KR20130040313A - Rapid heat treatment system of light absorber layer in solar cell - Google Patents

Rapid heat treatment system of light absorber layer in solar cell Download PDF

Info

Publication number
KR20130040313A
KR20130040313A KR1020110104976A KR20110104976A KR20130040313A KR 20130040313 A KR20130040313 A KR 20130040313A KR 1020110104976 A KR1020110104976 A KR 1020110104976A KR 20110104976 A KR20110104976 A KR 20110104976A KR 20130040313 A KR20130040313 A KR 20130040313A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
substrate
heat treatment
treatment system
thin film
chamber
Prior art date
Application number
KR1020110104976A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101295419B1 (en
Inventor
유상우
김주원
박상현
윤형석
Original Assignee
에스엔유 프리시젼 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 에스엔유 프리시젼 주식회사 filed Critical 에스엔유 프리시젼 주식회사
Priority to KR1020110104976A priority Critical patent/KR101295419B1/en
Publication of KR20130040313A publication Critical patent/KR20130040313A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101295419B1 publication Critical patent/KR101295419B1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor 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
    • H01L31/18Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H01L31/186Particular post-treatment for the devices, e.g. annealing, impurity gettering, short-circuit elimination, recrystallisation
    • H01L31/1864Annealing
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

PURPOSE: A rapid heat treatment system of a light absorber layer in a solar cell is provided to reduce the size of a system by installing chambers in a cluster chamber for modulation. CONSTITUTION: A loading unit(10) loads a substrate on a conveyer belt. A preheated part(20) preheats the substrate in a set temperature. A cluster chamber(30) provides a heating source for heating the substrate. A conveying unit(32) transfers the substrate to a chamber(31). A cooling part(40) cools a transferred substrate which is heat-treated in the cluster chamber. [Reference numerals] (AA) Collection;

Description

태양전지용 광흡수층 박막 급속 열처리 시스템{Rapid heat treatment system of light absorber layer in solar cell} Rapid heat treatment system of light absorber layer in solar cell

본 발명은 태양전지용 광흡수층 박막 급속 열처리 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 열처리 온도에서 열처리 시간이 각각 설정되어 독립적으로 제어되는 복수개의 챔버가 하나의 모듈로서 설치되는 클러스터챔버에 의하여, 단일 챔버가 고장시에도 장치 가동을 할 수 있고, 장치의 크기를 소형화할 수 있으며, 기판의 가열 온도 균일성이 확보된 태양전지용 광흡수층 박막 급속 열처리 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a light absorption layer thin film rapid heat treatment system for solar cells, and more particularly, a single chamber is provided by a cluster chamber in which a plurality of chambers, each of which is independently controlled by setting a heat treatment time at a heat treatment temperature, are installed as one module. The present invention relates to a solar cell light-absorption layer thin film rapid heat treatment system capable of operating the device even in the event of a failure, miniaturizing the size of the device, and ensuring a uniform heating temperature of the substrate.

일반적으로 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.In general, 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 형성하는 모노리틱 구조로 기존의 실리콘 웨이퍼를 이용하여 제작되는 태양전지와 달리 제품의 모듈화에 필요한 공정을 단순화 하여 양산비용을 획기적으로 줄일 수 있다.CIGS thin film solar cell is a monolithic structure in which several unit solar cells are formed on one large substrate at a time as shown in FIG. 2, unlike a solar cell manufactured using a conventional silicon wafer. Simplification can drastically reduce production costs.

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 패터닝 공정을 수행한다. 이후 스퍼터링 증착기술을 사용하여 투명전극 층을 증착하고 기계적 패터닝 공정을 통해 CIGS태양전지의 판넬이 완성된다. 순도가 높은 CIGS 태양전지의 제조공정은 주로 클라스 10,000의 클린룸에서 수행된다.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 light absorption layer of a copper-indium-gallium-selenium (Cu-In-Ga-Se) solar cell can be largely divided into a simultaneous evaporation method and a two step process.

