KR20100074383A - 태양전지의 제조에서 기판 상에 물질층을 형성하기 위한 장치 - Google Patents

태양전지의 제조에서 기판 상에 물질층을 형성하기 위한 장치 Download PDF

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KR20100074383A
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김범성
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주식회사 테스
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Abstract

태양전지의 제조에서 기판 상에 물질층을 형성하는 장치가 개시된다. 상기 장치는 기판 상에 구리를 포함하는 제1 층을 형성하기 위한 제1 증착 유닛과, 제1 층 상에 인듐을 포함하는 제2 층을 형성하기 위한 제2 증착 유닛과, 상기 제1 층과 제2 층을 셀렌화 처리 또는 황화 처리하여 상기 기판 상에 광흡수층을 형성하기 위한 열처리 유닛과, 상기 제1 및 제2 증착 유닛들과 상기 열처리 유닛 사이에 배치되어 상기 제1 및 제2 증착 유닛들과 상기 열처리 유닛 사이에서 인시튜 방식으로 상기 기판을 이송하기 위한 이송 모듈을 포함할 수 있다. 상기와 같이 광흡수층의 형성이 인시튜 방식으로 수행되므로 상기 태양전지의 광변환 효율이 개선될 수 있다.

Description

태양전지의 제조에서 기판 상에 물질층을 형성하기 위한 장치 {Apparatus for forming material layer on substrate in manufacturing solar cell}
본 발명은 태양전지의 제조에서 기판 상에 물질층을 형성하는 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ족 화합물 태양전지의 제조에서 기판 상에 광흡수층 또는 활성 반도체층으로서 기능하는 CuInSe2(이하, CIS라 한다) 화합물층을 형성하기 위한 장치에 관한 것이다.
태양전지 기술에서 Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ족 켈코파이라이트(chalcopyrite)계 화합물 반도체는 직접 천이형(direct transition) 에너지 밴드 구조를 갖고 있으며, 광흡수계수가 상대적으로 높고, 두께 1 내지 2㎛ 정도의 박막으로도 고효율의 태양전지의 제조가 가능하므로 태양전지의 광흡수층 또는 활성 반도체층으로서 매우 이상적이다.
예를 들면, CIS 화합물은 약 1.04eV 정도의 에너지 밴드 갭을 가지고 있으며, 이상적인 에너지 밴드 갭을 갖도록 하기 위하여 갈륨(Ga) 또는 황을 첨가할 수 있다. 특히, CuGaSe2의 에너지 밴드 갭은 약 1.6eV 정도이며, CuGaS2의 에너지 밴드 갭은 약 2.5eV 정도이다. 따라서, 최근 CIGS(Cu(InxGa1-x)Se2) 화합물 또는 CIGSS(Cu(InxGa1-x)(SeyS1-y)2) 화합물 등이 태양전지의 광흡수층으로서 사용되고 있다.
상기 광흡수층을 형성하는 일반적인 방법으로는, 진공 증착법(vacuum evaporation), 스퍼터링(sputtering) 증착과 셀렌화(selenization) 및/또는 황화(sulfurization) 공정, 전착법(electrodeposition), 등의 방법이 있다.
상기 방법들 중에서 소스 타겟을 이용한 스퍼터링 공정과 셀렌화 및/또는 황화 공정을 이용하여 광흡수층을 형성하는 경우, Cu 및 Ga 타겟을 이용한 일차 스퍼터링 공정과 In 타겟을 이용한 이차 스퍼터링 공정을 통해 기판 상에 CuGa층과 In층을 형성한 후, 소스 가스로서 H2Se 또는 H2S 가스를 이용하는 열처리 공정을 통해 셀렌화 및/또는 황화 처리를 수행함으로써 CIS 또는 CIGS 화합물을 상기 기판 상에 형성할 수 있다.
상기와 같은 종래의 광흡수층 형성 방법에서, 상기 기판 상에 CuGa층과 In층을 형성한 후, 스퍼터링 장치로부터 셀렌화 및/또는 황화 공정을 위한 열처리 장치로 상기 기판을 이동시키는 동안 상기 기판이 대기 중에 노출될 수 있으며, 이에 따라 태양전지의 광변환 효율이 저하될 수 있으며, 또한 상기 기판을 상기 장치들 사이에서 이동시켜야 하므로 상기 광흡수층 형성에 소요되는 시간이 증가될 수 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 태양전지의 광변환 효율을 향상시킬 수 있으며 공정 소요 시간을 단축시킬 수 있는 물질층 형성 장치를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예들에 따른 물질층 형성 장치는, 기판 상에 구리를 포함하는 제1 층을 형성하기 위한 제1 증착 유닛과, 제1 층 상에 인듐을 포함하는 제2 층을 형성하기 위한 제2 증착 유닛과, 상기 제1 층과 제2 층이 형성된 적어도 하나의 기판에 대하여 셀렌화 처리 또는 황화 처리하여 상기 적어도 하나의 기판 상에 광흡수층을 형성하기 위한 열처리 유닛과, 상기 제1 및 제2 증착 유닛들과 상기 열처리 유닛 사이에 배치되어 상기 제1 및 제2 증착 유닛들과 상기 열처리 유닛 사이에서 인시튜 방식으로 상기 기판을 이송하기 위한 이송 모듈을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 물질층 형성 장치는 상기 이송 모듈과 연결된 로드록 챔버와, 다수의 기판들이 수납된 카세트와 상기 로드록 챔버 사이에서 상기 기판들을 이송하는 기판 로더를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 물질층 형성 장치는 상기 이송 모듈과 연결되며, 상기 제1 층과 제2 층이 형성된 상기 적어도 하나의 기판을 수납하기 위한 버퍼 모듈을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 열처리 모듈은, 상기 셀렌화 또는 황화 처리가 수행되는 공간을 제공하는 열처리 챔버와, 상기 열처리 챔버 내에서 수직 방향으로 배열되며 다수의 기판들을 각각 지지하기 위한 서포트 부재들과, 상기 서포트 부재들에 각각 장착되어 상기 기판들을 가열하기 위한 히터들과, 상기 서포트 부재들에 인접하여 수직 방향으로 연장하며 상기 기판들 상으로 셀렌화 또는 황화 소스 가스를 공급하기 위한 다수의 가스홀들을 갖는 노즐 파이프를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 열처리 모듈은, 상기 셀렌화 또는 황화 처리가 수행되는 공간을 제공하는 열처리 챔버와, 상기 열처리 챔버 하부에 배치되어 상기 이송 모듈과 연결되는 로드 챔버와, 상기 열처리 챔버와 로드 챔버 사이에서 수직 방향으로 이동 가능하게 배치되며 다수의 기판들을 복층으로 수납하기 위한 보트와, 상기 열처리 챔버를 감싸도록 배치되어 상기 열처리 챔버 내에 위치된 상기 기판들을 가열하기 위한 히터와, 상기 열처리 챔버 내에 배치된 상기 기판들 상으로 셀렌화 또는 황화 소스 가스를 공급하기 위한 다수의 가스홀들을 갖는 노즐 파이프를 포함할 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따르면, 태양전지의 제조에서 기판 상에 광흡수층과 같은 물질층을 형성하기 위하여 구리를 포함하는 제1 물질층을 형성하는 공정과 인듐을 포함하는 제2 물질층을 형성하는 공정 및 상기 제1 및 제2 물질층들에 대한 셀렌화 또는 황화 처리는 인시튜 방식으로 수행될 수 있다. 즉, 상기 공정들 사이에서 기판을 이송하는 동안 진공이 파괴되지 않으므로 상기 기판의 오염에 의한 광변환 효율 저하가 방지될 수 있다. 결과적으로, 광변환 효율이 개선된 화합물 태양전지의 제조가 가능해진다.
