KR20130143260A - 박막형 태양전지 제조장치 및 이에 이용되는 증착챔버 - Google Patents
박막형 태양전지 제조장치 및 이에 이용되는 증착챔버 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20130143260A KR20130143260A KR1020120066642A KR20120066642A KR20130143260A KR 20130143260 A KR20130143260 A KR 20130143260A KR 1020120066642 A KR1020120066642 A KR 1020120066642A KR 20120066642 A KR20120066642 A KR 20120066642A KR 20130143260 A KR20130143260 A KR 20130143260A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- chamber
- space
- flexible substrate
- deposition
- heating
- Prior art date
Links
- 230000008021 deposition Effects 0.000 title claims abstract description 60
- 239000010409 thin film Substances 0.000 title claims abstract description 51
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 120
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 97
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 41
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 claims abstract description 22
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 19
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 58
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims description 11
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 abstract description 48
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 abstract description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 63
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 12
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 5
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 5
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 5
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 5
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 5
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 4
- 238000000638 solvent extraction Methods 0.000 description 4
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 3
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010408 film Substances 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 2
- 238000005019 vapor deposition process Methods 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006243 Fine Thermal Substances 0.000 description 1
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 1
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000000623 plasma-assisted chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000000427 thin-film deposition Methods 0.000 description 1
- 238000010792 warming 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
- H01L31/1876—Particular processes or apparatus for batch treatment of the devices
-
- 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
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/54—Apparatus specially adapted for continuous coating
- C23C16/545—Apparatus specially adapted for continuous coating for coating elongated substrates
-
- 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
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
본 발명의 일 측면은 증착 공정을 수행하는 샤워 헤드를 가지는 제1공간부와 가열 공정을 수행하는 히팅 램프를 가지는 제2공간부를 분리하여 부산물에 의한 히팅 램프의 오염을 방지함으로써 히팅 램프의 라이프 타임을 증가시키며 가요성 기판에 균일하게 온도를 전달하여 원하는 물성의 물질을 균등하게 증착할 수 있도록 하는 박막형 태양전지 제조장치를 제공하는 것에 있으며, 이러한 본 발명의 실시예에 따른 박막형 태양전지 제조장치는, 가요성 기판을 공급하기 위한 공급롤을 가지는 공급챔버;와, 가요성 기판을 회수하기 위한 권취롤을 가지는 권취챔버;와, 공급챔버와 권취챔버의 사이에 배치되되 가요성 기판의 증착 공정을 수행하기 위한 증착 공간 및 증착 공간과 분리 구획되는 가열 공간을 가지는 적어도 하나의 증착챔버;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 박막형 태양전지 제조장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 증착 공정을 수행하는 샤워 헤드를 가지는 제1공간부와 가열 공정을 수행하는 히팅 램프를 가지는 제2공간부를 분리하여 부산물에 의한 히팅 램프의 오염을 방지함으로써 히팅 램프의 라이프 타임을 증가시키며 가요성 기판에 균일하게 온도를 전달하여 원하는 물성의 물질을 균등하게 증착할 수 있도록 하는 박막형 태양전지 제조장치에 관한 것이다.
일반적으로, 태양전지는 태양으로부터 지구에 전달되는 빛 에너지를 전기 에너지로 변환하여 에너지를 생산하는 청정 에너지원으로써 지구 온난화 방지를 위한 이산화탄소 발생량을 줄일 수 있다는 장점이 있다.
이와 같은 태양전지는 기판형 태양전지와 박막형 태양전지로 구분할 수 있다.
기판형 태양전지는 실리콘과 같은 반도체물질 자체를 기판으로 이용하여 태양전지를 제조한 것이고, 박막형 태양전지는 유리 등과 같은 기판 상에 박막의 형태로 반도체를 형성하여 태양전지를 제조한 것이다.
기판형 태양전지는 상기 박막형 태양전지에 비하여 효율이 다소 우수하기는 하지만, 공정상 두께를 최소화하는데 한계가 있고 고가의 반도체 기판을 이용하기 때문에 제조비용이 상승되는 단점이 있다.
박막형 태양전지는 기판형 태양전지에 비하여 효율이 다소 떨어지기는 하지만, 얇은 두께로 제조가 가능하고 저가의 재료를 이용할 수 있어 제조비용이 감소되는 장점이 있어 대량생산에 적합하다는 장점이 있다.
일반적으로 박막형 태양전지는 유리 기판을 사용하고 있지만, 경량화, 시공성, 및 양산성을 높일 수 있는 가요성 기판을 이용한 박막형 태양전지에 대한 연구 개발이 활발히 진행되고 있다.
종래의 가요성 기판을 이용한 박막형 태양전지는 가요성 기판 상에 제1전극층, 반도체층, 및 제 2 전극층으로 이루어지는 복수의 태양전지 셀을 포함하며, 인접한 태양전지 셀은 서로 전기적으로 직렬 접속된다.
도 1은 박막형 태양전지의 제조 장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 박막형 태양전지의 제조 장치(1)는 외곽 챔버(2), 기판 피딩 롤러(3), 제1 내지 제3공정 챔버 유닛(4~6), 기판 권취 롤러(7)를 포함하여 구성된다.
외곽 챔버(2)는 제1 내지 제3공정 챔버 유닛(4~6), 기판 피딩 롤러(3), 기판 권취 롤러(7)를 감싸도록 설치된다. 이러한, 외곽 챔버(2)의 내부는 복수의 제1진공펌프(8A)에 의해 진공 상태를 유지한다.
기판 피딩 롤러(3)는 외곽 챔버(2)의 일측에 설치된다. 이때, 기판 피딩 롤러(3)에는 소정의 길이를 가지는 가요성 기판(1A)이 감겨져 있다. 여기서, 가요성 기판(1A) 상에는 박막형 태양전지의 전극층(미도시)이 소정 간격으로 형성되어 있다.
이러한, 기판 피딩 롤러(3)는 스테핑 롤링 방식으로 회전하면서 가요성 기판(1A)을 제1 내지 제3공정 챔버 유닛(4~6)으로 공급한다.
제1 내지 제3공정 챔버 유닛(4~6) 각각은 기판 피딩 롤러(3)와 기판 권취 롤러(7) 사이에 배치되도록 외곽 챔버(2) 내부에 설치된다.
이러한, 제1 내지 제3공정 챔버 유닛(4~6) 각각은 PECVD을 이용하여 스테핑 롤링 방식에 따라 기판 피딩 롤러(3)로부터 공급되는 가요성 기판(1A) 상에 반도체층을 형성한다.
이를 위해, 제1 내지 제3공정 챔버 유닛(4~6) 각각은 하부 챔버(9A), 히터(9B), 상부 챔버(9C), 샤워 헤드(9D), 제2진공펌프(8B)를 구비한다.