먼저 동시증발법은 단위 원소인 구리(Cu), 인듐(In), 갈륨(Ga) 및 셀레늄(Se)을 열 증발원을 이용해 동시에 증발시켜 고온 기판에 박막을 형성하는 방법인데 각 증발원을 독립적으로 사용하기 때문에 원소의 조성 제어가 용이해 지금까지 최고의 효율은 이 방법을 통해 만들어지고 있다. 산업화 모듈 양산에서는 박막의 대면화가 필수적인데 동시증발법은 증발원이 대면적 박막을 만들기에는 박막의 불균일도 확보문제, 기판의 처짐문제, 원소들 간의 오염문제, 증발원과 기판사이의 거리가 매우 길기 때문에 원소들의 소모량(특히 희귀금속인 인듐(In) 소모량)이 크다는 여러 가지 산업화로 진행하기에는 커다란 어려움을 가지고 있다.First, simultaneous evaporation is a method of evaporating copper (Cu), indium (In), gallium (Ga), and selenium (Se) as unit elements at the same time using a thermal evaporation source to form a thin film on a high temperature substrate. Therefore, it is easy to control the composition of the element. Thus, the highest efficiency has been achieved through this method. In the mass production of industrialized modules, the face of the thin film is essential. 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 증착하고, 셀레늄(Se)을 진공증착한 다음 고온에서 열처리를 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 thin films sequentially by sputtering, and selenium (Se) The chemical composition is completed by vacuum evaporation and heat treatment 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, 종래의 태양전지용 광흡수층 박막 급속 열처리 시스템은 기판을 소정 온도로 가열하기 위한 챔버가 인라인(In-line) 방식에 의하여 공정 순서대로 배치되므로 하나의 챔버가 고장시에는 전체 시스템이 가동을 중단하여야 하는 문제점이 있다.However, in the conventional solar cell light absorption layer thin film rapid heat treatment system, since the chambers for heating the substrate to a predetermined temperature are arranged in the process order by the in-line method, when one chamber fails, the entire system is stopped. There is a problem to be done.

또한, 챔버가 열처리를 위하여 설정된 온도별로 배치되어야 하므로 전체 시스템의 크기가 커지게 되고 그에 따라 기판의 열처리 균일성이 떨어지게 되는 문제점이 있다.In addition, since the chamber is to be arranged for each temperature set for the heat treatment, there is a problem in that the size of the entire system is increased, thereby reducing the uniformity of heat treatment of the substrate.

또한, 기판을 예열하는 예열부가 단일로 설치되어 높은 온도로 가열된 예열부에 새로운 기판이 공급되면 높은 온도에 의한 열충격이 발생하거나, 이를 방지하기 위하여 예열부의 온도를 낮춘 후 공정을 해야하는 단점이 있다.In addition, when a new substrate is supplied to the preheater heated to a high temperature because a single preheater preheating the substrate is installed, a thermal shock may occur due to a high temperature, or a process may be performed after lowering the preheater temperature to prevent this. .

대한민국 등록특허 제 10-0964946호 (2010년06월21일)Republic of Korea Patent No. 10-0964946 (June 21, 2010)

따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 기판의 가열 온도 균일성이 확보됨과 동시에 단일 챔버 고장시에도 장치 가동을 할 수 있으며, 장치의 크기를 소형화할 수 있는 태양전지용 광흡수층 박막 급속 열처리 시스템을 제공함에 있다.
Therefore, an object of the present invention is to solve such a conventional problem, the heating temperature uniformity of the substrate is ensured and at the same time the device can be operated even when a single chamber failure, the size of the device for the solar cell can be miniaturized It is to provide a light absorption layer thin film rapid heat treatment system.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 태양전지용 박막 급속 열처리 시스템에 있어서, 기판을 예열하여 이송하는 예열부;와, 상기 예열부로부터 예열된 기판을 개폐 가능한 밀폐공간에 공급받아 기판에 열처리를 위한 열원을 제공하고, 열처리 온도에서 열처리 시간이 각각 설정되어 독립적으로 제어되는 복수개의 챔버가 하나의 모듈로서 설치된 클러스터챔버;와, 상기 클러스터챔버에서 열처리되어 이송되는 기판을 냉각 온도까지 냉각하는 냉각부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지용 광흡수층 박막 급속 열처리 시스템에 의해 달성된다.According to the present invention, in the thin film rapid heat treatment system for solar cells, a preheating unit for preheating and transporting the substrate; and a heat source for heat treatment to the substrate by receiving the preheated substrate from the preheater in a closed space that can be opened and closed A cluster chamber in which a plurality of chambers each independently controlled by setting a heat treatment time at a heat treatment temperature are independently provided as a module; and a cooling unit cooling the substrate, which is heat-treated and transferred from the cluster chamber, to a cooling temperature. It is achieved by a light absorption layer thin film rapid heat treatment system for a solar cell comprising.

