KR102371771B1 - 배치 타입 보트 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 솔라셀 제조 장치에서 기판의 양면 증착이 가능한 배치 타입 보트 장치에 관한 것이다.
본 발명은 기판의 처리를 위한 고정 유니트; 상기 고정 유니트로부터 이동하는 이동 유니트를 포함하고,
상기 고정 유니트와 이동 유니트에는 각각 처리하고자 하는 기판이 안착될 수 있는 복수의 고정 부재와 이동 부재가 마련되며,
상기 복수의 고정 부재의 사이 마다 상기 이동 부재가 구비되고, 상기 이동 부재는 상기 고정 부재의 사이에서 상기 기판의 양면 처리를 위해 이동하는 배치 타입 보트 장치가 제공될 수 있다.
본 발명은 기판의 처리를 위한 고정 유니트; 상기 고정 유니트로부터 이동하는 이동 유니트를 포함하고,
상기 고정 유니트와 이동 유니트에는 각각 처리하고자 하는 기판이 안착될 수 있는 복수의 고정 부재와 이동 부재가 마련되며,
상기 복수의 고정 부재의 사이 마다 상기 이동 부재가 구비되고, 상기 이동 부재는 상기 고정 부재의 사이에서 상기 기판의 양면 처리를 위해 이동하는 배치 타입 보트 장치가 제공될 수 있다.
Description
본 발명은 솔라셀 제조 장치에서 기판의 양면 증착이 가능한 배치 타입 보트 장치에 관한 것이다.
최근 심각한 환경 오염 문제와 화석 에너지 고갈로 인하여 차세대 청정 에너지 개발에 대한 중요성이 부각되고 있다.
그 중에서 태양 전지는 공해가 적고, 자원이 무한적이며, 반영구적인 수명을 가지고 있어서, 미래 에너지 문제를 해결할 수 있는 주요 수단으로 각광받고 있다.
태양 전지 개발에 있어 고효율화가 필요하다. 고효율 결정질 실리콘 태양전지의 예로서, PERC(Passivated Emitter Rear Cell) 솔라셀(Solar cells)이 알려져 있다.
고효율 태양 전지인 PERC 태양 전지의 PERC 솔라셀의 효율을 향상시키고 양산을 위해 필요한 기술로서, 전극 형성시 스크린 프린팅 기술의 성능한계를 극복하는 것, 미세 금속 전극 형성, 전극과 실리콘층간의 접촉 계면의 면적 축소, 표면 패시베이션(Passivation) 기술 등의 연구 개발이 필요하다.
이러한 솔라셀을 이루는 기판(웨이퍼)의 제조시, 기판의 처리 시간을 단축할 수 있도록 복수의 기판을 마련한 보트 장치가 개발되어 있다.
예를 들어 PECVD 공정을 통해 기판에 박막을 증착하게 되는데, 보트 장치는 간격을 두고 마련되는 복수의 플레이트, 복수의 플레이트의 일면에 안착되는 복수의 기판으로 이루어지고, 이때 플레이트는 전극으로서 기능을 하며, 이러한 복수의 플레이트의 사이에서 플라즈마 방전을 통해 기판의 증착 공정이 이루어질 수 있다.
그러나, 기판의 증착 공정시, 기판의 일면에만 증착이 이루어지기 때문에, 기판의 다른쪽 면에는 동종 또는 이종의 박막을 증착하려면 증착 처리된 기판을 챔버내에서 분리하고, 증착이 이루어지도록 기판의 다른쪽면으로 위치를 변경한 다음, 다시 챔버내에 삽입하고 증착 공정을 수행할 수 밖에 없다.
따라서, 기판의 양면 증착 공정 시간이 많이 소요되어 비효율적일 수 있다.
이러한 단점을 해결하기 위해서 별도의 증착 장비를 마련하여 일면에 증착 처리된 기판의 다른면을 증착할 수 있으나, 이러한 경우 추가 비용이 발생하고, 하나의 증착 장비에서 다른 증착 장비로의 이동을 수반해야 하므로 그 만큼 시간적 지체 및 이동을 위한 물류 설비가 요구되었다.
본 발명은 종래의 문제점을 해결하기 위해서 발명된 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 보트 장치를 통해 기판의 양면을 처리할 수 있는 배치 타입 보트 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 과제를 해결하기 위한 해결 수단은 기판의 처리를 위한 고정 유니트; 상기 고정 유니트로부터 이동하는 이동 유니트를 포함하고,
상기 고정 유니트와 이동 유니트에는 각각 처리하고자 하는 기판이 안착될 수 있는 복수의 고정 부재와 이동 부재가 마련되며,
상기 복수의 고정 부재의 사이 마다 상기 이동 부재가 구비되고, 상기 이동 부재는 상기 고정 부재의 사이에서 상기 기판의 양면 처리를 위해 이동하는 배치 타입 보트 장치가 제공될 수 있다.