하부 챔버(9A)는 외곽 챔버(2)의 바닥면에 설치된다.
히터(9B)는 하부 챔버(9A) 내부에 설치되어 스테핑 방식으로 반송되는 가요성 기판(1A)을 소정의 온도로 가열한다.
상부 챔버(9C)는 상부 챔버 승강부(미부호)에 의해 지지되도록 외곽 챔버(2)의 상부에 설치된다.
샤워 헤드(9D)는 상부 챔버(9C) 내부에 설치되어 외부로부터 공급되는 공정 가스를 반응 공간에 분사한다.
제2진공펌프(8B)는 외곽 챔버(2)의 바닥면을 관통하여 하부 챔버(9A)에 연통되도록 설치되어 반응 공간에 진공 분위기를 형성한다.
기판 권취 롤러(7)는 외곽 챔버(2)의 타측에 설치된다. 이러한, 기판 권취 롤러(7)는 스테핑 롤링 방식으로 회전하는 기판 피딩 롤러(3)와 연동되어 제1 내지 제3공정 챔버 유닛(4~6)에 의해 공정이 완료된 가요성 기판(1A)을 회수한다.
한편, 이와 같은 종래의 박막형 태양전지의 제조 장치(1)는 증착 공정에서 발생되는 부산물이 가요성 기판(1A) 이외의 챔버(9A,9C) 외벽, 히터(9B)까지 증착이 이루어져, 히터(9B)의 성능 저하로 인해 원하는 물성을 지속적으로 얻는데 어려움이 있다.
특히, 박막형 태양전지 제조장치에 이용되는 가요성 기판(1A)의 경우 히터(9B)에 의한 열 전달이 빨라서 빠른 시간에 공정온도에 도달하는 장점을 갖고 있지만 이와 반대로 가요성 기판(1A)의 가장자리와 같이 열원이 전달되기 어려운 부분은 상대적으로 온도차이가 발생되며 이로 인해 가요성 기판(1A)의 가장자리 부분 물성 저하의 원인이 된다.
본 발명의 일 측면은 증착 공정을 수행하는 샤워 헤드를 가지는 제1공간부와 가열 공정을 수행하는 히팅 램프를 가지는 제2공간부를 분리하여 부산물에 의한 히팅 램프의 오염을 방지함으로써 히팅 램프의 라이프 타임을 증가시키며 가요성 기판에 균일하게 온도를 전달하여 원하는 물성의 물질을 균등하게 증착할 수 있도록 하는 박막형 태양전지 제조장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 실시예에 따른 박막형 태양전지 제조장치는, 가요성 기판을 공급하기 위한 공급롤을 가지는 공급챔버;와, 상기 가요성 기판을 회수하기 위한 권취롤을 가지는 권취챔버;와, 상기 공급챔버와 권취챔버의 사이에 배치되되 상기 가요성 기판의 증착 공정을 수행하기 위한 증착 공간 및 상기 증착 공간과 분리 구획되는 가열 공간을 가지는 적어도 하나의 증착챔버;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 증착챔버는, 구획부재에 의해 서로 분리 구획된 제1공간부와 제2공간부를 가지는 챔버;와, 상기 챔버의 제1공간부에 배치되는 샤워 헤드를 가지는 공정 가스 공급부;와, 상기 챔버의 제2공간부에 인접하여 배치되는 히팅부;와, 상기 제1공간부와 제2공간부에 걸쳐 연속적으로 배치되어 가요성 기판을 간접적으로 가열하기 위한 무한궤도 롤러;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 무한궤도 롤러는, 상기 히팅부의 길이 방향을 따라서 제공되는 무한궤도 벨트;와, 상기 무한궤도 벨트의 양단에 제공되어 상기 무한궤도 벨트가 일정 방향으로 이동되게 안내하는 가이드 롤러;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 증착챔버는, 상기 제1공간부와 제2공간부의 사이에 구비되는 기밀유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 증착챔버는, 상기 챔버의 제1공간부 내부를 진공상태로 유지하기 위한 제1진공펌프;와, 상기 챔버의 제2공간부 내부를 진공상태로 유지하기 위한 제2진공펌프;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 히팅부는, 상기 가요성 기판의 이송방향을 따라서 일정 간격으로 배열 설치되는 복수개의 히팅 램프를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 무한궤도 벨트는 서스(SUS) 재질로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 무한궤도 벨트는 상기 가요성 기판의 폭에 비해 큰 폭을 가지는 것을 특징으로 한다.
또한, 가이드 롤러는, 상기 가요성 기판의 증착 공정을 수행하기 위한 챔버의 제1공간부 내부에 위치하는 제1가이드 롤러들;과, 상기 무한궤도 벨트를 가열하여 상기 가요성 기판의 가열 공정을 수행하도록 상기 제2공간부 내부에 위치하는 제2가이드 롤러들;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 구획부재는, 상기 무한궤도 벨트가 상기 챔버의 제1공간부와 제2공간부를 넘어가는 구간에 슬릿을 가지며, 상기 슬릿들에 인접하여 제1공간부와 제2공간부를 격리시키기 위한 기밀유닛이 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 기밀유닛은 서로 대응 형성되는 제1에어 커튼부와 제2에어 커튼부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 히팅 램프의 하면에 설치되는 반사체를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 챔버 하부에는 일정 간격으로 배치되는 다수개의 관통공을 밀폐하는 투광판이 구비되고, 상기 히팅부는 상기 챔버 하측 외부에 설치되는 복수개의 히팅램프로 구성하되, 상기 히팅 램프는 상기 투광판 하부에 각각 배열 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 증착챔버는 챔버 내부에 복수개의 증착존이 구획 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 증착챔버는 다수개의 소챔버로 분리 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 박막형 태양전지 제조장치의 증착챔버는, 가요성 기판의 증착 공정을 수행하기 위한 증착 공간 및 상기 증착 공간과 분리 구획되는 가열 공간을 가지는 것을 특징으로 한다.
또한, 박막형 태양전지 제조장치의 증착챔버는, 구획부재에 의해 서로 분리 구획된 제1공간부와 제2공간부를 가지는 챔버와, 상기 챔버의 제1공간부에 배치되는 샤워 헤드를 가지는 공정 가스 공급부와, 상기 챔버의 제2공간부에 인접하여 배치되는 히팅부와, 상기 제1공간부와 제2공간부의 사이에 구비되는 기밀유닛과, 상기 제1공간부와 제2공간부에 걸쳐 연속적으로 배치되어 가요성 기판을 간접적으로 가열하기 위한 무한궤도 롤러를 포함하는 것을 특징으로 한다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 박막형 태양전지 제조장치는 증착 공정을 수행하는 샤워 헤드를 가지는 제1공간부와 가열 공정을 수행하는 히팅 램프를 가지는 제2공간부를 분리하여 부산물에 의한 히팅 램프의 오염을 방지함으로써 히팅 램프의 라이프 타임을 증가시키며 가요성 기판에 균일하게 온도를 전달하여 원하는 물성의 물질을 균등하게 증착할 수 있도록 하는 효과가 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 박막형 태양전지 제조장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 박막형 태양전지 제조장치를 나타낸 구성도이다.