또한, 상기 예열부는 복수개가 구비되고 각각의 상기 예열부는 예열 온도가 각각 설정되어 독립적으로 제어되는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that a plurality of the preheating units are provided, and each of the preheating units is independently controlled by preheating temperatures being set.

또한, 상기 클러스터챔버 내부에는 복수개의 상기 챔버간에 기판을 공급하고 회수하는 이송유닛이 설치되는 것이 바람직하다.In addition, the cluster chamber is preferably provided with a transfer unit for supplying and recovering the substrate between the plurality of the chamber.

또한, 상기 예열부와 상기 클러스터챔버 및 상기 냉각부는 내부 공간에 외부 공기가 유입되는 것이 방지되는 진공 상태인 것이 바람직하다.The preheating unit, the cluster chamber, and the cooling unit may be in a vacuum state in which external air is prevented from entering the internal space.

또한, 상기 클러스터챔버 및 상기 냉각부에는 불활성 기체가 공급되는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that an inert gas is supplied to the cluster chamber and the cooling unit.

또한, 상기 냉각부로부터 냉각된 기판을 청정공기를 이용하여 추가로 냉각하는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable to further cool the substrate cooled from the cooling unit by using clean air.

본 발명에 따르면, 처리 온도에서 단계적으로 열처리 시간이 각각 설정되어 독립적으로 제어되는 복수개의 챔버가 하나의 모듈로서 설치되는 클러스터챔버에 의하여, 기판의 가열 온도 균일성이 확보됨과 동시에 단일 챔버 고장시에도 장치 가동을 할 수 있으며, 장치의 크기를 소형화할 수 있는 태양전지용 광흡수층 박막 급속 열처리 시스템이 제공된다.
According to the present invention, by a cluster chamber in which a plurality of chambers, each of which is independently controlled by setting a heat treatment time step by step at a processing temperature, are installed as one module, the heating temperature uniformity of the substrate is ensured and at the same time a single chamber failure occurs. Provided is a solar cell light absorption layer thin film rapid heat treatment system capable of operating a device and miniaturizing the size of the device.

도 1은 일반적인 CIGS 박막형 태양전지의 구조를 도시한 도면,
도 2는 일반적인 CIGS 박막의 모노리틱 구조를 도시한 도면,
도 3은 일반적인 CIGS 태양전지 생산공정을 설명하기 위한 공정도,
도 4는 본 발명 태양전지용 광흡수층 박막 급속 열처리 시스템의 공정도이다.
1 is a view showing the structure of a typical CIGS thin film solar cell,
2 is a view showing a monolithic structure of a typical CIGS thin film,
3 is a process chart for explaining a general CIGS solar cell production process,
Figure 4 is a process chart of the light absorption layer thin film rapid heat treatment system for a solar cell of the present invention.

설명에 앞서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 일실시예에서 설명하기로 한다.Prior to the description, components having the same configuration will be described in a representative embodiment using the same reference numerals.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 태양전지용 광흡수층 박막 급속 열처리 시스템에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail with respect to the solar cell light absorption layer thin film rapid heat treatment system according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명 태양전지용 광흡수층 박막 급속 열처리 시스템의 공정도이다.Figure 4 is a process chart of the light absorption layer thin film rapid heat treatment system for a solar cell of the present invention.

