layer is deposited thereon by thermal deposition. After the CdS layer is grown and deposited using CSD (Chemical Surface Deposition) technology, a mechanical patterning process is performed again. Subsequently, the transparent electrode layer is deposited using sputtering deposition technology and the panel of the CIGS solar cell is completed through the mechanical patterning process. The manufacturing process of high purity CIGS solar cell is mainly carried out in a clean room of class 10,000.
구리-인듐-갈륨-셀레늄(Cu-In-Ga-Se)태양전지의 광흡수층의 제조방법으로는 동시증발법과 2단계공정법으로 크게 구별할 수 있다. The method of manufacturing a light absorption layer of a copper-indium-gallium-selenium (Cu-In-Ga-Se) solar cell can be roughly divided into a co-evaporation method and a two-step process.
먼저 동시증발법은 단위 원소인 구리(Cu), 인듐(In), 갈륨(Ga) 및 셀레 늄(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, 원소들간의 오염문제, 증발원과 기판사이의 거리가 매우 길기 때문에 원소들의 소모량(특히 희귀금속인 인듐(In) 소모량)이 크다는 여러 가지 산업화로 진행하기에는 커다란 어려움을 가지고 있다. First, the co-evaporation method is a method of forming a thin film on a high temperature substrate by simultaneously evaporating unit elements copper (Cu), indium (In), gallium (Ga), and selenium (Se) using a thermal evaporation source. It is easy to control the composition of the element because it is used, so the best efficiency is made by this method. In the mass production of industrialized modules, the face of the thin film is essential, but the simultaneous evaporation method requires the evaporation source to make a large-area thin film. It is difficult to proceed with various industrializations in which the consumption of elements (particularly the consumption of indium (In), a rare metal) is high.
다음은 프리커서(Presursor) 화학반응으로 알려진 2단계 공정법은 스퍼터링(Sputtering)을 이용하여 구리(Cu), 인듐(In), 갈륨(Ga) 금속박막을 순차적으로 진공 증착한 다음 셀레늄(Se)을 진공증착한 다음 고온에서 H2Se가스나 H2S가스 분위기에서 열처리(RTP : rapid thermal process)를 함으로써 화학조성을 완성하는 것이다Next, a two-step process known as precursor chemical reaction is performed by vacuum deposition of copper (Cu), indium (In), and gallium (Ga) metal films sequentially by sputtering, followed by selenium (Se). The chemical composition is completed by vacuum evaporation and heat treatment (RTP) in H2Se gas or H2S gas atmosphere at high temperature.
이는 셀렌화(selenization)혹은 황화(sulfurizaion)이라 부르며, 동시증발법에 비해 박막의 균일성이 좋고 소재의 활용도도 높일 수 있기 때문에 제작공정의 저가화가 기대되는 방법이다.This is called selenization or sulfurization, and it is expected to lower the manufacturing process because the uniformity of the thin film and the utilization of the material can be improved compared to the simultaneous evaporation method.
하지만, H2Se가스나 H2S가스는 매우 Toxi(유독성)성 가스이기 때문에 생산공정에 적용이 돼서 사용하기에 너무 위험하고, 설비를 유지, 관리하기에도 매우 어 려울 뿐만 아니라, 셀레늄(Se)을 증착하고 나서 다시 셀렌화공정을 거쳐야 하기 때문에 그 공정이 복잡해진다는 문제점이 있다.However, because H2Se gas or H2S gas is very Toxi (toxic) gas, it is too dangerous to be used in the production process, it is very difficult to maintain and manage the facility, and selenium (Se) Then, there is a problem that the process becomes complicated because it has to go through the selenization process again.