도 3은 도 2에 도시된 증착챔버를 나타낸 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 히팅부를 나타낸 평면도이다.
도 5는 도 3에 도시된 에어 커튼부를 확대하여 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 히팅부를 나타낸 단면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 히팅부를 나타낸 단면도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 박막형 태양전지 제조장치를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 박막형 태양전지 제조장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 박막형 태양전지 제조장치를 나타낸 구성도이다.
도 3은 도 2에 도시된 증착챔버를 나타낸 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 히팅부를 나타낸 평면도이다.
도 5는 도 3에 도시된 에어 커튼부를 확대하여 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 히팅부를 나타낸 단면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 히팅부를 나타낸 단면도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 박막형 태양전지 제조장치를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 박막형 태양전지 제조장치를 나타낸 도면이다.
이하 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 박막형 태양전지 제조장치를 나타낸 구성도이며, 도 3은 도 2에 도시된 증착챔버를 나타낸 구성도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 히팅부를 나타낸 평면도이며, 도 5는 도 3에 도시된 에어 커튼부를 확대하여 나타낸 도면이다.
도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 박막형 태양전지 제조장치(10)는 가요성 기판(20)을 공급하기 위한 공급롤(110)을 가지는 공급챔버(100)와, 가요성 기판(20)을 회수하기 위한 권취롤(210)을 가지는 권취챔버(200)와, 공급챔버(100)와 권취챔버(200)의 사이에 배치되되 가요성 기판(20)의 증착 공정을 수행하기 위한 증착 공간(300A)과 분리 구획되는 가열 공간(300B)을 가지는 증착챔버(300)를 포함하여 구성된다.
공급챔버(100)는 공급롤(110)에 감긴 가요성 기판(20)이 풀리면서 공급되는 챔버(100)이다. 이러한 공급챔버(100) 내부에는 가요성 기판(20)을 가열하기 위한 가열장치(120)와, 가요성 기판(20)을 냉각하기 위한 냉각장치(130)가 구비될 수 있다.
즉, 본 발명의 실시예에 따른 박막형 태양전지 제조장치(10)의 공급챔버(100)의 가요성 기판(20) 상하면 주위에는 가열장치(120)가 구비되어 가요성 기판(20)의 면에 부착된 공기를 제거하고, 출구에 인접하여 냉각장치(130)가 구비되어 가열장치(120)에서 가열된 가요성 기판(20)을 냉각시키고 수분을 포함한 가스를 흡착하여 다음 단계의 증착챔버(300)와 격리되게 한다.
공급챔버(100)에서는 공급롤(110)에 감긴 가요성 기판(20)에서는 지속적으로 공기 분자들이 방출되어 나오므로, 공급챔버(100) 내부가 충분한 진공도를 유지하도록 진공 펌핑장치(140)가 구비되어야 한다.
가열장치(120)는 가요성 기판(20)의 양면에 열을 가하여 가요성 기판(20)의 면에 부착되어 있는 공기분자가 표면에서 잘 이탈되도록 한다.
냉각장치(130)는 공급챔버(100)의 출구에 인접하여 배치되는데, 이러한 냉각장치(130)는 가요성 기판(20)의 일면 또는 양면 부근에 평면으로 배치된 냉각물질이 지나가는 냉매관(미부호)으로 구성될 수 있다. 냉각장치(130) 내부로 흐르는 냉각물질로는 온도가 낮은 각종 액체가 다 사용될 수 있다.
이러한 냉각장치(130)는 전도와 대류에 의한 열전달은 거의 일어나지 않고, 가요성 기판(20)의 면과 냉각장치(130)의 냉매관 사이에서 복사에 의한 열전달이 주로 일어나서 가요성 기판(20)의 면을 냉각시키게 된다.
또한, 이러한 냉각장치(130)는 수분과 기체를 흡착하여, 증착 공정에서 발생하는 가스성분이 출구를 통하여 기체성분이 인접 챔버(200,300)로 이동하는 것을 억제하는 것으로서, 챔버(100~300) 간에 진공적 독립성을 유지한다.
권취챔버(200)는, 증착챔버(300)에 연접하여 구비되어 각 증착챔버(300)를 거치면서 다층으로 박막증착이 이루어진 가요성 기판(20)을 권취롤(210)에 회수한다.
이러한 권취챔버(200)에는 텐션롤러(220)를 구비하여 가요성 기판(20)에 일정 인장력을 부여하여 가요성 기판(20)이 중력에 의하여 아래로 처지는 것을 방지하고, 가요성 기판(20)의 권취 속도를 정밀하게 제어할 수 있도록 한다.
공급챔버(100)와 권취챔버(200)의 사이에는 적어도 하나의 증착챔버(300)가 배치된다. 증착챔버(300)의 수는 증착하고자 하는 박막의 수와 같게 하여, 각 증착챔버(300)에서 각각의 박막이 증착되도록 한다.
증착챔버(300)는, 플라즈마 공정을 통해 가요성 기판(20) 상에 박막을 형성하기 위한 증착 공정이 수행된다.
이러한 증착챔버(300)는 서로 분리 구획된 제1공간부(300A)와 제2공간부(300B)를 가지는 챔버(310)와, 제1공간부(300A)에 배치되는 샤워 헤드(321)를 가지는 공정 가스 공급부(320)와, 제2공간부(300B)에 배치되는 히팅부(330)와, 제1공간부(300A)와 제2공간부(300B)의 사이에 구비되는 기밀유닛(340)과, 제1공간부(300A)와 제2공간부(300B)에 걸쳐 연속적으로 배치되어 가요성 기판(20)을 간접적으로 가열하기 위한 무한궤도 롤러(350)를 포함하여 구성된다.
챔버(310)는 증착 공간(300A)과 가열 공간(300B)을 분리하여 제공하는 것으로서, 가요성 기판(20)이 연속적으로 이동하면서 증착 공정과 가열 공정을 분리하여 수행될 수 있도록 충분한 증착 공간(300A)과 가열 공간(300B)을 확보하는 것이 바람직하다.
이러한 챔버(310)는 가요성 기판(20)의 증착 공정을 수행하기 위한 제1공간부(300A)와, 가요성 기판(20)의 가열 공정을 수행하기 위하여 구획부재(311)에 의해 제1공간부(300A)와 공간적으로 격리된 제2공간부(300B)를 포함하여 구성된다.