상기 도면에서 도시하는 바와 같은 본 발명 태양전지용 광흡수층 박막 급속 열처리 시스템은 기판을 적재하는 로딩부(10)와, 기판을 예열하는 예열부(20)와, 열원을 제공하여 열처리 온도로 가열하는 클러스터챔버(30)와, 가열된 기판을 냉각하는 냉각부(40)와, 제어부(미도시)를 포함하여 구성된다.The light absorption layer thin film rapid heat treatment system for solar cells of the present invention as shown in the drawings has a loading unit 10 for loading a substrate, a preheating unit 20 for preheating the substrate, and a cluster for providing a heat source and heating to a heat treatment temperature. The chamber 30, the cooling part 40 which cools a heated board | substrate, and a control part (not shown) are comprised.

상기 로딩부(10)는 기판을 롤러 구동에 의한 컨베이어 벨트에 적재하는 것으로, 기판을 적재함과 동시에 초기 예열을 하여 후술하는 예열부(20)로 이송한다..The loading unit 10 loads a substrate on a conveyor belt driven by roller driving, and loads the substrate and performs initial preheating to transfer the preheating unit 20 to be described later.

예열부(20)는 기판을 소정 온도로 열처리하기 전 미리 설정한 온도로 예열하기 위한 것으로서 복수개의 예열부(20)는 각각의 예열 온도가 다르게 설정되어 독립적으로 제어가 가능하다.The preheating unit 20 is for preheating the substrate to a predetermined temperature before heat-treating the substrate to a predetermined temperature, and the plurality of preheating units 20 may be independently controlled because different preheating temperatures are set differently.

로딩부(10)로부터 공급되는 기판이 순차적으로 두 개의 예열부(20)를 통과하여 예열되며, 본 실시예에서는 두 개의 예열부(20)가 설치되었으나 이에 제한되는 것은 아니고 로딩부(10)로부터 공급되는 기판 공급량에 따라 예열부(20)의 설치 개수를 설정하여 예열 처리량을 산정하는 것이 바람직하다.The substrate supplied from the loading unit 10 is sequentially preheated through the two preheating units 20. In this embodiment, two preheating units 20 are installed, but the present invention is not limited thereto. It is preferable to calculate the preheating throughput by setting the number of installation of the preheater 20 in accordance with the supplied substrate supply amount.

상술한 바와 같이, 복수개의 예열부(20)는 로딩부(10)로부터 공급되는 공급 기판량을 수용하기 위한 용도뿐만 아니라, 종래와 같이 단일로 설치된 예열부에 비해 본 실시예의 독립적으로 설치된 각각의 예열부(20)는 기판의 예열 온도 제어가 용이하다.As described above, the plurality of preheating units 20 are not only used to accommodate the amount of supply substrate supplied from the loading unit 10, but also each of the independent installation units of the present embodiment is compared with the single preheating unit installed as in the related art. The preheater 20 can easily control the preheat temperature of the substrate.

따라서, 이송라인에 직렬 배치되어 순차적으로 두 개의 예열부(20)를 통과하므로, 높은 온도로 가열된 예열부(20)에 새로운 기판이 공급됨으로 인한 열충격을 방지할 수 있다.Therefore, since it is disposed in series in the transfer line and sequentially passes through the two preheating units 20, it is possible to prevent thermal shock due to the supply of a new substrate to the preheating unit 20 heated to a high temperature.

한편, 로딩부(10)와 예열부(20)는 진공 상태인 것이 바람직하다.On the other hand, the loading unit 10 and the preheating unit 20 is preferably in a vacuum state.

클러스터챔버(30)는 기판을 열처리하기 위한 열원이 설치된 복수개의 챔버(31)가 하나의 모듈로서 설치되는 챔버로서, 본 실시예에서는 진공상태 또는 N2 등의 불활성 기체가 투입된 클러스터챔버(30)에 여덟 개의 챔버(31)가 설치되며 이송유닛(32)이 설치되어 각 챔버간(31)에 기판을 이송시킨다.The cluster chamber 30 is a chamber in which a plurality of chambers 31 provided with a heat source for heat-treating a substrate is installed as one module. In this embodiment, the cluster chamber 30 is in a vacuum state or N 2. Eight chambers 31 are installed in the cluster chamber 30 into which the inert gas, etc. is injected, and a transfer unit 32 is installed to transfer the substrate between the chambers 31.

