TWI388068B - 用於製造薄膜型太陽電池的沉積裝置 - Google Patents

Description

用於製造薄膜型太陽電池的沉積裝置

本發明涉及一種用於製造薄膜型太陽電池的薄膜沈積裝置。特別涉及一種在製造薄膜型太陽電池時能夠防止微粒帶來的污染，從而防止太陽電池的性能下降並減少維修費的用於製造薄膜型太陽電池的沈積裝置。

通常，薄膜型太陽電池經過分解原料氣體、矽沈積、形成PN接合及形成抗反射膜及電極的過程製造。原料氣體的分解過程是，向真空內注入含有矽元素的單矽烷等原料氣體後，利用等離子體或加熱絲施加高能量而完成的。通常在加熱後溫度為200℃－300℃的帶透明電極(ITO)的玻璃基板上混合注入含有原料氣體和硼的氣體(B2H6)，以形成P型薄膜，然後投入單矽烷使其堆積在沈積有矽的被處理物之上。接著注入含有原料氣體和磷的氣體(Ph3)以形成N型薄膜，從而完成薄膜型太陽電池。在上述製造薄膜型太陽電池的一般過程中所使用的薄膜沈積裝置形成水平設置結構，其中被沈積物(玻璃基板等)被設置在下方，所述被沈積物的上方設置由氣體供給裝置及等離子源或加熱絲等構成的加熱部。

因此，以往的薄膜沈積裝置在沈積過程中存在貼附於氣體供給裝置等上的微粒掉落在被沈積物上的問題，而這將成為導致太陽電池缺陷的因素，或導致電池性能及生產 效率下降等問題。

當利用加熱絲時，所述加熱絲的兩端通常被固定在一起，從而形成兩端固定型結構。而這種結構，在發熱過程中由於熱變形而會發生加熱絲的下垂，並由此而導致電氣性能的變化及矽沈積厚度的變化。

此外，如果發生如上所述加熱絲的下垂現象，需要更換該加熱絲，從而增加維修費用。

鑒於現有技術中存在的上述問題，本發明的目的是提供一種用於製造薄膜型太陽電池的沈積裝置，其可在製造太陽電池的過程中防止微粒掉落在被沈積物之上，以降低產品的不良率。

並且，本發明的另一目的是提供一種用於製造薄膜型太陽電池的沈積裝置，其通過延長加熱絲的使用壽命，減少更換加熱絲所消耗的維修費用。

為了達到上述目的，本發明採取了如下技術方案。即本發明包括：腔室，具有可讓被沈積物出入的入口及出口；氣體供應部，向所述腔室內供給氣體；加熱組件，配置在所述腔室內；導軌，配置在所述腔室內部；被沈積物固定盤，沿著所述導軌滑行移動；輸送部，用於輸送所述被沈積物固定盤。

所述腔室最好由本體及蓋體組成，所述蓋體的一側樞接在所述本體上，另一側上結合有連接件。

所述腔室內最好設置有散氣板，所述散氣板向所述加熱組件擴散通過所述氣體供應部進入腔室內的氣體。

所述導軌最好由上下相隔預定距離設置的兩個導軌成對配置。

最好是把所述被沈積物在其垂直固定在所述被沈積物固定盤的狀態下輸送。

所述被沈積物固定盤上最好設有可供被沈積物夾設的插槽。

所述加熱組件最好包括：固定框；多個加熱絲，固定在所述固定框上並相互隔開預定間距；第一固定部，用於將所述多個加熱絲的一端固定在所述固定框；第二固定部，用於將所述多個加熱絲的另一端固定在所述固定框；張力調節部，用於調節所述第二固定部的位置以調節所述多個加熱絲的張力。

所述張力調節部最好包括：支承板，固定在所述固定框上；張力調節件，螺合在所述支承板上，用於對所述第二固定部施加壓力；彈性件，配置在所述固定框和所述第二固定部之間，用於向所述張力調節件方向對所述第二固定部施加壓力。