챔버(310)의 제1공간부(300A)에는 샤워 헤드(321)와 RF 전극(322)을 가지는 공정 가스 공급부(320)와, 제1공간부(300A)를 진공상태로 유지하기 위한 제1진공펌프(360)가 구비되어 있다.
공정 가스 공급부(320)는 챔버(310) 내에 공정 가스를 분사하는 것으로서, 공정 가스가 챔버(310) 내부에 균일하게 도포될 수 있도록 챔버(310) 내측 상부에서 공정 가스를 분사하는 샤워 헤드(321)와, 공정 가스를 플라즈마로 변환하기 위한 고주파 전력을 공급하는 RF 전극(322)과, 샤워 헤드(321)로 공정 가스를 공급하기 위한 공정 가스 저장원(323)이 구비된다.
샤워 헤드(321)에는 가요성 기판(20) 상에 박막을 형성하기 위한 공정 가스가 공급되고, RF 전극(322)은 공정 가스를 플라즈마로 변환하기 위한 고주파 전력을 공급된다.
이때, 공정 가스는 Ar, CF4 등으로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 가요성 기판(20) 상에 형성될 박막의 재질에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 이러한, 샤워 헤드(321)는 공정 가스를 가요성 기판(20) 상으로 분사함으로써 고주파 전력에 의해 공정 가스가 플라즈마 상태로 변환되도록 한다.
RF 전극(322)은 챔버(310) 상부에 설치되어 공정 가스가 가요성 기판(20) 상부에서 플라즈마 상태로 변환될 수 있도록 고전압을 발생시키게 된다.
챔버(310)의 제1공간부(300A) 일측에는 제1진공펌프(360)가 설치되어 챔버(310)의 제1공간부(300A) 내부를 진공상태로 유지하게 된다.
따라서, 공정 가스는 고진공상태의 챔버(310) 제1공간부(300A)로 분사됨과 동시에 이송되는 가요성 기판(20) 상부면에서 플라즈마 상태로 변환되어 가요성 기판(20) 상부면에 박막이 형성되게 하는 것이다.
챔버(310)의 제2공간부(300B)에는 가요성 기판(20)을 가열하기 위한 히팅부(330)와, 제2공간부(300B)를 진공상태로 유지하기 위한 제2진공펌프(370)가 구비되어 있다.
히팅부(330)는 가요성 기판(20)이 챔버(310)의 제1공간부(300A)에서 증착 공정에 필요한 적정 온도로 가열되도록 챔버(310) 내측 하부 제2공간부(300B)에 설치되어 하는 것으로서, 가요성 기판(20)의 이송방향을 따라 일정 간격으로 배열 설치되는 다수개의 히팅 램프(331)로 구성될 수 있다.
이러한 히팅 램프(331)는 챔버(310)의 크기 및 열 효율성 등을 고려하여 적정 개수를 설치하되, 가요성 기판(20)의 이송방향과 직교되도록 설치되는 것이다.
이때, 히팅 램프(331)는 양측 단부에 연결되는 전극의 극성이 교대로 교차되어 반대 위치에 설치되도록 전극을 연결한다.
즉, 첫번째 히팅 램프(331)의 좌단에는 양극을, 우단에는 음극을 연결하고, 또한 두번째 히팅 램프(331)는 좌단에 음극을, 우단에 양극을 각각 연결함으로써, 전극의 극성이 히팅 램프(331)에 배치 순서를 따라 교대로 교차되도록 연결할 수 있다.
따라서, 히팅 램프(331)는 전극의 극성의 위치에 따라 발생될 수 있는 미세한 열적 오차를 보상함으로써, 열이 가요성 기판(20)에 장착된 다수개의 가요성 기판(20)에 균일하게 도달되게 하여 박막의 증착 균일도를 향상시킬 수 있게 되는 것이다.
챔버(310)의 제1공간부(300A)와 제2공간부(300B)에는 무한궤도 롤러(350)가 구비되는데, 이러한 무한궤도 롤러(350)는 히팅 램프(331)에 의해 열을 전달받아 가요성 기판(20)을 간접적으로 가열하게 된다.
이러한 무한궤도 롤러(350)는 히팅 램프(331)의 길이 방향을 따라서 제공되는 무한궤도 벨트(351)와, 무한궤도 벨트(351)의 양단에 제공되어 무한궤도 벨트(351)가 일정 방향으로 이동되게 안내하는 가이드 롤러(352,353)를 포함하여 구성된다.
무한궤도 벨트(351)는 샤워 헤드(321)의 하부 및 히팅 램프(331)의 상부 사이에서 무한궤도 운동을 하도록 구비된다. 이러한 무한궤도 벨트(351)는 히팅 램프(331)에서 제공된 열을 가요성 기판(20)에 전달함과 동시에 가요성 기판(20)이 연속적으로 증착 공정될 수 있도록 가요성 기판(20)을 지지 이송하는 역할을 한다.
무한궤도 벨트(351)는 내열성이 높은 재질로 형성될 수 있는데. 예를 들면, 서스(SUS) 재질을 이용하여 형성될 수 있다.
또한, 무한궤도 벨트(351)는 가요성 기판(20)의 가장자리 부분의 온도 손실을 최소로 하기 위하여 가요성 기판(20)의 폭에 비해 큰 폭을 가지도록 할 수 있다.
무한궤도 벨트(351)는 히팅 램프(331)의 입구 측에서 출구 측에 이르는 전체 길이를 커버할 수 있는데, 이러한 무한궤도 벨트(351)는 히팅 램프(331)의 길이 방향을 따라서 일정한 방향으로 순환하면서 그 최상면에 배치된 가요성 기판(20)을 지지 이송할 수 있다.
무한궤도 벨트(351)를 순환 또는 구동을 안내하기 위한 가이드 롤러(352,353)가 무한궤도 벨트(351)의 길이 방향 상하부 양단에 형성될 수 있다.
가이드 롤러(352,353)는 챔버(310) 내부에서 회전 가능하게 무한궤도 벨트(351)와 접촉하는데, 이러한 가이드 롤러(352,353)는 무한궤도 벨트(351)의 길이 방향 상하부 양단에 설치되어 무한궤도 벨트(351)의 길이를 유지하고 무한궤도 벨트(351)의 방향이 전환될 수 있도록 한다. 여기서, 가이드 롤러(352,353)는 공급롤(110) 또는 권취롤(210)로부터 동력을 전달 받아서 회전할 수 있으며, 가이드 롤러(352,353)와 무한궤도 벨트(351) 사이의 마찰력에 의해서 무한궤도 벨트(351)가 회전 또는 순환하게 된다.
이러한 가이드 롤러(352,353)는 가요성 기판(20)의 증착 공정을 수행하기 위한 챔버(310)의 제1공간부(300A) 내부에 위치하는 제1가이드 롤러(352)와, 가요성 기판(20)의 가열 공정을 수행하기 위하여 무한궤도 벨트(351)를 가열하도록 제2공간부(300B) 내부에 위치하는 제2가이드 롤러(353)를 포함한다.