또한, 상기 태양전지의 제조에 필요한 물질층들이 하나의 장치 내에서 모두 인시튜 방식으로 형성될 수 있으므로, 상기 물질층들을 형성하는데 소요되는 시간이 크게 단축될 수 있다. 추가적으로, 다수의 기판들에 대한 열처리가 동시에 수행될 수 있으므로 상기 물질층 형성에 소요되는 시간을 더욱 단축시킬 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예들을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 하기에서 설명되는 실시예들에 한정된 바와 같이 구성되어야만 하는 것은 아니며 이와 다른 여러 가지 형태로 구체화될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 물질층 형성 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 물질층 형성 장치(10)는 Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ족 화합물 태양전지의 제조를 위하여 사용될 수 있다. 예를 들면, 화합물 태양전지의 광흡수층 또는 활성 반도체층으로서 기능하는 CIS층 또는 CIGS층을 기판(12) 상에 형성하기 위하여 사용될 수 있다. 특히, 상기 장치(10)는 인시튜 방식으로 수행되는 물리 기상 증착 공정과 셀렌화 및/또는 황화 공정을 통해 상기 기판(10) 상에 광흡수층을 형성할 수 있다.
상기 기판(10)으로는 유리 기판이 주로 사용될 수 있으며, 알루미나와 같은 세라믹 기판, 스테인리스 스틸과 같은 금속 기판, 폴리이미드와 같은 고분자 기판 등도 사용될 수 있다.
상기 화합물 태양전지는 배면 전극, 광흡수층, 버퍼층, 창층 및 전극을 포함할 수 있으며, 또한, 상기 창층과 전극 사이에 반사 방지층을 더 포함할 수도 있다.
상기 장치(10)는 상기 화합물 태양전지를 제조하기 위하여 상기 기판(10) 상에 상기 물질층들을 각각 형성하기 위한 다수의 증착 유닛들(100, 102, 104)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 증착 유닛들(100, 102, 104)과 연결되며 상기 증착 유닛들(100, 102, 104) 사이에서 상기 기판(12)을 이송하기 위한 기판 이송 모듈(150)을 포함할 수 있으며, 상기 기판 이송 모듈(150)과 연결되며 상기 증착 유닛들(100, 102, 104)에서 형성된 물질층을 셀렌화 및/또는 황화 처리하기 위하여 구비되는 열처리 유닛(110)을 포함할 수 있다. 특히, 상기 장치(10)는 상기 기판 이송 모듈(150)을 중심으로 상기 증착 유닛들(100, 102, 104)과 열처리 유닛(110)이 방사 형태로 둘러싸는 클러스터(cluster) 형태의 구조를 가질 수 있다.
상세히 도시되지는 않았으나, 상기 증착 유닛들(100, 102, 104)은 각각 물리기상증착 유닛들일 수 있다. 예를 들면, 상기 증착 유닛들(100, 102, 104)에서는 소스 타겟을 이용하는 직류 또는 고주파 스퍼터링 또는 마그네트론 스퍼터링 공정이 진공 상태에서 수행될 수 있다. 이하, 상기 증착 유닛들(100, 102, 104) 및 열처리 유닛(110)에 대하여 상세하게 설명한다.
상기 장치(10)는 광흡수층을 형성하기 위하여 제1 증착 유닛(102)과 제2 증 착 유닛(104) 및 열처리 유닛(110)을 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제2 증착 유닛들(102, 104)과 열처리 유닛(110)은 상기 기판 이송 모듈(150)을 통해 서로 연결될 수 있으며, 이에 따라 상기 광흡수층은 인시튜 방식으로 형성될 수 있다. 즉, 상기 기판 이송 모듈(150) 내부는 진공 상태로 유지될 수 있으며, 상기 기판(12)은 상기 기판 이송 모듈을 통해 진공 상태를 파괴하지 않으면서 상기 제1 및 제2 증착 유닛들(102, 104) 및 상기 열처리 유닛(110) 사이에서 이송될 수 있다.
상기 기판 이송 모듈(150)은 상기 광흡수층을 형성하는 동안 진공 상태로 유지될 수 있는 기판 이송 챔버(152)와, 상기 기판 이송 챔버(152) 내부에 배치되어 상기 제1 및 제2 증착 유닛들(102, 104) 및 상기 열처리 유닛(110) 사이에서 상기 기판(12)을 이송하기 위한 기판 이송 로봇(154)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 증착 유닛들(102, 104)과 상기 기판 이송 모듈(150) 사이는 각각 슬릿 밸브(156)에 의해 연결될 수 있다. 상기 슬릿 밸브(156)는 상대적으로 좁은 폭을 가지므로 스퍼터링 가스의 누설 및 진공 누설에 유리하며, 상기 슬릿 밸브(156)가 개방되는 동안 상기 기판 이송 챔버(152) 내의 압력은 스퍼터링 가스의 누설을 방지하기 위하여 상기 제1 및 제2 증착 유닛들(102, 104) 내부 압력과 같거나 다소 높을 수 있다.