챔버(31)는 예열부(10)로부터 예열된 기판을 개폐 가능한 밀폐공간에 공급받아 기판에 열처리를 위한 열원을 제공하고, 열처리 온도에서 열처리 시간이 각각 설정되어 독립적으로 제어되며, 챔버(31) 각각의 내부에는 N2 등의 불활성 기체 또는 H2S나 H2Se가 투입된다.The chamber 31 receives the preheated substrate from the preheater 10 in a closed space that can be opened and closed to provide a heat source for heat treatment to the substrate, and the heat treatment time is set independently at each heat treatment temperature to independently control the chamber 31. Inside each N 2 An inert gas or H 2 S or H 2 Se, such as is supplied.

한편, 하나의 챔버(31)에는 기판 한 개가 열처리 되며, 하나의 챔버(31)당 복수개의 기판이 열처리 되는 것 또한 가능하다.Meanwhile, one substrate is heat-treated in one chamber 31, and a plurality of substrates may be heat-treated in one chamber 31.

상술한 바에 의하여, 종래의 인라인 구조로 배치되는 챔버(31)와 달리 본 실시예에서는 복수개의 챔버(31)가 하나의 클러스터로 구성되므로, 시스템의 전체 크기가 소형화되며 하나의 챔버(31)가 고장나더라도 운전이 가능하고, 챔버(31)의 온도 균일성이 확보된다.As described above, unlike the chamber 31 disposed in the conventional inline structure, in the present embodiment, since the plurality of chambers 31 are constituted by one cluster, the overall size of the system is miniaturized and one chamber 31 is Operation is possible even if a failure occurs, and temperature uniformity of the chamber 31 is ensured.

또한, 진공 또는 N2 가스가 투입된 클러스터챔버(30) 내부에 설치되는 이송유닛(32)은 일반적인 로봇암이 사용되며, 내화학성, 내열성을 갖는 세라믹 재질로 특수코팅 되어 설치되는 것이 바람직하다.In addition, vacuum or N 2 The transfer unit 32 installed inside the cluster chamber 30 into which gas is introduced is used with a general robot arm, and is preferably installed with a special coating made of a ceramic material having chemical resistance and heat resistance.

냉각부(40)는 열원에 의하여 열처리 된 기판을 냉각하기 위한 것으로서 제1냉각부(41) 및 제2냉각부(42)를 포함하여 구성된다.The cooling unit 40 is for cooling the substrate heat-treated by a heat source and includes a first cooling unit 41 and a second cooling unit 42.

제1냉각부(41) 내부는 진공 상태 또는 N2 가스가 투입되고 여덟 개의 플레이트가 설치되어 기판을 냉각하며, 온유기 오일로 온도를 PID(proportional integral derivative control)제어한다.The inside of the first cooling unit 41 is a vacuum state or N 2 gas is injected and eight plates are installed to cool the substrate, and the temperature is controlled by a PID (proportional integral derivative control) with warm organic oil.

제2냉각부(41)는 제1냉각부(41)로부터 냉각된 기판을 청정 건조 공기 시스템(Clean dry air system, CDA)을 사용하여 추가로 냉각한다. The second cooling unit 41 further cools the substrate cooled from the first cooling unit 41 using a clean dry air system (CDA).

청정 건조 공기 시스템은 압축공기 중의 오염물질이 부적정한 상태로 공급하면 기기의 작동 불량이나 신뢰성, 내구성에 큰 영향을 주거나, 제품이나 인체 등을 오염시키게 되므로 이를 방지하기 위하여 압축공기 중에 포함되는 먼지, 유분, 수분 등의 오염물질을 요구 정도에 기초한 기준 값 내로 제거해서 최적의 압축공기를 공급하는 시스템이다.The clean dry air system has a significant impact on the malfunction, reliability and durability of the equipment, or contaminates the product or human body if the contaminants in the compressed air are improperly supplied. It is a system that supplies optimum compressed air by removing contaminants such as oil and water within the reference value based on the required degree.

한편, 본 실시예에서는 도시되지 않았으나, 로딩부(10)와 예열부(20) 및 클러스터챔버(30)를 제어하는 제어부(미도시)를 포함하는 것이 바람직하다.
Although not shown in the present embodiment, it is preferable to include a control unit (not shown) for controlling the loading unit 10, the preheating unit 20, and the cluster chamber 30.