그리고, 제1가이드 롤러(352)는 제1공간부(300A) 내부에서 공급챔버(100)에 인접한 무한궤도 벨트(351)의 길이 방향 상부 일단에 위치하는 제1A가이드 롤러(352A)와, 제1공간부(300A) 내부에서 권취챔버(200)에 인접한 무한궤도 벨트(351)의 길이 방향 상부 타단에 위치하는 제1B가이드 롤러(352B)를 포함한다.
또한, 제2가이드 롤러(353)는 제2공간부(300B) 내부에서 공급챔버(100)에 인접한 무한궤도 벨트(351)의 길이 방향 하부 일단에 위치하는 제2A가이드 롤러(353A)와, 제2공간부(300B) 내부에서 권취챔버(200)에 인접한 무한궤도 벨트(351)의 길이 방향 하부 타단에 위치하는 제2B가이드 롤러(353B)를 포함한다.
여기서, 제1A가이드 롤러(352A)와 제1B가이드 롤러(352B)는 제2A가이드 롤러(353A)와 제2B가이드 롤러(353B) 보다 상대적으로 높이 위치에 설치되어 무한궤도 벨트(351)의 이송 지지면을 형성할 수 있다.
즉, 제1A가이드 롤러(352A)와 제1B가이드 롤러(352B)의 상단 사이에 걸쳐지는 무한궤도 벨트(351)의 부분을 이용하여 가요성 기판(20)을 이송 지지할 수 있다.
또한, 제1가이드 롤러(352) 및 제2가이드 롤러(353)에 의해서 무한궤도 벨트(351)는 제1공간부(300A) 내부에 위치하며 가요성 기판이 놓이는 상부 무한궤도 벨트(351A) 및 제2공간부(300B) 내부에 위치하며 상부 무한궤도 벨트(351A)와 이격된 하부 무한궤도 벨트(351B)로 구분할 수 있다.
상부 무한궤도 벨트(351A)는 제1A 및 제1B가이드 롤러(352A,352B)에 의해서 제1공간부(300A) 내부에 위치하며, 하부 무한궤도 벨트(351B)는 제2A 및 제2B가이드 롤러(353A,353B)에 의해서 상부 무한궤도 벨트(351A)와 이격되어 제2공간부(300B) 내부에 위치할 수 있다. 여기서, 상부 무한궤도 벨트(351A)와 하부 무한궤도 벨트(351B)는 별개의 구성이 아니며 하나의 무한궤도 벨트(351)를 이루는 것으로 설명의 편의를 위해 구분한 것에 불과하다.
따라서, 챔버(310)의 제2공간부(300B)에 배치된 히팅 램프(331)에 의해 가열된 하부 무한궤도 벨트(351B)는 상부 무한궤도 벨트(351A)로 위치 변경되어 제1공간부(300A)에 진입하는 가요성 기판(20)을 이송 지지하면서 가요성 기판(20)을 간접적으로 가열시키면서 증착 공정을 수행할 수 있도록 한다.
그러므로 본 발명의 실시예에 따른 박막형 태양전지 제조장치(10)는 증착 공정을 수행하는 샤워 헤드(321)를 가지는 제1공간부(300A)와 가열 공정을 수행하는 히팅 램프(331)를 가지는 제2공간부(300B)를 분리하여 부산물에 의한 히팅 램프(331)의 오염을 방지함으로써 히팅 램프(331)의 라이프 타임을 증가시키며 가요성 기판(20)에 균일하게 온도를 전달하여 원하는 물성의 물질을 균등하게 증착할 수 있도록 한다.
제1공간부(300A)와 제2공간부(300B)는 판형의 구획부재(311)에 의해 분리 구획될 수 있다.
이러한 구획부재(311)에는 무한궤도 벨트(351)가 제1공간부(300A)에서 제2공간부(300B) 및 제2공간부(300B)에서 제1공간부(300A)로 넘어가는 구간에 제1슬릿(311A)과 제2슬릿(311B)을 구비하는데, 이러한 제1슬릿(311A)과 제2슬릿(311B)은 최소 간격으로 구비될 수 있다.
그리고, 구획부재(311)의 제1 및 제2슬릿(311A,311B)에 각각 인접하게 기밀유닛(340)을 구비된다. 구획부재(311)의 제1슬릿(311A)과 제2슬릿(311B)에 인접하게 구비된 기밀유닛(340)은 서로 동일한 구성이므로 제1슬릿(311A)에 인접하여 구비된 기밀유닛(340)을 설명하는 것으로 제2슬릿(311B)에 인접하여 구비된 기밀유닛(340)의 설명을 대신한다.
이러한 기밀유닛(340)은, 제1에어 커튼부(341)와 제2에어 커튼부(342)를 포함하여 구성된다.
제1에어 커튼부(341)는 제1몸체(341A), 제1가스 분사부(341B), 제1가스 흡입부(341C)를 포함하여 구성된다.
제1몸체(341A)는 구획부재(311)의 제1슬릿(311A)에 인접한 구획부재(311)의 어느 하부벽에 설치된다.
제1가스 분사부(341B)는 제1몸체(341A)의 일측 가장자리에 설치되어 외부로부터 공급되는 소정 압력의 기밀용 가스를 제1가스 흡입부(341C) 쪽으로 분사한다. 여기서, 기밀용 가스는 질소(N2) 가스가 될 수 있다.
제1가스 흡입부(341C)는 제1가스 분사부(341B)의 설치 위치와 반대되도록 제1몸체(341A)의 타측 가장자리에 설치되어 제1가스 분사부(341B)로부터 분사되는 기밀용 가스를 흡입한다.
한편, 제1몸체(341A)는 기밀용 가스의 원활한 흐름을 위해 제1가스 분사부(341B)와 제1가스 흡입부(341C) 사이에 형성된 제1곡면을 더 포함하여 구성될 수 있다.
제1에어 커튼부(341)는, 챔버(310)의 제1공간부(300A)에 공급되는 공정 가스가 제2공간부(300B)로 유출되는 것을 보다 확실히 방지하기 위한 제1공정 가스 유출 방지부(341D,341E)를 더 포함하여 구성된다.
제1공정 가스 유출 방지부(341D,341E)는 제1회전부(341D), 제1스토퍼(341E)를 포함하여 구성된다.
제1회전부(341D)는 제1몸체(341A)의 일측면에 회전 가능하도록 설치된다. 이때, 제1회전부(341D)는 회전시 가요성 기판(20)의 배면에 접촉되더라도 가요성 기판(20)에 형성된 전극층의 막질을 손상시키지 않으면서 열에 강한 재질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제1회전부(341D)는 테프론 재질로 이루어질 수 있다.