상세히 도시되지는 않았으나, 각각의 제1 및 제2 증착 유닛들(102, 104)은 기판 이송 모듈(150)과 연결된 증착 챔버와, 상기 증착 챔버 내에 배치되며 상기 기판(12)을 지지하는 서포트와 상기 서포트 상부에 배치되며 소스 물질로 이루어진 타겟을 포함할 수 있다. 또한, 상기 증착 챔버 내부로는 스퍼터링 가스가 공급될 수 있으며, 상기 서포트 및 상기 타겟은 각각 애노드 및 캐소드와 결합될 수 있다. 각각의 제1 및 제2 증착 유닛들(102, 104)의 구성은 스퍼터링 공정의 형태에 따라 다양하게 변경될 수 있으며, 본 발명의 범위는 상기 제1 및 제2 증착 유닛들(102, 104) 각각의 구성 자체에 의해 한정되지는 않을 것이다.
상기 제1 증착 유닛(102)은 상기 기판(12) 상에 구리를 포함하는 제1 물질층을 형성하기 위하여 사용될 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 증착 유닛(102)은 구리 타겟 또는 구리-갈륨 타겟을 이용하여 상기 기판(12) 상에 구리층 또는 구리-갈륨층을 형성할 수 있다. 이때, 상기 갈륨은 상기 광흡수층의 에너지 밴드 갭을 조절하기 위하여 사용될 수 있다.
상기 제2 증착 유닛(104)은 상기 제1 물질층 상에 인듐을 포함하는 제2 물질층을 형성하기 위하여 사용될 수 있다. 예를 들면, 상기 제2 증착 유닛은 인듐 타겟을 이용하여 상기 제1 물질층 상에 인듐층을 형성할 수 있다. 상기 제1 물질층이 형성된 기판(12)은 상기 기판 이송 로봇(154)에 의해 상기 기판 이송 챔버(152)를 경유하여 상기 제1 증착 유닛(102)으로부터 상기 제2 증착 유닛(104)으로 이송될 수 있다.
이때, 상기 제1 및 제2 증착 유닛들(102, 104)에서 수행되는 스퍼터링 공정은 아르곤과 같은 불활성 가스를 스퍼터링 가스로 이용하여 수행될 수 있다.
상술한 바와 같이 스퍼터링 공정에 의해 상기 기판(12) 상에 형성된 제1 물질층 및 제2 물질층은 태양전지의 광흡수층의 형성을 위하여 셀렌화 처리될 수 있다. 구체적으로, 상기 제2 물질층 형성이 완료된 후 상기 기판(12)은 상기 기판 이 송 챔버(152)를 경유하여 상기 열처리 유닛(110)으로 이송될 수 있으며, 이 경우에도 상기 기판 이송 챔버(152)에 의해 진공 상태가 파괴되지 않으므로 상기 기판(12) 상의 제1 및 제2 물질층들은 외기에 노출되지 않을 수 있다.
한편, 종래 기술에서 기판 상에 형성된 물질층의 셀렌화 공정을 위하여 상기 기판을 열처리 장치로 이송하는 경우, 상기 기판이 외기에 노출될 수 있으며, 이에 따라 상기 물질층이 오염될 수 있다. 예를 들면, 파티클들에 의해 오염되거나 자연 산화에 의한 물질층의 조성 변화가 발생될 수 있다. 결과적으로, 종래 기술에서는 상기 물질층의 셀렌화 처리 이전에 상기 물질층의 특성이 변화될 수 있으며, 이에 따라 상기 셀렌화 처리 이후의 광흡수층에서 광변환 효율이 저하될 수 있다.
그러나, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 기판(12)이 셀렌화 처리를 위하여 이송되는 동안 기판 이송 모듈(150) 내부의 진공 상태가 파괴되지 않으므로 상기 기판(12)이 외기에 노출되지 않으며, 이에 따라 상기 셀렌화 처리에 의해 완성되는 광흡수층의 특성 저하가 감소 또는 방지될 수 있다.
도시된 바에 의하면, 하나의 열처리 유닛(110)이 구비되어 있으나, 상기 증착 유닛들(100, 102, 104)에서 각각 수행되는 공정 소요 시간 및 상기 열처리 유닛(110)에서 수행되는 셀렌화 또는 황화 처리의 소요 시간을 고려하여, 다수의 열처리 유닛들이 구비될 수도 있다.
도 2는 도 1에 도시된 열처리 유닛을 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 2를 참조하면, 상기 열처리 유닛(110)은 상기 기판(12)에 대한 셀렌화 공정이 수행되는 밀폐 공간을 제공하는 열처리 챔버(112)와, 상기 열처리 챔버(112) 내에 배치되어 상기 기판(12)을 지지하는 서포트 부재(114)와, 상기 셀렌화 처리를 위한 가스를 공급하는 가스 공급부(120)를 포함할 수 있다.
상기 서포트 부재(114)는 상기 기판(12)의 하부면을 전체적으로 지지하는 플레이트 형태를 가질 수 있다. 또한, 상기 서포트 부재(114) 내에는 상기 기판(12)을 공정 온도로 가열하기 위한 제1 히터(116)가 내장될 수 있으며, 상기 열처리 챔버(112)의 상부에는 상기 열처리 챔버(112) 내부 온도를 조절하기 위한 제2 히터(118)가 배치될 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 히터(116)로는 전기 저항 열선이 사용될 수 있으며, 상기 제2 히터(118)로는 할로겐 램프가 사용될 수 있다. 그러나, 상기 제1 및 제2 히터들(116, 118) 자체의 구성이 본 발명을 특정하는 것은 아니며, 경우에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
도시되지는 않았으나, 상기 열처리 유닛(110)은 상기 기판(12)을 상기 서포트 부재(114) 상에 로드하기 위하여 또는 상기 기판(12)을 상기 서포트 부재(114)로부터 언로드하기 위하여 상기 서포트 부재(114)를 관통하여 수직 방향으로 이동 가능하게 배치되는 다수의 리프트 핀들(미도시)과 이들을 구동시키기 위한 구동부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 상기 기판 이송 로봇(154)은 상기 기판(12)을 상기 리프트 핀들 상으로 전달할 수 있으며 상기 리프트 핀들로부터 상기 기판(12)을 전달받을 수 있다. 또한, 상기 서포트 부재(114)는 상기 기판(12)의 반입 및 반출 위치와 상기 셀렌화 또는 황화 공정의 수행을 위한 위치 사이에서 수직 방향으로 이동 가능하게 구성될 수 있다.