所述第一固定部最好包括：第一固定塊，與所述固定框相結合；第二固定塊，通過連結件固定在所述第一固定塊上；多個連結件，在所述多個加熱絲配置在所述第一固定塊和第二固定塊之間的狀態下，用於固定所述第一固定塊和所述第二固定塊。

所述第二固定部最好包括：第三固定塊，設置在形成於所述固定框上的凹槽中；第四固定塊，通過連結件固定在所述第三固定塊上；多個連結件，在所述加熱絲配置在所述第三固定塊和第四固定塊之間的狀態下，用於固定所述第三固定塊和所述第四固定塊。

所述加熱組件最好在所述多個加熱絲垂直設置的狀態下固定於所述腔室內。

所述輸送部最好包括：至少一個驅動源；至少一個轉向杆，在所述驅動源的作用下旋轉，並推動所述被沈積物或被沈積物固定盤使其沿著所述導軌移動。

具有如上結構的本發明由於加熱組件和被沈積物垂直對向配置，因此可防止微粒從氣體供應部自由掉落在被沈積物上並污染被沈積物。

並且本發明首次設置加熱絲時，通過張力調節部對多個加熱絲的張力進行精確調節使之達到最優化，以使其符合各加熱絲的特性，從而延長加熱絲的使用壽命，減少維修費用。

下面結合附圖和優選實施例對本發明進行詳細說明。

圖1是可應用於本發明實施例的薄膜型太陽電池沈積裝置的工藝腔室佈置示意圖，所述工藝腔室以直列狀態配置。

用於製造薄膜型太陽電池的沈積裝置包含裝載部L、第 一腔室1、第二腔室3、第三腔室5及卸載部UL。裝載部L為可將被沈積物供給到第一腔室1內的裝置，其可使用傳送機器人等常規裝置。而且,卸載部UL為用於取出在第三腔室5中完成處理工序的被沈積物，同樣可以使用傳送機器人等常規裝置。

並且，薄膜型太陽電池一般通過在玻璃基板(下稱“被沈積物”)上沈積P型薄膜層和N型薄膜層而製成。而在被沈積物上形成所述P型及N型薄膜層的過程是將被沈積物依序通過按直列方式佈置的所述第一腔室1、第二腔室3及第三腔室5而完成。

圖2是用來說明本發明實施例的整體外觀立體圖，其表示可應用於本發明薄膜型太陽電池沈積裝置中的腔室的一實施例。圖3是用來說明圖2所示腔室的內部結構的立體圖。圖4是圖3中主要部分的分解立體圖，其中附圖標記11表示腔室。

在本發明的實施例中，腔室11可由本體13和蓋體15構成，其中本體13具有內部空間，而所述蓋體15設置在所述本體13上並可開關。所述本體13的兩側具有可供玻璃基板等被沈積物W(參照圖4)在垂直狀態下進入進出的入口17和出口19。而且,所述腔室11具有向其內部供給原料氣體等的氣體供應部21。

所述蓋體15的下端樞接在所述本體13上。另外，所述蓋體15的上端通過連結件23與所述本體13相結合。用來結合本體13和蓋體15的連結件23可以是常規的單觸式 夾具(OneTouchClamp)等。如上所述將本體13和蓋體15樞接在一起並通過由單觸式夾具構成的連結件23來維持結合狀態之結構，其在必要時可以比較容易地將蓋體15從本體13分離開，從而使維修工作變得簡單。

所述蓋體15的內側連接有用於擴散從氣體供應部21供給的原料氣體的散氣板31。散氣板31上穿設有多個通孔，因此可以把氣體分散在較寬的面上。

而且蓋體15上結合有加熱組件33，所述加熱組件33與散氣板31之間隔開一定的距離，從而形成一定的空間。另外如圖5所示，本體13上設有用於引導被沈積物W在垂直狀態下滑入本體13內部或從本體13向外滑出的導軌35及37。此外如圖8所示，本體13上還設有用於輸送被沈積物W的輸送部39。