지금부터는 상술한 태양전지용 광흡수층 박막 급속 열처리 시스템의 일실시예의 작동에 대하여 설명한다.The operation of one embodiment of the above-described light absorption layer thin film rapid heat treatment system for solar cells will now be described.

도 4를 참조하면, 먼저 기판이 로딩부(10)에 적재되고 상온에서 80℃ 이하로 예열되어 예열부(20)로 공급된다.Referring to FIG. 4, a substrate is first loaded on the loading unit 10 and preheated to 80 ° C. or less at room temperature, and then supplied to the preheating unit 20.

본 실시예에서 두 개 설치된 예열부(20) 중 첫 번째 예열부(20)에서 기판은 150℃ 이하로 예열되고, 두 번째 예열부(20)로 공급되어 200℃ 이하로 예열된다.In the first embodiment of the two preheating unit 20 installed in the present embodiment, the substrate is preheated to 150 ° C or less, and supplied to the second preheater 20 to be preheated to 200 ° C or less.

한편, 로딩부(10)에서 예열부(20)를 거쳐 클러스터챔버(30)까지 기판은 롤러 구동에 의한 컨베이어 벨트에 의하여 이송된다.Meanwhile, the substrate is transferred from the loading unit 10 to the cluster chamber 30 via the preheating unit 20 by a conveyor belt driven by roller driving.

두 번째 예열부(20)에서 예열된 기판들은 클러스터챔버(30)로 이송되고, 기판들은 클러스터챔버(30) 내부에 설치된 이송유닛(32)에 의하여 클러스터챔버(30)에 설치된 복수개의 챔버(31)에 각각 배치된다.The substrates preheated in the second preheater 20 are transferred to the cluster chamber 30, and the substrates are arranged in the cluster chamber 30 by a transfer unit 32 installed in the cluster chamber 30. Are arranged in each).

한편, 하나의 챔버(31) 내부에 다수의 기판이 배치되어 열처리 될 수 있다.Meanwhile, a plurality of substrates may be disposed in one chamber 31 to be heat treated.

본 실시예에서 하나의 챔버(31) 당 택트타임(Tact time)은 8분 이내로써, 기판이 챔버(31)에 진입 0.5분, 기판을 550℃ 까지 가열 2분, 550℃ 유지 2분, 300℃ 미만에서 냉각 3분, 회수 0.5분이 소요된다.In this embodiment, the tact time per one chamber 31 is within 8 minutes, so that the substrate enters the chamber 31 0.5 minutes, the substrate is heated to 550 ° C. for 2 minutes, 550 ° C. for 2 minutes, 300 It takes 3 minutes for cooling and 0.5 minutes for recovery below < RTI ID = 0.0 >

상술한 방법에 의해 열처리된 기판은 냉각부(40)로 이송된다.The substrate heat-treated by the above-described method is transferred to the cooling unit 40.

제1냉각부(41)에서는 처리된 기판을 N2 분위기의 내부에서 7분간 70℃까지 냉각시키고, 이송하는데 걸리는 시간 1분을 소요하여 총 8분이 소요된다.In the first cooling unit 41, the processed substrate is N 2. It takes about 1 minute to cool down to 70 ° C for 7 minutes in the atmosphere and transfer, and a total of 8 minutes.

제1냉각부(41)에서 1차로 냉각된 기판은 이송유닛(43)에 의하여 제2냉각부(42)로 이송되고, 제2냉각부(42)에서 청정 건조 공기 시스템(Clean dry air system, CDA)에 의하여 상온으로 냉각되어 회수된다.The substrate cooled primarily in the first cooling unit 41 is transferred to the second cooling unit 42 by the transfer unit 43, and the clean dry air system in the second cooling unit 42. It is cooled to room temperature by CDA) and recovered.