상기 열처리 챔버(112)의 상부는 벨자(bell jar) 형태 또는 반구형 돔 형태 를 가질 수 있으며, 상기 가스 공급부(120)는 상기 기판(12) 상에 셀렌화 소스 가스를 균일하게 공급하기 위하여 상기 열처리 챔버(112)의 상부 공간으로 상기 소스 가스를 공급할 수 있다. 이는 상기 열처리 챔버(112)의 상부 구조를 이용하여 상기 기판(12) 상에 보다 균일하게 소스 가스를 공급하기 위함이나, 상기 가스 공급부(120)는 상기와 다른 구성을 가질 수도 있다. 또한, 상기 열처리 챔버(112)는 상기 기판 이송 모듈(150)과 연결되는 개구(112a)를 가질 수 있으며, 상세히 도시되지 않았으나, 상기 개구(112a)에는 상기 기판(12)의 반입 및 반출을 위한 슬릿 밸브(156)가 연결될 수 있다.
상기 가스 공급부(120)는 상기 열처리 챔버(112)의 상부 공간으로 상기 셀렌화 소스 가스를 공급하기 위한 노즐(122)을 포함할 수 있다. 상기 노즐(122)은 상기 셀렌화 소스 가스를 저장하는 용기(124)와 가스 공급 라인(126)을 통해 연결될 수 있으며, 상기 가스 공급 라인(126)에는 상기 셀렌화 소스 가스의 유량을 조절하기 위한 유량 제어기(128, Mass Flow Controller; MFC)가 설치될 수 있으며, 상기 유량 제어기(128)의 하류측과 상류측에는 각각 게이트 밸브들(130)이 설치될 수 있다.
상기 셀렌화 소스 가스는 희석 가스와 함께 상기 노즐(122)을 통해 공급될 수 있다. 또한, 상기 희석 가스는 압력 조절용 가스 또는 캐리어 가스로서 기능할 수도 있다. 상기 셀렌화 소스 가스로는 H2Se 가스가 사용될 수 있으며, 상기 희석 가스로는 아르곤(Ar)과 같은 불활성 가스가 사용될 수 있다.
상기 희석 가스를 저장하는 용기(132)는 상기 가스 공급 라인(126)과 연결된 분기 라인(134)에 연결될 수 있으며, 상기 분기 라인(134)에는 상기 희석 가스의 유량을 제어하기 위한 유량 제어기(136)와 게이트 밸브(138)가 설치될 수 있다.
상기와 같이 공급된 셀렌화 소스 가스는 상기 열처리 챔버(112) 내에서 해리될 수 있으며, 이에 따라 상기 기판(12) 상의 제1 및 제2 물질층 내부로 셀렌이 확산될 수 있다. 결과적으로, 상기 셀렌화 처리에 의해 상기 기판(12) 상에는 상기 광흡수층으로서 기능할 수 있는 CIGS층이 형성될 수 있다.
한편, 상기 열처리 챔버(112) 내부는 진공 상태로 유지될 수 있으며, 상기 열처리 챔버(112) 내부로 공급된 소스 가스와 희석 가스는 상기 열처리 챔버(112)와 연결된 진공 모듈(140)에 의해 배출될 수 있다. 상기 진공 모듈(140)은 상기 진공 라인(142)을 통해 상기 열처리 챔버(112)와 연결될 수 있으며, 상기 진공 라인(142)에는 상기 열처리 챔버(112) 내의 압력을 조절하기 위한 진공 밸브(144)가 설치될 수 있다.
도시된 바에 의하면, 하나의 노즐(122)이 대표적으로 도시되어 있으나, 상기 열처리 챔버(112) 내에는 다수의 노즐들이 상기 서포트 부재(114)를 둘러싸도록 배치될 수 있다.
상기에서는 상기 제1 및 제2 물질층들에 대한 셀렌화 처리에 대하여 설명하였으나, 상기 열처리 유닛(110)은 상기 셀렌화 처리를 수행한 후, 상기 광흡수층에 대한 황화 처리를 추가적으로 수행할 수도 있다. 상기 황화 처리는 황화 소스 가스 를 이용하여 수행될 수 있으며, 상기 황화 소스 가스로는 H2S 가스가 사용될 수 있다. 상기 황화 소스 가스는 상기 희석 가스와 함께 상기 열처리 챔버(112) 내부로 공급될 수 있으며, 이 경우 상기 가스 공급부(120)는 상기 황화 소스 가스를 저장하기 위한 용기(미도시)를 더 포함할 수 있다. 상기 황화 소스 가스를 저장하는 용기는 또 다른 분기 라인에 의해 상기 가스 공급 라인(126)에 연결될 수 있으며, 상기 또 다른 분기 라인에는 상기 황화 소스 가스의 유량을 조절하기 위하여 유량 제어기와 게이트 밸브가 설치될 수 있다.
이와 다르게, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 물질층 형성 장치(10)는 상기 셀렌화 처리를 수행한 후 상기 광흡수층에 대한 황화 처리를 수행하기 위한 제2 열처리 유닛(미도시)을 더 포함할 수도 있다. 이 경우, 상기 제2 열처리 유닛은 상기 제1 열처리 유닛(110)과 유사한 구성을 가질 수 있다. 다만, 가스 공급부(120)는 상기 셀렌화 소스 가스를 저장하는 용기(124)를 대신하여 황화 소스 가스를 저장하는 용기를 포함할 수 있다.
도 3은 도 2에 도시된 열처리 유닛의 다른 예를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 3을 참조하면, 열처리 유닛(160)은 열처리 챔버(162)와, 상기 열처리 챔버(162) 내에서 상기 기판(12)을 지지하는 서포트 부재(164)와, 상기 열처리 챔버(162) 내부로 셀렌화 소스 가스와 희석 가스를 공급하기 위한 가스 공급부(166)를 포함할 수 있다.