본 발명은 RTS(Rapid Thermal Sublimation) 방식인 근접거리(10mm이내) 승화법을 이용하여 셀레늄(Se)을 증착하고 나서 반대편에 위치한 기판을 고온으로 가열하여 결정화를 이루어서 구리-인듐-갈륨-셀레늄(Cu-In-Ga-Se)태양전지셀을 제조할 수 있도록 하는 RTS를 이용한 CIGS 박막형 태양전지 제조장치를 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.The present invention deposits selenium (Se) by using a near-distance (within 10 mm) sublimation method of RTS (Rapid Thermal Sublimation) method, and then heats the substrate on the opposite side to a high temperature to crystallize copper-indium-gallium-selenium ( It is an object of the present invention to provide a CIGS thin film type solar cell manufacturing apparatus using RTS for manufacturing a Cu-In-Ga-Se) solar cell.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예는, RTS를 이용한 CIGS 박막형 태양전지 제조장치에 있어서, 진공챔버; 상기 진공챔버의 뚜껑 내측면에 고정되어 구비되며, 외부로부터 입력되는 히터제어신호에 응하여 기판 가열용 히터를 발열시켜 기판이 가열되도록 하는 기판 가열용 히터 구동부; 상기 기판 가열용 히터와 소정 거리만큼 이격된 상태에서 진공챔버의 바닥면에 형성된 안착부에 안착되는 기판; 상기 기판 하부에 구비되는 근접거리 증발원; 작업자의 조작에 따라 발열되는 원소가열용 히터; 상기 근접거리 증발원과 상기 원소가열용 히터 사이에 구비되어, 상기 원소가열용 히터에 의해 발생되는 열이 상기 근접거리 증발원(140)에 가해지도록 하는 퀄츠 윈도우를 포함하여 구비되는 것을 특징으로 한다.Embodiment of the present invention for achieving the above object, CIGS thin film type solar cell manufacturing apparatus using the RTS, the vacuum chamber; A substrate heating heater driver configured to be fixed to an inner surface of the lid of the vacuum chamber and to heat the substrate heating heater in response to a heater control signal input from the outside to heat the substrate; A substrate seated on a seating portion formed on a bottom surface of the vacuum chamber while being spaced apart from the heater for heating the substrate by a predetermined distance; A proximity evaporation source provided below the substrate; An element heating heater that generates heat according to an operator's operation; It is provided between the proximity distance evaporation source and the element heating heater, characterized in that it comprises a content window to be applied to the proximity
상기 기판 가열용 히터는, 상기 진공챔버의 뚜껑 내측면에 적어도 하나 이상 설치되되, 상호간에 소정 거리만큼 이격된 상태로 설치되는 것을 특징으로 한다.The substrate heating heater is installed on at least one inner surface of the lid of the vacuum chamber, characterized in that installed in a state separated from each other by a predetermined distance.
상기 원소가열용 히터는, 셀레늄이 상기 기판 하부에 증착되도록 하고, 상기 기판 가열용 히터는, 증착된 셀레늄을 결정화시키는 것을 특징으로 한다.The elemental heating heater allows selenium to be deposited under the substrate, and the substrate heating heater crystallizes the deposited selenium.
상기 RTS를 이용한 CIGS 박막형 태양전지 제조장치는, 상기 원소 가열용 히터에 대향되도록 상기 원소 가열용 히터의 외곽판에 고정되는 냉각수공급부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.CIGS thin film solar cell manufacturing apparatus using the RTS, characterized in that it further comprises a cooling water supply unit fixed to the outer plate of the element heating heater to face the element heating heater.
본 발명은 구RTS(Rapid Thermal Sublimation) 방식인 근접거리(10mm이내) 승화법을 이용하여 셀레늄(Se)을 증착하고 나서 반대편에 위치한 기판을 고온으로 가열하여 결정화를 이루어서 구리-인듐-갈륨-셀레늄(Cu-In-Ga-Se)태양전지셀을 제조할 수 있도록 함으로써, H2Se나 H2S가스와 같은 Toxi(유독성)가스를 사용하지 않고도 CIGS 박막형 태양전지를 제조할 수 있도록 하는 효과가 있다.In the present invention, selenium (Se) is deposited using a near-distance (within 10 mm) sublimation method, which is a conventional rapid thermal sublimation (RTS) method, and then the substrate located on the opposite side is heated to a high temperature to achieve crystallization of copper-indium-gallium-selenium. By making a (Cu-In-Ga-Se) solar cell, it is possible to manufacture a CIGS thin film solar cell without using Toxi (toxic) gas such as H2Se or H2S gas.
즉, 본 발명은 RTS(Rapid Thermal Sublimation)을 이용하여 H2Se나 H2S가스와 같은 Toxi(유독성)가스를 사용하지 않고 구리-인듐-갈륨-셀레늄(Cu-In-Ga-Se)태양전지셀을 제조하고자 하는 것으로서, 기존의 셀레늄(Se) 증착과 H2Se나 H2S가스를 이용한 셀레화(황화)의 2단계로 진행한 공정을 H2Se나 H2S가스를 사용하지 않고 근접거리(10mm이내) 승화법을 이용하여 셀레늄(Se)을 증착하고 나서 반대편에 위치한 히터를 이용하여 고온으로 기판을 가열하여 결정화를 이룰 수 있도록 하는 방식에 대한 것이다.That is, the present invention manufactures a copper-indium-gallium-selenium (Cu-In-Ga-Se) solar cell without using Toxi (toxic) gas such as H2Se or H2S gas by using Rapid Thermal Sublimation (RTS). In order to do this, the selenium (Se) deposition and selenization (sulfide) process using H2Se or H2S gas are carried out in two steps without using H2Se or H2S gas by using a sublimation method (within 10 mm). After depositing selenium (Se) and using a heater on the opposite side to heat the substrate to a high temperature to achieve a crystallization.