이와 같이 본 발명은 복수의 기판을 한꺼번에 증착하기 위한 보트 장치에 있어서, 고정 유니트와, 고정 유니트의 안쪽에서 이동하는 이동 유니트로 구성되고, 고정 유니트와 이동 유니트에는 각각 처리하고자 하는 기판이 안착된 복수의 고정 트레이와 이동 트레이를 구비하며, 고정 트레이로부터 이동 트레이가 이동함으로써 기판의 양면 증착이 이루어질 수 있다.
본 발명은 복수의 고정 트레이의 사이에 이동 트레이가 마련되고, 기판의 일면 증착을 위해 제1 위치에 설정되고, 기판의 타면 증착을 위해 제2 위치로 이동될 수 있다.
이동 트레이는 제1 위치에서 제2 위치로 전환시 외부 극성 전환 장치에 의해 극성이 전환되거나 또는 극성을 가지는 고정 트레이와의 대면 위치 변경에 따라 자동적으로 극성이 전환될 수 있다.
고정 유니트와 상기 이동 유니트의 측면에는 각각 전압을 공급해주기 위한 전극 유니트가 구비되고, 전극 유니트는 고정 전극부와 이동 전극부로 이루어지며, 병렬 저항으로 배열되게 하여 고온에서의 플라즈마 전류로 인한 단선을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 배치 타입 보트 장치의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 배치 타입 보트 장치의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 보트 장치의 고정 유니트를 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명의 보트 장치의 이동 유니트를 나타낸 사시도이다.
도 5는 이동 유니트에 마련되는 기판이 안착되는 트레이를 도시한 평면도이다.
도 6은 본 발명의 고정 유니트와 이동 유니트에 마련되는 탄성부재의 배치 상태도이다.
도 7은 본 발명의 보트 장치의 저면 사시도이다.
도 8은 전극 유니트의 구체적인 구조의 일부 확대 단면도이다.
도 9는 도 8의 등가 회로도이다.
도 10은 도 6의 A부 확대 단면도이다.
도 11은 도 6의 B부 확대 단면도이다.
도 12는 본 발명의 이동 유니트가 고정 유니트로부터 이동되기 전과 후를 나타낸 개략도이다.
도 13은 본 발명의 보트 장치에 의해 제조된 PERC 솔라셀을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 배치 타입 보트 장치의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 보트 장치의 고정 유니트를 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명의 보트 장치의 이동 유니트를 나타낸 사시도이다.
도 5는 이동 유니트에 마련되는 기판이 안착되는 트레이를 도시한 평면도이다.
도 6은 본 발명의 고정 유니트와 이동 유니트에 마련되는 탄성부재의 배치 상태도이다.
도 7은 본 발명의 보트 장치의 저면 사시도이다.
도 8은 전극 유니트의 구체적인 구조의 일부 확대 단면도이다.
도 9는 도 8의 등가 회로도이다.
도 10은 도 6의 A부 확대 단면도이다.
도 11은 도 6의 B부 확대 단면도이다.
도 12는 본 발명의 이동 유니트가 고정 유니트로부터 이동되기 전과 후를 나타낸 개략도이다.
도 13은 본 발명의 보트 장치에 의해 제조된 PERC 솔라셀을 개략적으로 도시한 단면도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 배치 타입 보트 장치의 특징을 나타낸 개념도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 보트 장치(1)는 기판의 처리를 위해 고정 유니트와, 고정 유니트로부터 이동하는 이동 유니트가 갖추어질 수 있다.
고정 유니트와 이동 유니트에는 각각 처리하고자 하는 기판(S)이 안착될 수 있는 복수의 고정 부재(2)와 이동 부재(4)가 마련될 수 있고, 복수의 고정 부재(2)의 사이에 이동 부재(4)가 배치되어서 기판의 양면 처리를 위해 이동될 수 있다.
따라서, 이동 유니트의 전체 높이는 고정 유니트의 전체 높이보다 작게 형성될 수 있다.
고정 부재(2)와 이동 부재(4)에는 각각 하나 이상의 관통공이 형성될 수 있다.
따라서, 이동 유니트의 전체 높이는 고정 유니트의 전체 높이보다 작게 형성될 수 있다.
고정 부재(2)와 이동 부재(4)에는 각각 하나 이상의 관통공이 형성될 수 있다.