상기 열처리 챔버(162)는 상부 패널(162a)과 하부 패널(162b) 및 상기 기판(12)의 셀렌화 처리를 위하여 처리 공간을 한정하는 측벽들(162c)을 포함할 수 있다. 상기 열처리 챔버(162)의 일 측벽(162c)에는 상기 기판 이송 모듈(150)과 연결되는 개구(162d)가 형성될 수 있다. 또한, 상기 열처리 챔버(162)는 상기 처리 공간을 진공 상태로 유지하며 상기 희석 가스와 소스 가스를 배출하기 위한 진공 모듈(168)과 연결될 수 있다.
상기 서포트 부재(164), 가스 공급부(166) 및 진공 모듈(168)의 구성은 도 2를 참조하여 기 설명된 바와 유사하므로 이들에 대한 추가적인 상세 설명은 생략한다.
상기 열처리 유닛(160)은 상기 열처리 챔버(162) 내에서 상기 서포트 부재(164) 상부에 배치되며 상기 가스 공급부(166)와 연결되는 가스 분산판(170)을 더 포함할 수 있다. 상기 가스 분산판(170)은 일반적으로 널리 알려진 샤워 헤드와 유사한 형태를 가질 수 있다. 특히, 상기 가스 분산판(170)은 가스 공급 라인과 연결되는 내부 공간(172)을 가질 수 있으며, 상기 내부 공간(172)으로부터 상기 기판(12) 상으로 소스 가스와 희석 가스를 공급하기 위한 다수의 가스홀(174)들을 가질 수 있다. 또한, 상기 가스 분산판(170)은 상기 소스 가스와 희석 가스를 가열하기 위하여 내장된 히터(176)를 더 포함할 수 있다. 상기 히터(176)는 상기 소스 가스의 해리를 촉진시켜 상기 셀렌화 처리의 효율을 향상시키기 위하여 제공될 수 있다.
이와 다르게, 상기 열처리 유닛(160)은 상기 열처리 챔버(162)의 내부 공간 온도를 조절하기 위하여 상기 열처리 챔버(162)의 내부에 배치되는 다수의 히터들(미도시)을 더 포함할 수 있다. 상기 히터들로는 할로겐 램프들과 같은 광 조사 방식의 히터들이 사용될 수 있으며, 상기 히터들은 상기 기판(12)을 향하여 광을 조사할 수 있도록 상기 서포트 부재(164)를 둘러싸도록 배치될 수 있다. 또한, 상기 히터들은 상기 가스 분산판(170) 내의 히터(176)와 함께 사용될 수도 있으며, 상기 가스 분산판(170) 내의 히터(176)를 대신하여 사용될 수도 있다.
다시 도 1을 참조하면, 상기 물질층 형성 장치(10)는 상기 제1 물질층을 형성하기 이전의 상기 기판(12) 상에 전극층을 형성하기 위한 전극층 증착 유닛(100)을 더 포함할 수 있다. 상기 전극층은 배면 전극으로서 사용될 수 있으며 금속으로 이루어질 수 있다. 특히, 상기 전극층은 몰리브덴(Mo)으로 이루어질 수 있으며, 이 밖에 니켈(Ni) 또는 구리(Cu)가 상기 전극층을 위한 물질로서 사용될 수도 있다.
상기 전극층 증착 유닛(100)은 직류 또는 고주파 스퍼터링 또는 마그네트론 스퍼터링 공정을 수행할 수 있도록 구성될 수 있으며, 그 구성은 상기 제1 및 제2 증착 유닛들(102, 104)과 유사하게 이루어질 수 있다. 상기 전극층 증착을 위하여 사용되는 스퍼터링 가스로는 아르곤(Ar) 가스가 사용될 수 있으며, 상기 전극층의 저항 및 접착성을 개선하기 위하여 상기 전극층 증착 공정을 수행하는 동안 상기 아르곤 가스의 분압이 적절하게 조절될 수 있다.
또한, 상기 물질층 형성 장치(10)는 상기 기판(12)을 로드 및 언로드하기 위한 기판 로더(180)를 더 포함할 수 있다. 상기 기판 로더(180)는 로드록 챔버(190)를 통해 상기 기판 이송 모듈(150)과 연결될 수 있으며, 다수의 기판들(12)이 수납 된 카세트(14)를 지지하는 로드 포트(182)와 상기 카세트(14)와 상기 로드록 챔버(190) 사이에서 상기 기판들(12)을 이송하기 위하여 클린 챔버(186) 내에 배치된 로드/언로드 로봇(184)을 포함할 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 물질층 형성 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이고, 도 5는 도 4에 도시된 버퍼 유닛을 설명하기 위한 개략적인 구성도이며, 도 6은 도 4에 도시된 열처리 유닛을 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 물질층 형성 장치(20)는 기판 이송 모듈(202), 다수의 증착 유닛들, 버퍼 유닛(220), 열처리 유닛(230), 기판 로더(204), 등을 포함할 수 있다. 상기 증착 유닛들은 전극층 증착 유닛(210), 제1 물질층 증착 유닛(212) 및 제2 물질층 증착 유닛(214)을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 기판 이송 모듈(202), 다수의 증착 유닛들(210, 212, 214) 및 기판 로더(204)에 관하여는 도 1 내지 도 3을 참조하여 기 설명된 바와 동일 또는 유사하므로 이들에 대한 추가적인 상세 설명은 생략하고, 여기서는 상기 버퍼 유닛(220)과 상기 열처리 유닛(230)에 관하여만 상세하게 설명하기로 한다.
도 5를 참조하면, 상기 버퍼 유닛(220)은 기판들(12) 상에 광흡수층을 형성하는데 소요되는 시간을 단축시키기 위하여 구비될 수 있다. 구체적으로, 상기 다수의 증착 유닛들(210, 212, 214) 각각에서 전극층 또는 물질층을 형성하는데 소요되는 처리 시간은 상기 열처리 유닛(230)에서의 셀렌화 및/또는 황화 처리를 수행하는데 소요되는 처리 시간과 비교하여 크게 짧기 때문에, 상기 기판(12)은 상기 제1 및 제2 물질층들에 대한 셀렌화 및/또는 황화 처리를 수행하기 위하여 상기 기판 이송 모듈(202) 내에서 기판 이송 로봇에 의해 지지된 상태로 대기할 수 있다. 이때, 상기 기판(12)의 대기 상태가 길어질수록 처리 시간이 연장될 수 있으므로 상기 버퍼 모듈(220)은 상기 기판(12)을 임시 대기시키기 위하여 사용될 수 있다.