본 발명은 박막태양전지 제조공정의 단순화, 원가절감, 생산수율의 향상 등의 효과를 기대할 수 있다.The present invention can be expected to simplify the thin film solar cell manufacturing process, reduce the cost, improve the production yield.
이하, 본 발명의 구성을 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the configuration of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
본 발명에 따른 RTS를 이용한 CIGS 박막형 태양전지 제조장치는 도 4에 도시된 바와 같이, 진공챔버(110)와, 상기 진공챔버(110)의 뚜껑 내측면에 고정되어 구비되며, 외부로부터 입력되는 히터제어신호에 응하여 기판 가열용 히터(120)를 발열시켜 기판이 가열되도록 하는 기판 가열용 히터 구동부와, 상기 기판 가열용 히터(120)와 소정 거리만큼 이격된 상태에서 진공챔버(110)의 바닥면에 형성된 안착부에 안착되는 기판(130)과, 상기 기판(130) 하부에 구비되는 근접거리 증발원(140)과, 작업자의 조작에 따라 발열되는 원소가열용 히터(160)와, 상기 근접거리 증발원(140)과 상기 원소가열용 히터(160) 사이에 구비되어, 상기 원소가열용 히터(160)에 의해 발생되는 열이 상기 근접거리 증발원(140)에 가해지도록 하는 퀄츠 윈도우(150)와, 상기 원소 가열용 히터(160)에 대향되도록 상기 원소 가열용 히터(160)의 외곽판에 고정되는 냉각수공급부(170)로 구성된다.CIGS thin film solar cell manufacturing apparatus using the RTS according to the present invention, as shown in Figure 4, the
상기 기판 가열용 히터(120)는 상기 진공챔버(110)의 뚜껑 내측면에 적어도 하나 이상 설치되되, 상호간에 소정 거리만큼 이격된 상태로 설치된다.The
상기 원소가열용 히터(160)는 셀레늄이 기판(130) 하부에 증착되도록 하고, 상기 기판 가열용 히터(120)는 증착된 셀레늄을 결정화시킨다.The
상기와 같이 구성된 RTS를 이용한 CIGS 박막형 태양전지 제조장치의 작용에 대해 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the CIGS thin film solar cell manufacturing apparatus using the RTS configured as described above are as follows.
먼저 도 4 내지 도 6에 도시된 진공챔버(110) 내부에 구비된 기판 안착부에 기판(130)이 안착되고, 안착감지신호가 제어부(미도시)로 입력되면, 상기 제어부는 원소가열용 히터(160)의 구동부(미도시)로 히터 구동 제어신호를 출력하고, 원소가열용 히터 구동부(미도시)는 상기 원소가열용 히터(160)로 구동전원이 공급되도록 한다.First, when the
그러면 상기 원소가열용 히터(160)에 의해 발열되는 열은 퀄츠 윈도우(150)를 통해 진공챔버(110) 하부에 구비된 근접거리 증발원(140)으로 전달되고, T아기 근접거리 증발원(140)은 전달되는 열에 의해 가열되기 시작하고, 근접거리 증발원(140)의 셀레늄이 기화하여 기판(130) 하부에 증착된다. 이때 원소 가열용 히터(160)에 의해 발생된 열은 냉각수공급부(170)에 의해 냉각된다.Then, the heat generated by the
상기와 같이 기판(130) 하부에 셀레늄이 증착되는 증착과정이 종료되면 제어 부(미도시)는 상기 기판 가열용 히터(120)의 구동부(미도시)로 히터 구동 제어시호를 출력하고, 기판 가열용 히터 구동부(미도시)는 상기 기판 가열용 히터(120)로 구동전원이 공급되도록 한다.When the deposition process in which selenium is deposited below the
기판 가열용 히터(120)는 구동부에 의해 공급되는 구동전원에 의해 발열되어, 상기 기판(130) 상부로 열을 가해게 된다. 이때 기판(130)에 증착된 셀레늄은 기판(130) 상부로 가해지는 열에 의해 결정화된다.The
상기 셀레늄을 기판(130)에 증착 및 결정화시키는 과정에서 꼭 필요한 조건에 대해서 언급하면, 먼저 증착 과정에서는 증착율(rate Å/sec)과 증착이 이루어지기 위한 원소가열용 히터(160)의 가열온도조건이 중요하고, 결정화 과정에서는 기판 가열용 히터(120)의 온도제어조건과 기판(130)이 받는 열온도가 중요하며, 그리고 기판(130)이 냉각되어지는 조건도 중요하다.Referring to the conditions necessary for the process of depositing and crystallizing the selenium on the
본 발명에 따른 RTS를 이용한 CIGS 박막형 태양전지 제조장치는 박막형 태양전지 셀 제조용 설비(a-si, CdTe, CIGS), 대면적 유기EL 제조설비, 기타 유.무기물 증착챔버 등에 용이하게 적용될 수 있다.CIGS thin film solar cell manufacturing apparatus using the RTS according to the present invention can be easily applied to thin film solar cell manufacturing equipment (a-si, CdTe, CIGS), large-area organic EL manufacturing equipment, other organic and inorganic deposition chambers.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 설명하였지만, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.As described above, the preferred embodiment according to the present invention has been described, but the present invention is not limited to the above-described embodiment, and the present invention is not limited to the scope of the present invention as claimed in the following claims. Anyone with knowledge of the present invention will have the technical spirit of the present invention to the extent that various modifications can be made.
도 1은 CIGS 박막형 태양전지의 구조를 도시한 도면이다.1 is a view showing the structure of a CIGS thin film solar cell.