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예를 들어, 설명의 편의상 고정 부재(2)는 제1 고정 부재(2a), 제2 고정 부재(2b), 제3 고정 부재(2c)로 마련되고, 이동 부재(4)는 제1 이동 부재(4a), 제2 이동 부재(4b), 제3 이동 부재(4c), 제4 이동 부재(4d)로 구성하여 설명한다.
고정 부재(2)와 이동 부재(4)는 전압이 공급되어 각각 전극이 될 수 있다.
본 발명은 예를 들어 솔라셀로 이용되는 기판의 처리 공정중 증착 박막 생성시, 기판의 양면 증착이 이루어질 수 있다.
즉, 간격을 두고 복수로 마련되는 고정 부재(2)와 이동 부재(4)에는 증착 공정 수행을 위한 제1 기판(S1)과 제2 기판(S2)이 각각 안착되고, 제1 증착 공정 수행을 할 수 있다.
도 1의 좌측에서와 같이, 제1 증착 공정 수행시, 고정 부재(2)의 상면에 각각 이동 부재(4)가 대면하여 제1 위치인 경우로서, 전압이 걸리면, 제1 이동 부재(4a)와 제1 고정 부재(2a)는 (-) 전압이 걸리고, 제2 이동 부재(4b)와 제2 고정 부재(2b)에는 (+) 전압, 제3 이동 부재(4c)와 제3 고정 부재(2c)는 (-) 전압, 제4 이동 부재(4c)에는 (+) 전압이 걸릴 수 있다.
그러면, 제1 고정 부재(2a)와 제2 이동 부재(4b) 사이, 제2 고정 부재(2b)와 제3 이동 부재(4c)의 사이, 제3 고정 부재(2c)와 제4 이동 부재(4d)와의 사이에서 플라즈마(P) 방전이 일어나서 기판의 증착이 이루어질 수 있다.
플라즈마(P)의 방전에 의해 제1 고정 부재(2a)의 기판(S1) 일면, 제2 이동 부재(4b)의 기판(S2) 일면, 제2 고정 부재(2b)의 일면, 제3 이동 부재(4c)의 일면, 제3 고정 부재(2c)의 일면, 제4 이동 부재(4d)의 일면에 대하여 박막 증착이 이루어질 수 있다.
즉, 고정 부재(2)와 이동 부재(4)에 마련된 각 기판의 일면에는 증착 박막이 형성될 수 있다.
기판의 일면에 대한 제1 증착 공정을 수행한 다음, 기판의 타면에 대하여 제2 증착 공정 수행을 위해서, 고정 부재(2)에 대하여 이동 부재(4)가 이동할 수 있다.
도 1의 우측에 도시된 바와 같이, 제1 이동 부재(4a), 제2 이동 부재(4b), 제 이동 부재(4c), 제4 이동 부재(4d)는 별도 마련된 구동 수단(미도시)에 의해 동시에 제2 위치로 이동할 수 있다.
그러면, 제1 이동 부재(4a) 내지 제4 이동 부재(4d)는 제1 고정 부재(2a) 내지 제3 고정 부재(2c)로부터 떨어지고, 이때 제2 이동 부재(4b)는 제1 고정 부재(2a)에 대면되고, 제3 이동 부재(4c)는 제2 고정 부재(2b)에 대면되며, 제4 이동 부재(4d)는 제3 고정 부재(2c)에 대면될 수 있다.
제1 이동 부재(4a)는 제 2위치에서 (+) 전극이 되고, 제2 이동 부재(4b)는 제1 고정 부재(2a)와 대면되면서 극성이 전환되어 (-) 전극이 되며, 제3 이동 부재(4c)는 제2 고정 부재(2b)와 대면되면서 (+) 전극이 되며, 제4 이동 부재(4d)는 제3 고정 부재(2c)와 대면되면서 (-) 전극으로 극성이 전환될 수 있다.
극성이 전환되는 것은 외부의 극성 전환 장치를 통해 스위칭될 수 있고, 또한 자동적으로 극성 전환이 가능할 수 있다.
이동 부재(2)와 고정 부재(4)의 최상단 및 최하단은 기판이 없는 블랭킹 부재일 수 있다. 도 1에 있어서, 적층된 이동 부재(2)와 고정 부재(4)의 최상단에 해당하는 제1 이동 부재(4a)는 기판이 없는 블라인드 부재일 수 있다.
이런 상태에서, 전압이 걸리면, 제1 이동 부재(4a)와 제1 고정 부재(2a)의 사이, 제2 이동 부재(4b)와 제2 고정 부재(2b)의 사이, 제3 이동 부재(4c)와 제3 고정 부재(2c)의 사이에서 플라즈마(P) 방전이 일어나고, 제1 기판(S1)과 제2 기판(S2)의 증착되지 않은 타면에 대하여 박막 증착될 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 보트 장치(1)는 기판에 대하여 양면 증착 공정을 수행할 수 있다.