상기 버퍼 유닛(220)은 버퍼 공간을 한정하는 버퍼 챔버(222)와 상기 버퍼 챔버(222) 내부에 배치되어 다수의 기판들(12)을 수납하기 위한 기판 수납 용기(224)를 포함할 수 있다. 상기 기판 수납 용기(224)는 상기 기판들(12)을 복층으로 수납하기 위하여 다수의 슬롯들(미도시)을 가질 수 있다.
상세히 도시되지는 않았으나, 상기 기판 수납 용기(224) 내에 다수의 기판들(12)이 복층으로 수납되기 위하여는 상기 기판 수납 용기(224)와 상기 기판 이송 모듈(202)의 기판 이송 로봇 사이에서 상대적인 수직운동을 제공하기 위한 구동부(미도시)가 요구될 수 있다. 예를 들면, 상기 버퍼 유닛(220)은 상기 기판 수납 용기(224)를 수직 방향으로 이동시키기 위한 구동부를 포함할 수 있다. 이와 다르게, 상기 기판 이송 로봇이 수직 방향으로 상기 기판(12)을 이동시킬 수 있도록 구성될 수도 있다.
도 6을 참조하면, 상기 열처리 유닛(230)은 상기 버퍼 유닛(220)에 수납된 기판들(12)에 대한 셀렌화 및/또는 황화 처리를 동시에 수행할 수 있도록 구성될 수 있다.
구체적으로, 상기 열처리 유닛(230)은 상기 셀렌화 및/또는 황화 처리를 수행하기 위한 공간을 제공하는 열처리 챔버(232)와, 상기 열처리 챔버(232) 내에 배 치되며 다수의 기판들(12)을 지지하기 위한 다수의 서포트 부재들(234)과, 상기 기판들(12) 상으로 셀렌화 또는 황화 소스 가스 및 희석 가스를 공급하기 위한 가스 공급부(236)와, 상기 서포트 부재들(234)에 연결되어 상기 기판들(12)을 가열하기 위한 히터들(238)을 포함할 수 있다.
상기 서포트 부재들(234)은 상기 기판들(12) 각각의 하부면을 전체적으로 지지하기 위하여 플레이트 형태를 가질 수 있으며, 수직 방향으로 배열된 복층 구조를 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 열처리 챔버(232) 내에는 수직 방향으로 연장하는 프레임(240)이 배치될 수 있으며, 상기 서포트 부재들(234)의 가장자리 부위들이 상기 프레임(240)에 장착될 수 있다. 상기 프레임(240)은 하부 블록(242)과 상부 패널(244) 및 이들 사이에서 수직 방향으로 연장하는 다수의 컬럼들(246)을 포함할 수 있으며, 상기 서포트 부재들(234)은 상기 컬럼들(246)에 장착될 수 있다.
상기 히터들(238)은 상기 서포트 부재들(234) 내에 각각 내장될 수 있다. 예를 들면, 전기 저항 열선 히터들이 상기 서포트 부재들(234) 각각에 내장될 수 있다. 따라서, 상기 기판들(12)은 상기 서포트 부재들(234) 각각에 의해 전도 가열될 수 있으며, 또한 상방에서 인접하는 서포트 부재들(234)에 의해 복사 가열될 수 있다. 한편, 상기 기판들(12)의 균일한 가열을 위하여 상기 상부 패널(244)은 상기 서포트 부재들(234)과 동일한 구성을 가질 수 있으며, 상기 상부 패널(244) 내에도 히터가 내장될 수 있다.
상기 가스 공급부(236)는 셀렌화 및/또는 황화 처리를 위하여 셀렌화 소스 가스, 황화 소스 가스 및 희석 가스를 저장하기 위한 용기들과 가스 공급 라인들 및 유량 제어기들을 포함할 수 있다. 상기 열처리 챔버(232)로 공급된 소스 가스와 희석 가스는 상기 열처리 챔버(232)와 연결된 진공 모듈(248)에 의해 제거될 수 있다. 상기 가스 공급부(236) 및 진공 모듈(248)은 도 2를 참조하여 기설명된 바와 동일 또는 유사하므로 이에 대한 추가적인 상세 설명을 생략한다.
상기 열처리 챔버(232) 내에는 상기 서포트 부재들(234)에 인접하도록 배치되어 수직 방향으로 연장하며 상기 기판들(12) 상으로 셀렌화 및/또는 황화 소스 가스 및 희석 가스를 공급하기 위하여 다수의 가스홀들을 갖는 노즐 파이프(250)가 배치될 수 있다. 상기 가스 홀들은 상기 서포트 부재들(234) 사이의 공간들과 대응하도록 배치될 수 있으며, 도시된 화살표들과 같이 상기 셀렌화 및/또는 황화 소스 가스와 희석 가스를 상기 기판들(12) 상에 공급할 수 있다.
한편, 상기 프레임(240)은 상기 기판들(12)에 대한 셀렌화 또는 황화 처리가 균일하게 이루어질 수 있도록 회전 가능하게 구성될 수도 있다. 즉, 상기 노즐 파이프(250)로부터 공급되는 셀렌화 또는 황화 소스 가스와 희석 가스는 상기 프레임의 회전에 의해 상기 기판들(12) 상으로 균일하게 공급될 수 있다.
또한, 상기 프레임(240)은 상기 기판들(12)의 반입 및 반출을 위하여 수직 방향으로 이동 가능하게 구성될 수 있다. 즉, 상기 프레임(240)은 상기 기판들(12)을 순차적으로 상기 서포트 부재들(234) 상으로 로드하기 위하여 그리고 셀렌화 및/또는 황화 처리된 기판들(12)을 상기 서포트 부재들(234) 상으로부터 순차적으로 언로드하기 위하여 수직 방향으로 단계적으로 이동 가능하도록 구성될 수 있다.