제1스토퍼(341E)는 제1몸체(341A)의 일측면에 설치되어 제1회전부(341D)의 회전을 구속한다. 즉, 제1스토퍼(341E)는 제1회전부(341D)가 챔버(310)의 제2공간부(300B)를 향하여 회전 가능하게 하는 반면에, 제1회전부(341D)가 챔버(310)의 제1공간부(300A)를 향하여 회전되지 않도록 제1회전부(341D)의 회전을 구속한다.
제2에어 커튼부(342)는 제2몸체(342A), 제2가스 분사부(342B), 및 제2가스 흡입부(342C)를 포함하여 구성된다.
제2몸체(342A)는 구획부재(311)의 제1슬릿(311A)에 인접한 구획부재(311)의 다른 어느 하부벽에 설치된다.
제2가스 분사부(342B)는 제2몸체(342A)의 일측 가장자리에 설치되어 외부로부터 공급되는 소정 압력의 상술한 기밀용 가스를 제2가스 흡입부(342C) 쪽으로 분사한다.
제2가스 흡입부(342C)는 제2가스 분사부(342B)의 설치 위치와 반대되도록 제2몸체(342A)의 타측 가장자리에 설치되어 제2가스 분사부(342B)로부터 분사되는 기밀용 가스를 흡입한다.
한편, 제2몸체(342A)는 기밀용 가스의 원활한 흐름을 위해 제2가스 분사부(342B)와 제2가스 흡입부(342C) 사이에 형성된 제2곡면을 더 포함하여 구성될 수 있다.
상술한 제2에어 커튼부(342)는, 챔버(310)의 제1공간부(300A)에 공급되는 공정 가스가 챔버(310)의 제2공간부(300B)로 유출되는 것을 보다 확실히 방지하기 위한 제2공정 가스 유출 방지부(342D,342E)를 더 포함하여 구성된다.
제2공정 가스 유출 방지부(342D,342E)는 제2회전부(342D), 제2스토퍼(342E)를 포함하여 구성된다.
제2회전부(342D)는 제2몸체(342A)의 일측면에 회전 가능하도록 설치된다. 이때, 제2회전부(342D)는 제1회전부(341D)와 동일한 재질로 이루어질 수 있다.
제2스토퍼(342E)는 제2몸체(342A)의 일측면에 설치되어 제2회전부(342D)의 회전을 구속한다.
즉, 제2스토퍼(342E)는 제2회전부(342D)가 챔버(310)의 제2공간부(300B)를 향하여 회전 가능하게 하는 반면에, 제2회전부(342D)가 챔버(310)의 제1공간부(300A)를 향하여 회전되지 않도록 제2회전부(342D)의 회전을 구속한다.
이와 같은 기밀유닛(340)은 가요성 기판(20)이 챔버(310)의 제1공간부(300A)로 반송되면, 가스 분사부(341B,342B)를 통해 소정 압력의 기밀용 가스를 가요성 기판(20)의 양면에 분사함과 아울러 가스 흡입부(341C,342C)를 통해 기밀용 가스를 흡입함으로써 챔버(310)의 제2공간부(300B)에 대하여 챔버(310)의 제1공간부(300A)를 기밀한다.
이에 따라, 챔버(310)의 제1공간부(300A)는 제2공간부(300B)에 대하여 기밀유닛(340)에 의해 기밀을 유지하게 된다.
따라서, 증착 공정을 수행하는 샤워 헤드(321)를 가지는 제1공간부(300A)와 가열 공정을 수행하는 히팅 램프(331)를 가지는 제2공간부(300B)를 각각 제1진공펌프(360)와 제2진공펌프(370)로 분리 연결하며 무한궤도 벨트(351)가 제2공간부(300B)에서 제1공간부(300A)로 넘어가는 슬릿(311A,311B)은 최소 간격으로 하고 슬릿(311A,311B)에 인접하게 기밀유닛(340)을 구비하여 제1공간부(300A)와 제2공간부(300B)를 격리시켜 제1공간부(300A)의 공정 가스가 제2공간부(300B)로 유입되는 것을 방지 한다.
다음, 본 발명의 실시예에 따른 박막형 태양전지 제조방법에 대하여 설명한다.
먼저, 공급챔버(100)의 공급롤(110)과 권취챔버(200)의 권취롤(210)을 회전시켜 가요성 기판(20)을 증착챔버(300)의 공정 위치로 반송한다.
그리고, 가요성 기판(20)이 증착챔버(300) 내로 일정 속도를 유지하면서 진입되면, 고 진공상태의 챔버(310)의 샤워 헤드(321)에 공정 가스를 공급함과 동시에 고주파 전력을 공급하는데, 이때 공정 가스는 샤워 헤드(321)와 가요성 기판(20) 사이에서 플라즈마 상태로 변환되어 증착 공정이 수행되는 것이다. 이때 플라즈마는 샤워 헤드(321)와 인접되어 마주보며 이송되는 가요성 기판(20) 상부면에 집중적으로 발생하게 됨으로써 가요성 기판(20) 상에 박막을 형성한다.
특히, 가요성 기판(20)을 직접적으로 가열하지 않고 챔버(310)의 증착 공정을 수행하기 위한 제1공간부(300A)와 가열 공정을 수행하기 위한 제2공간부(300B)를 순환하는 무한궤도 벨트(351)를 이용하여 제2공간부(300B)에서 무한궤도 벨트(351)를 히팅하여 제1공간부(300A)로 이송하며 제1공간부(300A)로 이송된 무한궤도 벨트(351)는 가요성 기판(20)과 접촉하여 가요성 기판(20)의 온도를 일정하게 유지하면서 증착 공정을 수행할 수 있도록 한다.
한편, 증착 공정이 완료된 가요성 기판(20)은 증착챔버(300)를 빠져 나오게 되며, 가요성 기판(20)은 권취챔버(200) 내부로 진입하게 되고, 권취챔버(200)는 내부 기압을 대기압 상태로 복귀시킴과 동시에 가요성 기판(20)을 냉각시킨 후 외부로 배출하게 되는 것이다.
다음, 도 6 및 도 7을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 히팅 램프의 다수의 실시예를 설명한다. 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 히팅 램프를 나타낸 단면도이며, 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 박막형 태양전지 제조장치를 나타낸 도면이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 히팅 램프(331)는 히팅 램프(331)의 하면에 반사율이 높은 반사체(332)를 설치하고 반사체(332) 상부에는 히팅 램프(331)가 설치되는 홈(310A)을 일정 간격으로 배열 형성한다. 따라서 히팅 램프(331)의 열은 반사체(332)의 홈(310A)에서 효과적으로 상향 반사됨으로써 열손실이 최소화될 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 히팅 램프(331)는 챔버(310) 하부에 일정 간격으로 횡 방향의 다수개의 관통공(310A)을 형성하고, 각 관통공(310A)의 하부에는 투광판(333)을 결합하여 밀폐시킨다.