상술한 바에 의하면, 복수개로 설치되어 단계적으로 예열하는 예열부(20)에 의하여 온도의 제어가 용이하고 이에 의하여 예열부(20)로 공급되는 새로운 기판에 열충격을 방지할 수 있으며, 복수개의 챔버(31)가 하나의 모듈로서 클러스터챔버(30)에 설치됨으로 인해, 전체 시스템의 크기가 소형화되며, 하나의 챔버(31)가 고장나도 열처리 시스템은 운전이 가능하며, 클러스터챔버(30)에 의하여 챔버(31)의 온도 균일성이 확보된다.According to the above, it is easy to control the temperature by the preheating unit 20 which is installed in a plurality of preheating step by step, thereby preventing a thermal shock to the new substrate supplied to the preheating unit 20, a plurality of chambers ( Since 31 is installed in the cluster chamber 30 as one module, the size of the entire system can be reduced, and even if one chamber 31 fails, the heat treatment system can be operated and the chamber can be operated by the cluster chamber 30. The temperature uniformity of (31) is ensured.

상술한 각 공정의 시간 및 온도는 다양한 실시예에 의하여 변경될 수 있다.The time and temperature of each process described above may be changed by various embodiments.

본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.
The scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments but may be implemented in various forms of embodiments within the scope of the appended patents. Without departing from the gist of the invention as claimed in the patent scope, those skilled in the art to which the invention pertains are considered to be within the scope of the claims described in the present invention to various extents that can be modified.

10: 로딩부 20: 예열부 30: 클러스터챔버
31: 챔버 40: 냉각부
10: loading portion 20: preheating portion 30: cluster chamber
31: chamber 40: cooling unit

Claims (6)

태양전지용 박막 급속 열처리 시스템에 있어서,
기판을 예열하여 이송하는 예열부;
상기 예열부로부터 예열된 기판을 개폐 가능한 밀폐공간에 공급받아 기판에 열처리를 위한 열원을 제공하고, 열처리 온도에서 열처리 시간이 각각 설정되어 독립적으로 제어되는 복수개의 챔버가 하나의 모듈로서 설치된 클러스터챔버;
상기 클러스터챔버에서 열처리되어 이송되는 기판을 냉각 온도까지 냉각하는 냉각부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지용 광흡수층 박막 급속 열처리 시스템.
In the thin film rapid heat treatment system for solar cells,
A preheater for preheating and transferring the substrate;
A cluster chamber in which a preheated substrate is supplied from the preheater to a closed space capable of opening and closing, providing a heat source for heat treatment to the substrate, and a plurality of chambers each independently controlled by setting a heat treatment time at a heat treatment temperature and installed as one module;
And a cooling unit configured to cool the substrate, which is heat-treated and transferred from the cluster chamber, to a cooling temperature.
제1항에 있어서,
상기 예열부는 복수개가 구비되고 각각의 상기 예열부는 예열 온도가 각각 설정되어 독립적으로 제어되는 것을 특징으로 하는 태양전지용 광흡수층 박막 급속 열처리 시스템.
The method of claim 1,
The preheating unit is provided with a plurality, each of the preheating unit is a heat-absorbing layer thin film rapid heat treatment system for a solar cell, characterized in that the preheating temperature is set independently.
제2항에 있어서,
상기 클러스터챔버 내부에는 복수개의 상기 챔버간에 기판을 공급하고 회수하는 이송유닛이 설치되는 것을 특징으로 하는 태양전지용 광흡수층 박막 급속 열처리 시스템.
The method of claim 2,
The light absorption layer thin film rapid heat treatment system for a solar cell, wherein the cluster chamber is provided with a transfer unit for supplying and recovering a substrate between the plurality of chambers.
제3항에 있어서,
상기 예열부와 상기 클러스터챔버 및 상기 냉각부는 내부 공간에 외부 공기가 유입되는 것이 방지되는 진공 상태인 것을 특징으로 하는 태양전지용 광흡수층 박막 급속 열처리 시스템.
The method of claim 3,
The preheating unit, the cluster chamber and the cooling unit is a vacuum heat-absorbing layer thin film rapid heat treatment system for the solar cell, characterized in that the vacuum to prevent the outside air flows into the interior space.
제4항에 있어서,
상기 클러스터챔버 및 상기 냉각부에는 불활성 기체가 공급되는 것을 특징으로 하는 태양전지용 광흡수층 박막 급속 열처리 시스템.
5. The method of claim 4,
The light absorption layer thin film rapid heat treatment system for solar cells, characterized in that the inert gas is supplied to the cluster chamber and the cooling unit.
제5항에 있어서,
상기 냉각부로부터 냉각된 기판을 청정공기를 이용하여 추가로 냉각하는 것을 특징으로 하는 태양전지용 광흡수층 박막 급속 열처리 시스템.