도 2는 본 발명의 배치 타입 보트 장치의 구체적인 사시도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 배치 타입 보트 장치(1)는 고정 유니트(10), 고정 유니트(10)의 안쪽에서 이동 가능하게 구비되는 이동 유니트(20)로 이루어질 수 있다.
본 발명의 보트 장치(1)는 예를 들어 증착 공정을 수행하는 기판 처리 장치에 적용될 수 있다. 증착 공정 수행을 위한 기판 처리 장치는 솔라셀, 반도체, 평판 디스플레이 등의 제조시 사용될 수 있고, LPCVD(Low Pressure Chemical Vapor Deposition) 또는 PECVD(Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition) 등과 같은 화학 기상 증착 장치와 스퍼터링(Sputtering) 등과 같은 물리기상 증착 장치 일 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서는 PECVD 공정 수행시에 대하여 설명한다.
일정한 반응 온도나 압력을 유지하는 챔버 내에 각 공정별로 다양한 종류의 반응 가스나 불활성 가스가 노즐부를 통하여 투입된다. 반응 가스나 불활성 가스의 종류에 따라 챔버 내부에서 기판에 도핑층, 패시베이션층, 캡핑층, 반사 방지층 등이 증착될 수 있다.
복수의 기판을 한꺼번에 가공하는 것이 생산성 향상에 유리하므로, 복수의 기판이 보트 장치(1)에 의하여 한꺼번에 투입될 수 있다. 챔버에는 기판이 적재된 보트 장치(1)가 챔버 입구를 통하여 투입되고, 챔버의 내부 또는 외부에는 챔버에 열을 공급하는 히터가 설치될 수 있다.
도 3은 고정 유니트(10)를 도시한 사시도로서, 도 3을 참조하면, 본 발명의 보트 장치(1)를 구성하는 고정 유니트(10)는 소정의 높이를 가지고 간격을 두고 복수로 마련되는 서포트(11), 서포트(11)의 상부 및 하부에 각각 마련되는 제1 고정 지지판(12)과 제2 고정 지지판(13)으로 이루어질 수 있다.
서포트(11)의 일면에는 서포트(11)의 길이 방향을 따라 간격을 두고 지지턱(11a)이 형성될 수 있다.
도 4는 이동 유니트(20)를 도시한 사시로서, 도 4를 참조하면, 이동 유니트(20)는 고정 유니트(10)와 유사하게 소정의 높이를 가지고 간격을 두고 복수로 마련되는 지지대(21), 지지대(21)의 상부 및 하부에 각각 마련되는 제1 이동 지지판(22)과 제2 이동 지지판(23)으로 이루어질 수 있다.
지지대(21)의 일면에는 높이 방향을 따라 간격을 두고 복수의 지지턱(21a)이 형성될 수 있다.
이동 유니트(20)는 고정 유니트(10)의 안쪽에 삽입될 수 있고, 높이 방향을 따라 이동 가능하게 마련될 수 있다. 따라서, 이동 유니트(20)의 전체 높이는 고정 유니트(10)의 안쪽에서 높이 방향으로의 이동이 가능하도록 고정 유니트(10)의 전체 높이보다 작게 형성될 수 있다.
고정 유니트(10)의 서포트(11)와 이동 유니트(20)의 지지대(21) 사이에는 트레이(30)가 구비될 수 있다. 트레이(30)는 서포트(11)의 지지턱(11a)과 지지대(21) 일면에 형성된 지지턱(21a)에 지지되면서 분리 가능하게 마련될 수 있다.
도 5는 트레이(30)를 도시한 평면도이다. 도 5를 참조하면, 트레이(30)는 둘레를 형성하는 프레임부(31), 프레임부(31)의 안쪽에 복수로 형성되는 안착부(32)로 이루어질 수 있다.
안착부(32)에는 관통공(32a)이 복수로 형성될 수 있고, 각 관통공(32a)의 모서리부에는 지지면(32b)이 형성될 수 있다. 안착부(32)에는 증착 공정을 통해 박막을 형성하기 위한 기판(S)이 안착될 수 있다.
트레이(30)는 고정 유니트(10)에 고정되는 고정 트레이(30a), 이동 유니트(10)에 구비되고 고정 트레이(30) 사이에 위치하는 이동 트레이(30b)로 이루어질 수 있다.
고정 트레이(30a)와 이동 트레이(30b)는 동일 구조로 구성될 수 있고, 각각 복수의 기판(S)이 안착될 수 있으며, 각각 전극이 될 수 있다.
고정 트레이(30a)와 이동 트레이(30b)가 전극이 되기 위해서, 전극 유니트(40)가 구비될 수 있다.