상술한 바와 같은 구성은, 도시되지는 않았으나, 상기 프레임(240)의 하부 블록(242)과 연결되는 수직 구동부(미도시) 및 회전 구동부(미도시)에 의해 달성될 수 있다. 상기 수직 구동부로는 유압 또는 공압 실린더, 리니어 모터, 모터와 볼스크루를 포함하는 직선 왕복 운동 기구, 등이 사용될 수 있으며, 상기 회전 구동부로는 모터를 포함하는 구동 기구가 사용될 수 있다.
상기와는 다르게, 상기 수직 구동부를 대신하여 상기 기판 이송 로봇이 상기 기판들(12)을 상기 서포트 부재들(234)로/로부터 로드/언로드시키기 위하여 수직 방향 운동이 가능하도록 구성될 수도 있다.
도 7은 도 6에 도시된 열처리 유닛의 다른 예를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 7을 참조하면, 열처리 유닛(260)은 상기 버퍼 유닛(220)에 수납된 기판들(12)에 대한 셀렌화 및/또는 황화 처리를 동시에 수행할 수 있도록 구성될 수 있다. 상기 열처리 유닛(260)은 상기 셀렌화 및/또는 황화 처리를 수행하기 위한 공간을 제공하는 열처리 챔버(262)와, 상기 열처리 챔버(262) 내에 배치되며 다수의 기판들(12)이 복층으로 배열되도록 상기 기판들을 지지하는 보트(268, boat)와, 상기 기판들(12) 상으로 셀렌화 또는 황화 소스 가스 및 희석 가스를 공급하기 위한 가스 공급부(270)와, 상기 보트(268) 내에 수납된 기판들(12)을 가열하며 상기 열처리 챔버(262) 내부 온도를 조절하기 위한 히터(272)와, 상기 열처리 챔버(262)의 내부 압력 조절 및 상기 소스 가스 및 희석 가스를 배출하기 위한 진공 모듈(274), 등을 포함할 수 있다.
상기 열처리 유닛(260)의 구성은 도 6에 도시된 열처리 유닛(230)과 부분적 으로 동일 또는 유사하므로 상기 열처리 챔버(262)와 보트(268) 및 히터(272)를 제외한 나머지 요소들에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 보트(268)는 하부 블록과 상부 패널 및 이들 사이에서 수직 방향으로 연장하는 다수의 로드들을 포함할 수 있다. 상기 로드들은 상기 기판의 가장자리 부위들이 삽입되어 지지되는 슬롯들을 가질 수 있으며, 상기 슬롯들은 일정한 간격으로 이격되어 배치될 수 있다.
상기 열처리 챔버(262)는 종형로 형태를 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 열처리 챔버(262)는 내측 튜브(264)와 외측 튜브(266)를 포함할 수 있으며, 상기 히터(272)는 상기 외측 튜브(266)를 감싸도록 배치될 수 있다.
또한, 상기 열처리 챔버(262)의 하부에는 로드 챔버(276)가 배치될 수 있으며, 상기 로드 챔버(276)는 상기 기판 이송 모듈(202)과 슬릿 밸브를 통해 연결될 수 있다.
상기 보트(268)는 수직 구동부(278)에 의해 수직 방향으로 이동될 수 있으며, 또한 회전 구동부(280)에 의해 회전 가능하도록 구성될 수 있다. 상기 수직 구동부(278)는 상기 보트(268)와 연결되어 상기 보트(268)로 기판들(12)을 로드하거나 상기 보트(268)로부터 기판들(12)을 언로드하기 위하여 상기 열처리 챔버(262)와 상기 로드 챔버(276) 사이에서 상기 보트(268)를 수직 방향으로 이동시킬 수 있으며, 상기 회전 구동부(280)는 상기 보트(268)와 연결되어 상기 셀렌화 또는 황화 처리를 수행하는 동안 상기 기판들(12) 상으로 상기 셀렌화 또는 황화 가스가 균일하게 공급될 수 있도록 상기 보트(268)를 일정한 속도로 회전시킬 수 있다.
도시된 바에 의하면, 상기 수직 구동부(278)가 모터 및 볼스크루를 포함하고 있으나, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되지는 않을 것이며, 상기 수직 구동부(278)는 필요에 따라 다양한 구성으로 변경될 수 있다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 물질층 형성 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 물질층 형성 장치(30)는 기판 이송 모듈(302), 다수의 증착 유닛들, 열처리 유닛(320), 기판 로더(304), 등을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 기판 이송 모듈(302) 및 기판 로더(204)에 관하여는 도 1을 참조하여 기설명된 바와 동일 또는 유사하므로 이들에 대한 추가적인 상세 설명은 생략한다.
상기 다수의 증착 유닛들은 기판(12) 상에 배면 전극으로서 사용되는 제1 전극층을 형성하는 제1 전극층 증착 유닛(310), 상기 제1 전극층 상에 구리층 또는 구리-갈륨을 포함하는 제1 물질층을 형성하는 제1 물질층 증착 유닛(312), 상기 제1 물질층 상에 인듐을 포함하는 제2 물질층을 형성하는 제2 물질층 증착 유닛(314), 상기 제1 물질층 및 제2 물질층을 셀렌화 및/또는 황화 처리함으로써 수득된 광흡수층 상에 버퍼층을 형성하기 위한 버퍼층 증착 유닛(330), 상기 버퍼층 상에 창층을 형성하기 위한 창층 증착 유닛(332), 상기 창층 상에 상부 전극을 형성하기 위한 제2 전극층을 형성하기 위한 제2 전극층 증착 유닛(334)을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 제1 전극층 증착 유닛(310), 제1 물질층 증착 유닛(312) 및 제2 물질층 증착 유닛(314)에 관하여는 도 1을 참조하여 기설명된 바와 동일 또는 유 사하므로 추가적인 상세 설명을 생략한다.
상기 버퍼층은 P형 반도체로서 사용되는 상기 광흡수층과 N형 반도체로서 사용되는 상기 창층 사이에서 양호한 접합을 구현하기 위하여 제공될 수 있다. 상기 버퍼층은 ZnS를 포함할 수 있으며 물리기상증착에 의해 형성될 수 있다.
상기 창층은 N형 반도체로서 태양전지 전면의 투명 전극으로서 기능할 수 있다. 상기 창층은 AZO(ZnO:Al)를 포함할 수 있으며 물리기상증착에 의해 형성될 수 있다.
상기 상부 전극은 태양전지 표면에서 전류를 수집하기 위하여 사용될 수 있다. 상기 상부 전극은 Al 또는 Ni/Al로 이루어질 수 있으며 물리기상증착에 의해 형성될 수 있다.