如圖6及圖7所示，所述加熱組件33包括：大約構成四邊形的固定框41，其中央設有一空間；第一固定部45，其設置在所述固定框41的下端，用於固定加熱絲43的一端；第二固定部47，設置在所述固定框41的上方，用於固定加熱絲43的另一端；及張力調節部49(如圖6所示)，用於改變第二固定部47的位置，以調節加熱絲的起始張力。

第一固定部45包括第一固定塊51與第二固定塊53、用於連接第一固定塊51與第二固定塊53的多個連結件55。第一固定塊51通過螺絲或螺栓等其他連結件與固定框41下端的凹槽41a(如圖7所示)相結合。此外，第一固定塊51的一面通過連結件55與第二固定塊53結合。加熱絲 43的一末端夾持在所述第一固定塊51和第二固定塊5之間，並通過螺絲或螺栓等連結件55固定。上述加熱絲43最好有多個，且其相互間隔開預定間距。

第二固定部47還包括第三固定塊61與第四固定塊63、用於結合第三固定塊61與第四固定塊63的另外多個連結件65。多個第三固定塊61設置在形成於固定框41上端的另一凹槽41b內，且多個第三固定塊61相互間隔開預定間距。此外，第三固定塊61的一面通過連結件65與第四固定塊63相結合。加熱絲43的另一末端夾持在所述第三固定塊61和第四固定塊63之間，並通過螺絲或螺栓等連結件65固定。這種加熱絲43最好有多個，且其相互間相隔預定距離。此外，當所述第二固定部47與固定框41結合時，通過張力調節部49可以改變其位置。

如圖6所示，張力調節部49包括：通過連結件與固定框41相結合的支承板71；穿設支承板71並與其相結合的多個張力調節件73；及利用彈力將所述第二固定部47向所述張力調節件73方向推頂的彈性件75。

支承板71通過螺絲或螺栓等連結件與固定框41相結合，並借此堵住所述固定框41上的凹槽41b的一部分，使所述第二固定部41保持置於凹槽41b內的狀態。此外，所述支承板71上可設有彼此間相隔預定距離的多個孔，並在多個加熱絲43貫穿所述多個孔的狀態下得以固定。多個張力調節件73與所述支承板71相結合，且該多個張力調節件73之間相隔預定距離，並可以緊貼在第二固定部47的 第三固定塊61或第四固定塊63。此外，彈性件75最好由壓縮線圈彈簧構成，其設置在固定框41的凹槽41b內，使第二固定部47緊貼在張力調節件73的前端。

另外，如圖5和圖8所示，所述本體13上設置有導軌35及導軌37。導軌35及導軌37的設置方向最好設置為被沈積物固定盤91通過入口15及出口17可移動的方向。而且,導軌35及導軌37成對配置，且兩者之間上下隔開預定距離。這種導軌35及導軌37可以被設置成能夠使被沈積物W在垂直配置的狀態下移動，也可以改變設置位置，即被設置成能夠使被沈積物W在與垂直方向形成一角度的傾斜狀態下移動。

被沈積物固定盤91在其相對的位置上設置有插槽91a，被沈積物W將插設在所述插槽91a(如圖4)內。這種被沈積物固定盤91可在結合有被沈積物W的狀態下配置在所述導軌35與導軌37之間，並可以滑行移動。

另外，能夠使所述被沈積物固定盤91移到相鄰腔室的輸送部39包含電機M1、M2等驅動源和在所述驅動源作用下旋轉的轉向杆101、103。轉向杆101、103的部分被彎曲，且可在驅動源的作用下旋轉並推動被沈積物W或被沈積物固定盤91的一側以使其沿著導軌35、17移動。本發明實施例中描述了所述輸送部39由通過驅動源而旋轉的轉向杆101、103構成的事例,然而本發明並不局限於此，可以具有多種結構。

下面，具體說明依據由上述結構構成的本發明實施 例，被沈積物沈積在腔室內的過程。

首先，將加熱絲43安裝于構成加熱組件33的固定框41上。此時，加熱絲43的一端設置於第一固定塊51和第二固定塊53之間，並通過連結件55將第一固定塊51和第二固定塊53相結合。從而加熱絲43的一端插設於第一固定塊51和第二固定塊53之間得以固定。