도 2는 CIGS 박막의 모노리틱 구조를 도시한 도면이다.2 shows a monolithic structure of a CIGS thin film.
도 3은 CIGS 태양전지 생산공정을 설명하기 위한 도면이다.3 is a view for explaining a CIGS solar cell production process.
도 4는 본 발명에 따른 RTS를 이용한 CIGS 박막형 태양전지 제조장치를 도시한 도면이다.4 is a view illustrating a CIGS thin film solar cell manufacturing apparatus using RTS according to the present invention.
도 5는 도 4에 적용된 진공챔버의 단면도이다.5 is a cross-sectional view of the vacuum chamber applied to FIG. 4.
도 6은 도 4에 적용된 진공챔버의 내부를 설명하기 위한 도면이다. 6 is a view for explaining the interior of the vacuum chamber applied to FIG.
**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**DESCRIPTION OF REFERENCE NUMERALS
110 : 진공챔버110: vacuum chamber
120 : 기판가열용 히터120: substrate heating heater
130 : 기판130: substrate
140 : 근접거리 증발원140: close range evaporation source
150 : 퀄츠 윈도우150: quartz window
160 : 원소가열용 히터160: heater for elemental heating
170 : 냉각수공급부170: cooling water supply unit
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020090023941A KR101105532B1 (en) | 2009-03-20 | 2009-03-20 | Apparatus for making CIGS sorla cell battery using RTS |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020090023941A KR101105532B1 (en) | 2009-03-20 | 2009-03-20 | Apparatus for making CIGS sorla cell battery using RTS |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20100105097A KR20100105097A (en) | 2010-09-29 |
| KR101105532B1 true KR101105532B1 (en) | 2012-01-13 |
Family
ID=43009276
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020090023941A KR101105532B1 (en) | 2009-03-20 | 2009-03-20 | Apparatus for making CIGS sorla cell battery using RTS |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101105532B1 (en) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101152202B1 (en) * | 2010-11-12 | 2012-06-15 | 영남대학교 산학협력단 | Method of making the photovoltaic CIGS absorber |
| KR101152755B1 (en) * | 2010-12-24 | 2012-06-18 | 현대중공업 주식회사 | Cigs layer fabrication apparatus and method of solar cell |
| KR101085980B1 (en) | 2011-05-31 | 2011-11-22 | 주식회사 쎄믹스 | Method and apparatus for fabricating an absorber of a solar cell using selenization process in the element selenuim atmosphere |
| KR101306459B1 (en) * | 2011-11-16 | 2013-09-09 | 엘지이노텍 주식회사 | Solar cell apparatus and method of fabricating the same |
| KR101349417B1 (en) * | 2012-04-18 | 2014-01-10 | 엘지이노텍 주식회사 | Solar cell apparatus and method of fabricating the same |
| KR101839220B1 (en) * | 2016-08-18 | 2018-03-15 | 주식회사 제이몬 | The Cracker using Plasma processing method |
| KR102297914B1 (en) | 2019-07-05 | 2021-09-06 | 엘지전자 주식회사 | A ROBOT CLEANER Using artificial intelligence AND CONTROL METHOD THEREOF |
| KR20220167084A (en) | 2021-06-11 | 2022-12-20 | 엘지전자 주식회사 | A robot cleaner and control method thereof |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20070027433A (en) * | 2005-09-06 | 2007-03-09 | 주식회사 엘지화학 | Process for preparation of absorption layer of solar cell |
| KR20080009346A (en) * | 2006-07-24 | 2008-01-29 | 주식회사 엘지화학 | Process of preparing buffer layer of solar cell |
| KR20080009345A (en) * | 2006-07-24 | 2008-01-29 | 주식회사 엘지화학 | Process for preparation of absorption layer of solar cell |
| KR20080077103A (en) * | 2005-11-02 | 2008-08-21 | 솔로파워, 인코포레이티드 | Technique and apparatus for depositing layers of semiconductor for solar cell and module fabrication |
-
2009
- 2009-03-20 KR KR1020090023941A patent/KR101105532B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20070027433A (en) * | 2005-09-06 | 2007-03-09 | 주식회사 엘지화학 | Process for preparation of absorption layer of solar cell |