상기 버퍼층 증착 유닛(330), 창층 증착 유닛(332) 및 제2 전극층 증착 유닛(334)에서는 직류 또는 고주파 스퍼터링 또는 마그네트론 스퍼터링 공정이 수행될 수 있으며, 이들의 구성은 상기 제1 및 제2 물질층 증착 유닛들(312, 314)과 동일 또는 유사하게 구현될 수 있다.
상기 열처리 유닛(320)은 상기 제1 물질층 및 제2 물질층에 대한 셀렌화 및/또는 황화 처리를 수행하기 위하여 구비될 수 있으며, 도 2 또는 도 3을 참조하여 기설명된 바와 동일 또는 유사하게 구성될 수 있다.
상기와는 다르게, 상기 열처리 유닛(320)은 도 6 또는 도 7을 참조하여 기설명된 바와 동일 또는 유사하게 구성될 수 있다. 이 경우, 상기 물질층 형성 장치(30)는 다수의 기판들(12)을 임시 수납하기 위한 버퍼 모듈을 더 포함할 수도 있 다. 상기 버퍼 모듈은 도 5를 참조하여 기설명된 바와 동일 또는 유사하게 구성될 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따르면, 태양전지의 제조에서 기판 상에 광흡수층과 같은 물질층을 형성하기 위하여 구리를 포함하는 제1 물질층을 형성하는 공정과 인듐을 포함하는 제2 물질층을 형성하는 공정 및 상기 제1 및 제2 물질층들에 대한 셀렌화 또는 황화 처리는 인시튜 방식으로 수행될 수 있다. 즉, 상기 공정들 사이에서 기판을 이송하는 동안 진공이 파괴되지 않으므로 상기 기판의 오염에 의한 광변환 효율 저하가 방지될 수 있다. 결과적으로, 광변환 효율이 개선된 화합물 태양전지의 제조가 가능해진다.
또한, 상기 태양전지의 제조에 필요한 물질층들이 하나의 장치 내에서 모두 인시튜 방식으로 형성될 수 있으므로, 상기 물질층들을 형성하는데 소요되는 시간이 크게 단축될 수 있으며, 이에 따라 상기 태양전지의 생산성이 크게 향상될 수 있다.
추가적으로, 상기 셀렌화 또는 황화 처리를 배치식 열처리 유닛을 사용하여 수행할 수 있으므로, 상기 물질층 형성에 소요되는 시간을 더욱 단축시킬 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 물질층 형성 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 열처리 유닛을 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 열처리 유닛의 다른 예를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 물질층 형성 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 5는 도 4에 도시된 버퍼 유닛을 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 6은 도 4에 도시된 열처리 유닛을 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 7은 도 6에 도시된 열처리 유닛의 다른 예를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 물질층 형성 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 물질층 형성 장치 12 : 기판
100, 102, 104 : 전극층 증착 유닛
110 : 열처리 유닛 112 : 열처리 챔버
114 : 서포트 부재 116, 118 : 히터
120 : 가스 공급부 122 : 노즐
140 : 진공 모듈 150 : 기판 이송 모듈
152 : 기판 이송 챔버 154 : 기판 이송 로봇
180 : 기판 로더 182 : 로드 포트
184 : 로드/언로드 로봇 186 : 클린 챔버
190 : 로드록 챔버

Claims (5)

  1. 기판 상에 구리를 포함하는 제1 층을 형성하기 위한 제1 증착 유닛;
    제1 층 상에 인듐을 포함하는 제2 층을 형성하기 위한 제2 증착 유닛;
    상기 제1 층과 제2 층이 형성된 적어도 하나의 기판에 대하여 셀렌화 처리 또는 황화 처리하여 상기 적어도 하나의 기판 상에 광흡수층을 형성하기 위한 열처리 유닛; 및
    상기 제1 및 제2 증착 유닛들과 상기 열처리 유닛 사이에 배치되어 상기 제1 및 제2 증착 유닛들과 상기 열처리 유닛 사이에서 인시튜 방식으로 상기 기판을 이송하기 위한 이송 모듈을 포함하는 태양전지의 제조에서 물질층을 형성하는 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 이송 모듈과 연결된 로드록 챔버; 및
    다수의 기판들이 수납된 카세트와 상기 로드록 챔버 사이에서 상기 기판들을 이송하는 기판 로더를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 물질층 형성 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 이송 모듈과 연결되며, 상기 제1 층과 제2 층이 형성된 상기 적어도 하나의 기판을 수납하기 위한 버퍼 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 물질층 형성 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 열처리 모듈은,
    상기 셀렌화 또는 황화 처리가 수행되는 공간을 제공하는 열처리 챔버;
    상기 열처리 챔버 내에서 수직 방향으로 배열되며 다수의 기판들을 각각 지지하기 위한 서포트 부재들;
    상기 서포트 부재들에 각각 장착되어 상기 기판들을 가열하기 위한 히터들; 및
    상기 서포트 부재들에 인접하여 수직 방향으로 연장하며, 상기 기판들 상으로 셀렌화 또는 황화 소스 가스를 공급하기 위한 다수의 가스홀들을 갖는 노즐 파이프를 포함하는 것을 특징으로 하는 물질층 형성 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 열처리 모듈은,
    상기 셀렌화 또는 황화 처리가 수행되는 공간을 제공하는 열처리 챔버;
    상기 열처리 챔버 하부에 배치되어 상기 이송 모듈과 연결되는 로드 챔버;
    상기 열처리 챔버와 로드 챔버 사이에서 수직 방향으로 이동 가능하게 배치되며 다수의 기판들을 복층으로 수납하기 위한 보트;
    상기 열처리 챔버를 감싸도록 배치되어 상기 열처리 챔버 내에 위치된 상기 기판들을 가열하기 위한 히터; 및
    상기 열처리 챔버 내에 배치된 상기 기판들 상으로 셀렌화 또는 황화 소스 가스를 공급하기 위한 다수의 가스홀들을 갖는 노즐 파이프를 포함하는 것을 특징으로 하는 물질층 형성 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN102312197A (zh) * 2010-07-08 2012-01-11 冠晶光电股份有限公司 Cigs太阳能电池制程的设备及方法
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