전극 유니트(40)는 고정 유니트(10) 및 이동 유니트(20)의 어느 한쪽 또는 양쪽 측면에 구비될 수 있고, 전극 유니트(40)는 고정 전극부(42)와 이동 전극부(44)로 이루어질 수 있다.
고정 전극부(42)와 이동 전극부(44)는 각각 고정 유니트(10)와 이동 유니트(20)에 접속될 수 있도록 높이 방향을 따라 소정의 단위 길이를 가지는 복수의 전극 블록(46)이 적층될 수 있다.
복수의 전극 블록(46)은 원통형의 파이프 형태로 형성될 수 있으며, 고정 유니트(10) 및 이동 유니트(20)에 고정시키기 위한 전극 바아(47)가 전극 블록(46)의 안으로 결합될 수 있다.
복수로 적층되는 전극 블록(46)과 전극 블록(46)의 사이에는 고정 유니트(10)의 고정 트레이(30a)와 이동 유니트(10)의 이동 트레이(30b)에 전압을 공급해줄 수 있는 접속편(46a)이 연결될 수 있다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 전극 블록(46)은 원통형(튜브형)으로 형성될 수 있고, 예를 들어 쿼츠(auartz)로 이루어질 수 있다. 전극 블록(46)의 내부에는 전극 바아(47)가 관통 결합되고, 전극 바아(47)의 외주면에는 간격을 두고 복수의 고정 링(48)과 탄성 부재(49)가 탄지될 수 있다.
다시 말해서, 전극 블록(46)은 단위 길이를 가지고 복수로 마련되고, 복수의 전극 블록(46)의 사이에는 트레이(30)와 접촉하는 접속편(46a)이 갖추어지므로, 접속편(46a)과 접속편(46a)의 사이에 고정 링(48)과 탄성 부재(49)가 구비될 수 있다.
고정 링(48)은 접속편(46a)과 접속편(46a)의 사이에 2개가 구비되는데, 제1 고정 링(48a)은 한쪽 접속편(46a)에 대면되고, 제2 고정 링(48b)은 반대편에 구비된 접속편(46a)으로부터 이격된 위치에 고정될 수 있다.
도 9는 도 8의 전극 유니트(40) 구조의 등가 회로를 나타낸 도면으로서, 전극 바아(47)를 주 도선으로 활용하고, 탄성 부재(49)와 고정 링(48)을 주 도선에서 부 도선 역할이 되도록 하여 병렬 저항으로 배열되는 구조를 이룰 수 있다. 그러면, 고온에서의 플라즈마 전류로 인해 탄성 부재(49)가 단선되는 현상을 방지할 수 있다.
만일, 전극 유니트(40)의 구조를 병렬 저항이 되도록 배열하지 않는 경우에는 탄성 부재(49)에만 전압이 걸려서 저항열에 의해 단선될 우려가 있다. 따라서, 본 발명과 같이 병렬 저항 배열 구조로 구현함으로써 탄성 부재(49)의 저항열을 감소시켜서 단선되는 현상을 방지할 수 있다.
전극 유니트(40)는 전극 블록(46)이 열팽창 계수가 작은 쿼츠로 구성하여 길이 방향으로의 열팽창을 줄일 수 있다.
또한, 전극 블록(46)은 그 내부에 마련된 전류를 인가하는 전극 바아(47)를 차폐시킬 수 있고, 탄성 부재(49)에 의해 접속편(46a)과 전극 바아(47)의 접촉이 보다 확실하게 이루어질 수 있다.
도 6 및 도 10을 참조하면, 고정 전극부(42)의 상단부 및 이동 전극부(44)의 상단부에는 각각 고정 탄성 유니트(50)와 이동 탄성 유니트(60)가 마련될 수 있다.
고정 탄성 유니트(50)는 고정 유니트(10)의 제1 고정 지지판(12)을 관통하여 고정 전극부(42)의 상부에 결합되는 체결 부재(52), 체결 부재(52)의 외주면에 탄지되는 탄성 부재(54)를 포함할 수 있다.
체결 부재(52)는 볼트(52a) 및 볼트(52a)에 결합되는 복수의 너트(52b)로 구성될 수 있다.
볼트(52a)는 고정 유니트(10)의 제1 고정 지지판(12)을 슬라이딩 관통하여 결합될 수 있다.
탄성 부재(54)는 그 하부에 마련되는 복수의 전극 블록(46)을 눌러주어서 항상 타이트한 상태로 유지되게 할 수 있다.
이동 탄성 유니트(60)는 제1 이동 지지판(22)을 관통하여 고정 전극부(62)의 상부에 결합되는 체결 부재(62), 체결 부재(62)의 외주면에 탄지되는 탄성 부재(64)를 포함할 수 있다.