이때, 히팅 램프(331)는 투광판(333) 하측부에 각각 설치되며, 히팅 램프(331)의 하부에는 반사체(332)가 설치될 수 있다. 따라서 히팅 램프(331)의 열은 투광판(333)을 투과하여 관통공(310A)을 통해 챔버(310) 내부로 전달되는 것이다.
히팅 램프(331)는 챔버(310) 외부에 설치됨으로써, 설치 및 분리가 용이하게 되고, 또한 유지 보수 또한 용이하게 되는 것이다. 한편 반사체(332)는 표면에 반사막을 코팅하여 적용할 수도 있으며, 투광판(333)은 유리나 쿼츠 등의 소재가 사용될 수 있다.
다음, 도 8과 도 9를 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 박막형 태양전지 제조장치에 대하여 설명한다. 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 증착챔버가 다수개의 증착존으로 분리 구성된 것을 나타낸 도면이며, 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 증착챔버가 다수개의 소챔버로 구성된 것을 각각 나타낸 도면이다.
도 8 및 도 9에 도시된 본 발명의 다른 실시예에 따른 박막형 태양전지 제조장치(10') 및 또 다른 실시예에 따른 박막형 태양전지 제조장치(10'')는 증착챔버(300)가 다수개의 증착존(A,B,C)과 소챔버(D,E,F)로 분리 구성된 것 외에는 도 2의 실시예와 동일하므로 변경된 구성에 대해서만 설명한다.
도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 박막형 태양전지 제조장치(10')의 증착챔버(300')는 이송되는 가요성 기판(미도시) 상부에 플라즈마가 순차적으로 형성될 수 있게 챔버(310) 상부에 설치되는 샤워 헤드(321)가 구성되어 챔버(310) 내부에 순차적으로 증착존(A~C)이 구획되도록 한 것이다.
즉, 샤워 헤드(321)가 일정 가격으로 이격되어 배치됨으로써, 가요성 기판이 해당 샤워 헤드(321)의 하부를 통과하는 순간에 RF 전극(322)이 순차적으로 'ON' 되어 가요성 기판 상부에 플라즈마가 발생되고, 이때 공정 가스 공급부(320)도 RF 전극(322)의 작동과 연계되어 가스가 분사될 수 있도록 한다.
한편, 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 박막형 태양전지 제조장치(10'')의 증착챔버(300'')는 다수개의 별도의 소챔버(D~F)로 분리 구성될 수 있다.
이때, 가요성 기판은 가요성 기판(20)가 소챔버(D~F)를 순차적으로 이동할 수 있도록 구비되며, 각각의 소챔버(D~F)에는 샤워 헤드가 각각 설치되고 공정 가스 또한 선택적으로 분리 공급되는 것이다.
따라서, 가요성 기판이 연속적으로 이송되면서 서로 다른 종류의 박막이 가요성 기판에 순차적으로 적층 형성되게 하거나, 또는 동일한 박막을 각 소챔버(D~F)에서 설정된 두께만큼 순차적으로 적층 형성할 수 있을 것이다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 박막형 태양전지 제조장치는 증착 공정을 수행하는 샤워 헤드를 가지는 제1공간부와 가열 공정을 수행하는 히팅 램프를 가지는 제2공간부를 분리하여 부산물에 의한 히팅 램프의 오염을 방지함으로써 히팅 램프의 라이프 타임을 증가시키며 가요성 기판에 균일하게 온도를 전달하여 원하는 물성의 물질을 균등하게 증착할 수 있도록 하는 것을 기본적인 기술적 사상으로 하고 있음을 알 수 있다. 따라서, 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형이 가능함은 물론이다.
10…박막형 태양전지 제조장치 20…가요성 기판
100…공급챔버 110…공급롤
200…권취챔버 210…권취롤
300…증착챔버 300A…제1공간부
300B…제2공간부 310…챔버
320…공정 가스 공급부 330…히팅부
340…기밀유닛 350…무한궤도 롤러
351…무한궤도 벨트 352…가이드 롤러
100…공급챔버 110…공급롤
200…권취챔버 210…권취롤
300…증착챔버 300A…제1공간부
300B…제2공간부 310…챔버
320…공정 가스 공급부 330…히팅부
340…기밀유닛 350…무한궤도 롤러
351…무한궤도 벨트 352…가이드 롤러
Claims (17)
- 가요성 기판을 공급하기 위한 공급롤을 가지는 공급챔버;와,
상기 가요성 기판을 회수하기 위한 권취롤을 가지는 권취챔버;와,
상기 공급챔버와 권취챔버의 사이에 배치되되 상기 가요성 기판의 증착 공정을 수행하기 위한 증착 공간 및 상기 증착 공간과 분리 구획되는 가열 공간을 가지는 적어도 하나의 증착챔버;를
포함하는 것을 특징으로 하는 박막형 태양전지 제조장치. - 제1항에 있어서,
상기 증착챔버는,
구획부재에 의해 서로 분리 구획된 제1공간부와 제2공간부를 가지는 챔버;와,
상기 챔버의 제1공간부에 배치되는 샤워 헤드를 가지는 공정 가스 공급부;와,
상기 챔버의 제2공간부에 인접하여 배치되는 히팅부;와,
상기 제1공간부와 제2공간부에 걸쳐 연속적으로 배치되어 가요성 기판을 간접적으로 가열하기 위한 무한궤도 롤러;를
포함하는 것을 특징으로 하는 박막형 태양전지 제조장치. - 제2항에 있어서,
상기 무한궤도 롤러는,
상기 히팅부의 길이 방향을 따라서 제공되는 무한궤도 벨트;와,
상기 무한궤도 벨트의 양단에 제공되어 상기 무한궤도 벨트가 일정 방향으로 이동되게 안내하는 가이드 롤러;를
포함하는 것을 특징으로 하는 박막형 태양전지 제조장치. - 제2항에 있어서,
상기 증착챔버는,
상기 제1공간부와 제2공간부의 사이에 구비되는 기밀유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 박막형 태양전지 제조장치. - 제2항에 있어서,
상기 증착챔버는,
상기 챔버의 제1공간부 내부를 진공상태로 유지하기 위한 제1진공펌프;와,
상기 챔버의 제2공간부 내부를 진공상태로 유지하기 위한 제2진공펌프;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 박막형 태양전지 제조장치. - 제2항에 있어서,
상기 히팅부는,
상기 가요성 기판의 이송방향을 따라서 일정 간격으로 배열 설치되는 복수개의 히팅 램프를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막형 태양전지 제조장치. - 제3항에 있어서,
상기 무한궤도 벨트는 서스(SUS) 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 박막형 태양전지 제조장치. - 제3항에 있어서,
상기 무한궤도 벨트는 상기 가요성 기판의 폭에 비해 큰 폭을 가지는 것을 특징으로 하는 박막형 태양전지 제조장치. - 제3항에 있어서,
상기 가이드 롤러는,
상기 가요성 기판의 증착 공정을 수행하기 위한 챔버의 제1공간부 내부에 위치하는 제1가이드 롤러들;과,
상기 무한궤도 벨트를 가열하여 상기 가요성 기판의 가열 공정을 수행하도록 상기 제2공간부 내부에 위치하는 제2가이드 롤러들;을
포함하는 것을 특징으로 하는 박막형 태양전지 제조장치. - 제3항에 있어서,
상기 구획부재는,
상기 무한궤도 벨트가 상기 챔버의 제1공간부와 제2공간부를 넘어가는 구간에 슬릿을 가지며,
상기 슬릿들에 인접하여 제1공간부와 제2공간부를 격리시키기 위한 기밀유닛이 구비되는 것을 특징으로 하는 박막형 태양전지 제조장치. - 제10항에 있어서,