| KR20080077103A (en) * | 2005-11-02 | 2008-08-21 | 솔로파워, 인코포레이티드 | Technique and apparatus for depositing layers of semiconductor for solar cell and module fabrication |
| KR20080009346A (en) * | 2006-07-24 | 2008-01-29 | 주식회사 엘지화학 | Process of preparing buffer layer of solar cell |
| KR20080009345A (en) * | 2006-07-24 | 2008-01-29 | 주식회사 엘지화학 | Process for preparation of absorption layer of solar cell |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20100105097A (en) | 2010-09-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101105532B1 (en) | Apparatus for making CIGS sorla cell battery using RTS | |
| CN100456502C (en) | Process for producing chalcopyrite base light absorbing layer for thin-film solar cell | |
| US9054267B2 (en) | Method of manufacturing light absorbing layer for solar cell using selenization process under element selenium vapor ambience and thermal treatment apparatus for manufacturing light absorbing layer | |
| EP2260506B1 (en) | Method for forming a compound semi-conductor thin-film | |
| EP1424735B1 (en) | Method for forming light-absorbing layer | |
| CN103021805B (en) | Sputtering and vaporization function is used to form the method and system of sulfur family compound semiconductor material | |
| WO2005109525A1 (en) | Method for manufacturing chalcopyrite thin-film solar cell | |
| KR101097718B1 (en) | Rapid heat treatment apparatus of cigs absorber layer | |
| CN102034895B (en) | For processing heat management and the method for the film based on CIS and/or CIGS of cover glass substrate on a large scale | |
| CN102031497B (en) | Large scale method and furnace system for selenization of thin film photovoltaic materials | |
| Gossla et al. | Five-source PVD for the deposition of Cu (In1− xGax)(Se1− ySy) 2 absorber layers | |
| KR100347106B1 (en) | The manufacturing method of CuInSe2 thin film using vacuum evaporation of binary selenides | |
| KR101299189B1 (en) | Inline system apparatus for high speed manufacturing of large-sized CIGS thin film on glass substrate using multi-stage process and Methods mnufacturing large-sized CIGS thin film | |
| US9159863B2 (en) | Method of forming chalcopyrite thin film solar cell | |
| KR101577906B1 (en) | Rapid heat treatment apparatus of cigs absorber layer | |
| CN208038536U (en) | A kind of preparation facilities of CIGS thin film type solar cell using RTS | |
| KR101403288B1 (en) | System for rapid thermal process of solar cell films | |
| KR101083741B1 (en) | Selenization method for fabricating light absorption layer of solar cell | |
| JP3797229B2 (en) | Thin film semiconductor manufacturing equipment | |
| KR20120007166A (en) | Manufacturing method of absorber of cis solar sell system fabricated by safty selenium sources | |
| JP5963852B2 (en) | Na-doped light absorption layer alloy, method for producing the same, and solar cell | |
| US9437761B2 (en) | Method of forming chalcopyrite light-absorbing layer | |
| KR101335656B1 (en) | Fabrication method of cigs thin films | |
| TW201447003A (en) | Method of fabricating absorption layer | |
| WO2011135420A1 (en) | Process for the production of a compound semiconductor layer |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E90F | Notification of reason for final refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20150605 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20151207 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20170105 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20180104 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20191230 Year of fee payment: 9 |