체결 부재(62)는 볼트(62a) 및 볼트(62a)에 결합되는 복수의 너트(62b)로 구성될 수 있다.
볼트(62a)는 이동 유니트(10)의 제1 이동 지지판(22)을 슬라이딩 관통하여 결합될 수 있다.
탄성 부재(64)는 그 하부에 마련되는 복수의 전극 블록(46)을 눌러주어서 항상 타이트한 상태로 유지시킬 수 있다.
도 6을 참조하면, 이동 유니트(20)는 제1 위치에 설정된 상태이고, 제1 위치에서 하향 이동하여 제2 위치로 변경될 수 있다.
제2 위치로의 변경시, 이동 유니트(20)가 하향 이동하면, 제1 이동 지지판(22)이 탄성 부재(64)를 누르게 되고, 탄성 부재(64)는 수축될 수 있다. 체결 부재(62)를 이루는 볼트(62a)는 제1 이동 지지판(22)을 관통하여 슬라이딩 이동할 수 있으므로, 제1 이동 지지판(22)은 볼트(62a)를 따라 슬라이딩 이동될 수 있다.
그에 따라 이동 유니트(20)의 지지대(21)의 길이 방향을 따라 간격을 두고 설치된 이동 트레이(30b)가 동시에 이동하므로, 이동 트레이(30b)에 안착된 기판(S)도 동시에 이동할 수 있다.
이동 트레이(30b)는 고정 트레이(30a)와 제1 위치에서 대면한 상태에서, 제2 위치로 변경되어서 각기 다른 위치의 고정 트레이(30a)에 대면될 수 있다.
그에 따라, 고정 트레이(10)에 안착된 제1 기판(S1)과 이동 트레이(20)에 안착된 제2 기판(S2)의 대면 상태가 달라질 수 있다.
이동 유니트(20)의 제1 이동 지지판(22)에는 이동 유니트(20)의 이동시 원활하게 가이드하는 가이드 부재(70)가 마련될 수 있다.
도 6에 있어서, 고정 트레이(30a)와 이동 트레이(30b)간의 갭(G)은 적정한 길이로 설정함이 중요할 수 있다. 즉, 갭(G)이 작은 경우에는 고정 트레이(30a)와 이동 트레이(30b)간의 거리가 가까워져서 마주보는 다음 전극까지 영향을 줄 수 있기 때문에, 이상 방전(arcing)이 발생할 수 있다.
반대로, 갭(G)이 큰 경우에는 증착 속도가 저하되고, 증착막의 균일도가 불량해질 수 있다.
따라서, 갭(G)은 5mm ~ 20mm로 설정함이 바람직할 수 있다.
도 11을 참조하면, 가이드 부재(70)는 제1 이동 지지판(22)으로부터 돌출되는 가이드편(72), 가이드편(72)이 슬라이딩 이동할 수 있도록 고정 유니트(10)의 제1 고정 지지판(12)에 마련되는 롤러 부싱(74)으로 이루어질 수 있다.
가이드편(72)은 체결 부재(72a)에 의해 제1 이동 지지판(22)에 고정될 수 있다.
도 12의 본 발명의 이동 유니트가 고정 유니트로부터 이동되기 전과 후를 나타낸 개략도이다. 도 12의 좌측 도면을 참조하면, 고정 유니트(10)에 대하여 이동 유니트(20)는 제1 위치에 있는데, 이것은 기판의 제1 증착 공정시의 위치일 수 있다.
제1 위치에서는 이동 트레이(30b)가 고정 트레이(30a)와 대면한 상태이고, 이때, 고정 트레이(30a) 및 이동 트레이(30b)에 안착되어 있는 복수의 기판의 일면에 플라즈마 방전에 의한 증착 박막이 형성될 수 있다.
도 12의 우측 도면을 참조하면, 고정 유니트(10)에 대하여 이동 유니트(20)는 제2 위치에 있게 되며, 이것은 기판의 제2 증착 공정시의 위치일 수 있다.
제2 위치에서는 이동 트레이(30b)가 고정 트레이(30a)로부터 제1 위치에서 이격될 수 있고, 제1 위치에서의 대면 상태와 다른 위치로 대면되면, 고정 트레이(30a) 및 이동 트레이(30b)에 안착되어 있는 복수의 기판의 타면에 플라즈마 방전에 의한 증착 박막이 형성될 수 있다. 이럼으로써, 기판의 양면 증착이 이루어질 수 있다.