상기 기밀유닛은 서로 대응 형성되는 제1에어 커튼부와 제2에어 커튼부를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막형 태양전지 제조장치. - 제6항에 있어서,
상기 히팅 램프의 하면에 설치되는 반사체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 박막형 태양전지 제조장치. - 제1항에 있어서,
상기 챔버 하부에는 일정 간격으로 배치되는 다수개의 관통공을 밀폐하는 투광판이 구비되고,
상기 히팅부는 상기 챔버 하측 외부에 설치되는 복수개의 히팅램프로 구성하되, 상기 히팅 램프는 상기 투광판 하부에 각각 배열 설치되는 것을 특징으로 하는 박막형 태양전지 제조장치. - 제12항에 있어서,
상기 증착챔버는 챔버 내부에 복수개의 증착존이 구획 형성되는 것을 특징으로 하는 박막형 태양전지 제조장치. - 제12항에 있어서,
상기 증착챔버는 다수개의 소챔버로 분리 구성되는 것을 특징으로 하는 박막형 태양전지 제조장치. - 가요성 기판의 증착 공정을 수행하기 위한 증착 공간 및 상기 증착 공간과 분리 구획되는 가열 공간을 가지는 것을 특징으로 하는 박막형 태양전지 제조장치의 증착챔버.
- 제16항에 있어서,
상기 박막형 태양전지 제조장치의 증착챔버는,
구획부재에 의해 서로 분리 구획된 제1공간부와 제2공간부를 가지는 챔버와,
상기 챔버의 제1공간부에 배치되는 샤워 헤드를 가지는 공정 가스 공급부와,
상기 챔버의 제2공간부에 인접하여 배치되는 히팅부와,
상기 제1공간부와 제2공간부의 사이에 구비되는 기밀유닛과,
상기 제1공간부와 제2공간부에 걸쳐 연속적으로 배치되어 가요성 기판을 간접적으로 가열하기 위한 무한궤도 롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막형 태양전지 제조장치의 증착챔버.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020120066642A KR101423626B1 (ko) | 2012-06-21 | 2012-06-21 | 박막형 태양전지 제조장치 및 이에 이용되는 증착챔버 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020120066642A KR101423626B1 (ko) | 2012-06-21 | 2012-06-21 | 박막형 태양전지 제조장치 및 이에 이용되는 증착챔버 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20130143260A true KR20130143260A (ko) | 2013-12-31 |
| KR101423626B1 KR101423626B1 (ko) | 2014-07-30 |
Family
ID=49986538
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020120066642A KR101423626B1 (ko) | 2012-06-21 | 2012-06-21 | 박막형 태양전지 제조장치 및 이에 이용되는 증착챔버 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101423626B1 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021145491A1 (ko) * | 2020-01-17 | 2021-07-22 | 엘지전자 주식회사 | 화학 기상 증착 장치 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100960863B1 (ko) * | 2007-12-18 | 2010-06-08 | 주식회사 테라세미콘 | 소스가스 공급장치 및 공급방법 |
| KR100960853B1 (ko) * | 2007-09-28 | 2010-06-07 | 한국전기연구원 | 박막선재 제조장치 |
-
2012
- 2012-06-21 KR KR1020120066642A patent/KR101423626B1/ko active IP Right Grant
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021145491A1 (ko) * | 2020-01-17 | 2021-07-22 | 엘지전자 주식회사 | 화학 기상 증착 장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR101423626B1 (ko) | 2014-07-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20200299842A1 (en) | Deposition platform for flexible substrates and method of operation thereof | |
| CN105814231B (zh) | 用于有机材料的蒸发源、用于在真空腔室中沉积有机材料的沉积设备及蒸发有机材料的方法 | |
| JP5081516B2 (ja) | 蒸着方法および蒸着装置 | |
| KR101254335B1 (ko) | 금속판 벨트 증발원을 이용한 선형 유기소자 양산장비 | |
| KR101997808B1 (ko) | 유기 재료를 위한 증발 소스 | |
| KR101223489B1 (ko) | 기판 가공 장치 | |
| JP6297597B2 (ja) | 調整可能な電極を有する堆積源 | |
| KR101983213B1 (ko) | 유기 재료를 위한 증발 소스 | |
| US20150376786A1 (en) | Apparatus And Methods For Carousel Atomic Layer Deposition | |
| KR101101749B1 (ko) | 박막형 태양전지의 제조 장치 및 제조 방법 | |
| JP2016514198A5 (ko) | ||
| KR101353033B1 (ko) | 박막형 태양전지 제조장치 및 이에 이용되는 버퍼 챔버 | |
| KR101478151B1 (ko) | 대면적 원자층 증착 장치 | |
| US20110262641A1 (en) | Inline chemical vapor deposition system | |
| KR101423626B1 (ko) | 박막형 태양전지 제조장치 및 이에 이용되는 증착챔버 | |
| KR101144068B1 (ko) | 박막형 태양전지의 제조 장치 및 제조 방법 | |
| KR101321331B1 (ko) | 태양전지용 박막 증착 시스템 | |
| KR101243878B1 (ko) | 태양전지 제조장치 | |
| KR101413981B1 (ko) | 플라즈마 발생장치 및 이를 포함하는 박막증착장치 | |
| KR100767026B1 (ko) | 유기발광소자 증착용 벨트형 면소스 | |
| KR101338827B1 (ko) | 증착 장치 | |
| KR20150055822A (ko) | 평면디스플레이용 화학 기상 증착장치 | |
| KR100938900B1 (ko) | 상압 금속 도핑 장치 | |
| KR101239609B1 (ko) | 태양전지 제조장치 | |
| KR101101747B1 (ko) | 박막형 태양전지의 제조 장치 및 제조 방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| 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: 20170526 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20180518 Year of fee payment: 5 |