The method of claim 5,
The light absorption layer thin film rapid heat treatment system for solar cells, wherein the substrate cooled from the cooling unit is further cooled by using clean air.

KR1020110104976A 2011-10-14 2011-10-14 Rapid heat treatment system of light absorber layer in solar cell KR101295419B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110104976A KR101295419B1 (en) 2011-10-14 2011-10-14 Rapid heat treatment system of light absorber layer in solar cell

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110104976A KR101295419B1 (en) 2011-10-14 2011-10-14 Rapid heat treatment system of light absorber layer in solar cell

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130040313A true KR20130040313A (en) 2013-04-24
KR101295419B1 KR101295419B1 (en) 2013-08-09

Family

ID=48440156

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110104976A KR101295419B1 (en) 2011-10-14 2011-10-14 Rapid heat treatment system of light absorber layer in solar cell

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101295419B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10702819B2 (en) 2017-11-27 2020-07-07 Samsung Electronics Co., Ltd. Air cleaner

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101484552B1 (en) 2014-02-24 2015-01-21 주식회사 테라세미콘 Heat treatment system

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009117644A (en) * 2007-11-07 2009-05-28 Ebatekku:Kk Substrate treatment device
KR20100075336A (en) * 2008-12-24 2010-07-02 진중 김 Continuous downward thermal deposition equipment for large size cigs film layer of cigs solar cell

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10702819B2 (en) 2017-11-27 2020-07-07 Samsung Electronics Co., Ltd. Air cleaner
US10967319B2 (en) 2017-11-27 2021-04-06 Samsung Electronics Co., Ltd. Air cleaner

Also Published As

Publication number Publication date
KR101295419B1 (en) 2013-08-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1424735B1 (en) Method for forming light-absorbing layer
CN100456502C (en) Process for producing chalcopyrite base light absorbing layer for thin-film solar cell
US8053274B2 (en) Self cleaning large scale method and furnace system for selenization of thin film photovoltaic materials
US7871502B2 (en) Method for manufacturing chalcopyrite thin-film solar cell
US7910399B1 (en) Thermal management and method for large scale processing of CIS and/or CIGS based thin films overlying glass substrates
US8597430B2 (en) Modular system and process for continuous deposition of a thin film layer on a substrate
KR101663918B1 (en) Process box for forming a reduced chamber space, and method for positioning multilayer bodies
KR101105532B1 (en) Apparatus for making CIGS sorla cell battery using RTS
US8430963B2 (en) Cool-down system and method for a vapor deposition system
US20170155005A1 (en) Selenization/sulfurization process apparatus for use with single-piece glass substrate
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
KR101680950B1 (en) Process box, arrangements and methods for processing coated substrates
KR101295419B1 (en) Rapid heat treatment system of light absorber layer in solar cell
US8008198B1 (en) Large scale method and furnace system for selenization of thin film photovoltaic materials
KR20110062857A (en) Inline system for manufacturing solar cell
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
CN111662004B (en) Thin film solar cell toughening furnace and toughening method
US20150295124A1 (en) Manufacturing equipment for photovoltaic devices and methods
WO2020224572A1 (en) Process and device for producing a chalcogen-containing compound semiconductor
KR101577906B1 (en) Rapid heat treatment apparatus of cigs absorber layer
WO2013187625A1 (en) Rapid heat treatment system for thin film of solar cell
US8087380B2 (en) Evaporative system for solar cell fabrication
CN202178238U (en) Selenium steam rapid crystallization annealing furnace structure
WO2011135420A1 (en) Process for the production of a compound semiconductor layer
TWI416744B (en) Selenium vapor rapid crystallization annealing furnace

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160727

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170721

Year of fee payment: 5

LAPS Lapse due to unpaid annual fee