도 13은 본 발명의 제조 장치 및 제조 방법으로 제조된 PERC 솔라셀을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 13을 참조하면, 기판(100)의 전면에 이미터(110)가 증착되고 이미터(110) 위에 반사 방지막(112)(ARC)이 적층될 수 있다. 실리콘(Si)을 포함하는 기판(100)은 도핑되어 P형 반도체가 될 수 있다. 이미터(110)는 기판(100) 위에 형성되며 N형 반도체가 될 수 있다. p형 반도체와 n형 반도체는 서로 다이오드와 같은 접합 구조를 가지며, 상기 접합 구조의 솔라셀에 광이 입사되면 광과 솔라셀의 반도체를 구성하는 물질과의 광기전력 효과(photovoltaic effect)에 의하여 (-)전하를 띤 전자(electron)와 (+)전하를 띤 정공(hole)이 쌍으로 발생하여 이들이 이동하면서 전류가 흐르게 된다.
예를 들어 n형 반도체인 이미터(110)의 상부에 접합된 전면 전극(114)의 방향으로 전자가 이동하고, 예를 들어 p형 반도체인 기판(100)의 하부에 접합된 후면 전극(124)으로 정공이 이동할 수 있다. 따라서, 전면 전극(114)과 후면 전극(124)을 전기적으로 연결하면 전력을 얻을 수 있다.
패시베이션층(120) 형성 단계(S2)는 PERC 솔라셀의 기판(100)이 챔버(210)에 투입되고, 챔버(210) 내의 기판(100)의 후면에 패시베이션층(120)을 형성하는 단계이다.
패시베이션(passivation)은, 반도체 칩 표면이나 접합부에 적당한 처리를 하여 보호막을 씌우는 것을 말한다. 유해한 환경을 차단하여 디바이스 특성의 안정화를 꾀할 수 있다. 예를 들면 SiO2막에 Na+와 같은 알칼리 이온이 부착하면, 이것이 쉽게 내부에 확산하여 Si/SiO2 계면 상황을 변화시켜서 반전층을 만들기 때문에 접합부 누설 전류의 증가, 전류 증폭률의 변동. MOS 임계값 전압 변화, 잡음의 증가 등을 초래하게 된다. 패시베이션은 경계면에 대한 보호막으로 작용하므로, 이러한 유해 이온의 흡수나 이동을 저지하는 억제(Blocking) 수단이 될 수 있다.
일 실시 예로서, 본 발명의 후면 패시베이션층(120)은, Si를 포함하는 기판(100)에 AlOx 막을 성장시킨 것이다.
1... 보트 장치 2... 고정 부재
4... 이동 부재 10... 고정 유니트
11... 서포트 11a... 지지턱
12... 제1 고정 지지판 13... 제2 고정 지지판
20... 이동 유니트 21... 지지대
21a... 지지턱 22... 제1 이동 지지판
23... 제2 이동 지지판 30... 트레이
30a... 고정 트레이 30b... 이동 트레이
31... 프레임 32... 안착부
32a... 관통공 32b... 지지면
34 : 블라인드 트레이 40... 전극 유니트
42... 고정 전극부 44... 이동 전극부
46... 전극 블록 46a... 접속편
47... 전극 바아 48... 고정 링
49... 탄성 부재
50... 고정 탄성 유니트 52... 체결 부재
54... 탄성 부재 60... 이동 탄성 유니트
70... 가이드 부재 72... 가이드편
72a... 체결 부재 74... 롤러 부싱
100...기판 110...이미터(emitter)
112...반사 방지막(ARC(antireflection coating) layer)
114...전면 전극 120...패시베이션층(Passivation layer)
122...캡핑층(capping layer) 124...후면 전극
S... 기판 S1... 제1 기판
S2... 제2 기판
4... 이동 부재 10... 고정 유니트
11... 서포트 11a... 지지턱
12... 제1 고정 지지판 13... 제2 고정 지지판
20... 이동 유니트 21... 지지대
21a... 지지턱 22... 제1 이동 지지판
23... 제2 이동 지지판 30... 트레이
30a... 고정 트레이 30b... 이동 트레이
31... 프레임 32... 안착부
32a... 관통공 32b... 지지면
34 : 블라인드 트레이 40... 전극 유니트
42... 고정 전극부 44... 이동 전극부
46... 전극 블록 46a... 접속편
47... 전극 바아 48... 고정 링
49... 탄성 부재
50... 고정 탄성 유니트 52... 체결 부재
54... 탄성 부재 60... 이동 탄성 유니트
70... 가이드 부재 72... 가이드편
72a... 체결 부재 74... 롤러 부싱
100...기판 110...이미터(emitter)
112...반사 방지막(ARC(antireflection coating) layer)
114...전면 전극 120...패시베이션층(Passivation layer)
122...캡핑층(capping layer) 124...후면 전극
S... 기판 S1... 제1 기판
S2... 제2 기판
Claims (9)
- 기판의 처리를 위한 고정 유니트;
상기 고정 유니트로부터 이동하는 이동 유니트;
를 포함하고,
상기 고정 유니트와 이동 유니트에는 각각 처리하고자 하는 복수의 기판이 안착되며,
상기 이동 유니트는 상기 기판의 양면 처리를 위해 고정 유니트에서 이동하고,
상기 고정 유니트와 상기 이동 유니트의 측면에는 각각 전압을 공급해주기 위한 전극 유니트가 구비되는 배치 타입 보트 장치.