並且，把加熱絲43的另一端設置於第三固定塊61和第四固定塊63之間，並通過另一連結件65將第三固定塊61和第四固定塊63相結合。從而加熱絲43的另一端插設於第三固定塊61和第四固定塊63之間得以固定。因此，本實施例通過上述方法將多個加熱絲43固定於固定框41上。

然而，通過上述方法固定的多個加熱絲43，其各部分張力不夠均衡。因此，作業人員通過張力調節部49來調節每個加熱絲43的張力。即,將張力調節件73旋轉時，張力調節件73隨著支承板71沿加熱絲43的長度方向移動。因此，作業人員可以比較容易地設置加熱絲43的起始張力。另外，彈性件75利用其彈性始終把第二固定部47向張力調節件73方向推頂，因此可以使張力保持一定狀態。

這種作業可以預先精確地設置當所述多個加熱絲43反複得到加熱，從而其膨脹及收縮時能夠比較符合加熱絲43特性的張力，從而可以延長加熱絲43的使用壽命。因此，由於加熱絲43的使用壽命得到延長，從而可以減少維修成本。

如此設置的加熱組件33固定於蓋體15的內部，此時蓋體15在本體13上為開放狀態。並且，通過連結件23使蓋體15與本體13相結合。此時，加熱組件33的加熱絲43最好是以垂直狀態設置。即，加熱組件33和被沈積物W必須以垂直狀態相對應設置，才可以防止氣體供應部21上的微粒掉落在被沈積物上，進而避免發生沈積不良的現象。

另外，被沈積物W插設于被沈積物固定盤91上的插槽91a(如圖4所示，雖然上下側均有設置，但為了方便僅對使用者可觀察到的下端部作了附圖標記)內，並以此狀態供給到第一腔室1內。即,被沈積物W被夾在被沈積物固定盤91的上下兩側上。

夾有被沈積物W的固定盤91通過裝載部L上的裝載裝置經入口15供給到第一腔室1內。此時，固定盤91隨導軌35及導軌37移動而配置在腔室中央。當然,被沈積物W最好是以垂直狀態設置。但是，根據沈積條件的不同，被沈積物W不一定必須保持垂直狀態，也可以接近垂直角度的狀態設置。

在這種狀態下，向第一腔室1的內部供給原料氣體，並利用加熱絲施加較高的熱能，從而使所述原料氣體分解。在注入所述原料氣體時，同時混合注入硼氣等氣體，從而在被沈積物W上沈積形成P型矽薄膜。

並且，為了進行後續工程，向第二腔室3移送被沈積物固定盤91。此時，通過控制單元(未圖示)依次控制並驅動電機M1、M2。這樣一來，轉向杆101旋轉的同時緊貼于 被沈積物固定盤91上，且朝一方向推動被沈積物固定盤91(如圖8所示)。接著，另一轉向杆103旋轉的同時，仍以相同方法推動被沈積物固定盤91。

因此，被沈積物固定盤91隨導軌35及導軌37移動，進入相鄰設置的第二腔室3。然後，在第二腔室3上進行後續工序並製造太陽電池。

在上述本發明的實施例中，由於可以對加熱組件33上形成的加熱絲43的張力分別進行調節從而將其設置為最佳狀態，因此可以延長加熱絲43的使用壽命，減少維修成本。 並且在本發明的實施例中，由於加熱組件33和被沈積物在垂直狀態下相對設置，因此可以防止從原料氣體供應部或加熱組件上掉落的微粒直接落到被沈積物上的現象，從而降低產品次品率。

另外，雖然所述本發明的實施例中並沒有直接提到，本發明還可以被設置為使微粒不直接落到被沈積物上的其他結構，即翻轉現有氣體供應部和加熱組件的水平結構，從而在基板的下部設置所述氣體供應部和加熱組件。因而，在基板的底面上沈積矽薄膜，可以防止微粒掉到基板上的現有技術缺陷。