- 제1 항에 있어서,
상기 고정 유니트는 간격을 두고 소정의 높이로 마련되고 복수의 기판이 안착되는 복수의 트레이가 적층되는 서포트를 포함하고,
상기 이동 유니트는 간격을 두고 소정의 높이로 마련되고, 복수의 기판이 안착되는 복수의 트레이가 적층되는 지지대를 포함하며,
상기 이동 유니트의 기판은 상기 고정 유니트의 기판 사이 마다 배치되고 기판의 양면 처리를 위해 이동되는 배치 타입 보트 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 이동 유니트의 전체 높이는 상기 고정 유니트의 전체 높이보다 작은 배치 타입 보트 장치.
- 제1 항에 있어서,
상기 전극 유니트는 고정 전극부와 이동 전극부로 이루어지고,
상기 고정 전극부와 이동 전극부는 각각 상기 고정 유니트와 이동 유니트에 접속될 수 있도록 높이 방향을 따라 소정의 단위 길이를 가지는 복수의 전극 블록이 적층되며,
상기 전극 블록에는 상기 고정 유니트 및 이동 유니트에 고정시키기 위한 전극 바아가 전극 블록의 안으로 결합되고,
상기 복수로 적층되는 전극 블록과 전극 블록의 사이에는, 상기 고정 유니트의 고정 트레이와 이동 유니트의 이동 트레이에 전압을 공급해줄 수 있는 접속편이 연결되는 배치 타입 보트 장치.
- 제4 항에 있어서,
상기 전극 블록의 내부에는 전극 바아가 관통 결합되고, 상기 전극 바아의 외주면에는 간격을 두고 접속편과 접속편 사이에 고정 링과 탄성 부재가 탄지되며,
상기 고정 링은 접속편과 접속편의 사이에 한쪽 접속편에 대면되는 제1 고정 링, 상기 제1 고정링의 반대편에 구비된 접속편으로부터 이격된 위치에 고정되는 제2 고정 링으로 이루어지고,
상기 탄성 부재와 고정 링을 병렬 저항으로 배열시키는 배치 타입 보트 장치.
- 제1 항에 있어서,
상기 이동 유니트는 상기 고정 유니트 안에서 기판의 양면 처리를 위해 이동시, 상기 고정 유니트의 기판과 기판 사이에 상기 이동 유니트의 기판이 배치되고, 상기 이동 유니트의 기판은 상기 고정 유니트의 한쪽 기판쪽으로 대면되는 제1 위치로 이동하며, 플라즈마 방전에 의해 상기 고정 유니트의 한쪽 기판과 상기 이동 유니트의 기판의 한쪽면에 대하여 증착 박막이 형성되는 배치 타입 보트 장치.
- 제6 항에 있어서,
상기 고정 유니트의 사이에서 상기 이동 유니트는 제1 위치로부터 제2 위치로 이동하여 대면되고, 플라즈마 방전에 의해 한쪽 면에 대하여 증착 박막이 형성된 상기 기판의 다른쪽 면에 대하여 증착 박막이 형성되는 배치 타입 보트 장치. - 기판의 처리를 위한 고정 유니트;
상기 고정 유니트로부터 이동하는 이동 유니트;
를 포함하고,
상기 고정 유니트와 이동 유니트에는 각각 처리하고자 하는 복수의 기판이 안착되며,
상기 이동 유니트는 상기 기판의 양면 처리를 위해 고정 유니트에서 이동하고,
상기 고정 유니트의 복수의 기판 사이에서 상기 이동 유니트는 상기 고정 유니트의 한쪽 기판에 대면되는 제1 위치 상태에서 상기 고정 유니트의 다른쪽 기판에 대면되는 제2 위치로 이동하여 극성이 전환되는 배치 타입 보트 장치.
- 제8 항에 있어서,
상기 이동 유니트의 극성 전환은 극성 전환 장치를 통해 스위칭되거나 또는 제1 위치에서의 대면 상태에서 제2 위치로의 대면 상태로 전환시 자동적으로 극성 전환이 이루어지는 배치 타입 보트 장치.
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2020
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