圖9是用來說明本發明的另一實施例中與圖6相對應的加熱組件。針對本發明的另一實施例中的加熱組件，其中與上述實施例相同部分以上述實施例的說明來代替，在此僅對不同之處進行說明。本發明的另一實施例中，第一固定部45與固定框41連接，並通過樞軸151旋轉。即,固 定框41上水平(參照圖9)設置有可以插入樞軸151的插孔41c。並且，第一固定部45上與該插孔41c對應的位置上設置有另一插孔(未圖示)。第一固定部45上設置的孔最好是設置在第一固定部45的偏心位置上。第一固定部45最好是以所述樞軸151為中心可以通過自身重力旋轉的結構來結合到固定框41上。所述第一固定部45的固定結構最好是，當加熱絲43在沈積過程中斷開，從而所述第一固定部45根據其自身重力旋轉時，由於其受到固定框41的壁面阻力而其向氣體供應部21方向的旋轉受到限制，而只向氣體供應部21的相反方向旋轉。這種結構是為了防止沈積過程中斷開的加熱絲43接觸到可設置在氣體供應部21處的電氣裝置等而發生電性短路。

1‧‧‧第一腔室

3‧‧‧第二腔室

5‧‧‧第三腔室

11‧‧‧腔室

13‧‧‧本體

15‧‧‧蓋體

17‧‧‧入口

19‧‧‧出口

21‧‧‧氣體供應部

23‧‧‧連結件

31‧‧‧散氣板

33‧‧‧加熱組件

35、37‧‧‧導軌

39‧‧‧輸送部

41‧‧‧固定框

41a、41b‧‧‧凹槽

41c‧‧‧插孔

43‧‧‧加熱絲

45‧‧‧第一固定部

47‧‧‧第二固定部

49‧‧‧張力調節部

51‧‧‧第一固定塊

53‧‧‧第二固定塊

55、65‧‧‧連結件

61‧‧‧第三固定塊

63‧‧‧第四固定塊

71‧‧‧支承板

73‧‧‧張力調節件

75‧‧‧彈性件

91‧‧‧固定盤

91a‧‧‧插槽

101、103‧‧‧轉向杆

151‧‧‧樞軸

L‧‧‧裝載部

M1、M2‧‧‧電機

UL‧‧‧卸載部

W‧‧‧被沈積物

圖1是為了說明本發明實施例而提供的工藝腔室佈置位置的示意圖。

圖2是用來說明本發明實施例的整體外觀立體圖。

圖3是用來說明本發明實施例部分內部結構的立體圖。

圖4是圖3中主要部分的分解立體圖。

圖5是圖2中沿V－V的剖面圖。

圖6是本發明的主要部分－加熱組件的立體圖。

圖7是圖6所示主要部分的分解立體圖。

圖8是用來輸送被沈積物或被沈積物固定盤的輸送部的操作過程示意圖。

圖9是與圖6所示本發明主要部分對應的另一實施例的立體圖。

13‧‧‧本體

15‧‧‧蓋體

17‧‧‧入口

33‧‧‧加熱組件

37‧‧‧導軌

91‧‧‧固定盤

W‧‧‧被沈積物

Claims (10)

1. 一種用於製造薄膜型太陽電池的沈積裝置，其中包括：腔室，具有供被沈積物出入的入口及出口；氣體供應部，向所述腔室內供給氣體；加熱組件，垂直設置有多個加熱絲的狀態下固定在所述腔室內；導軌，成對配置在所述腔室內部，且兩導軌之間上下隔開預定距離；被沈積物固定盤，沿著所述導軌滑行移動；輸送部，用於輸送所述被沈積物固定盤。
2. 如申請專利範圍第1項所述之用於製造薄膜型太陽電池的沈積裝置，其中：所述腔室由本體及蓋體組成，所述蓋體的一側樞接在所述本體上，另一側與連結件相結合。
3. 如申請專利範圍第1項所述之用於製造薄膜型太陽電池的沈積裝置，其中：所述腔室內設置有散氣板，所述散氣板向所述加熱組件方向擴散通過所述氣體供應部進入腔室內的氣體。
4. 如申請專利範圍第1項所述之用於製造薄膜型太陽電池的沈積裝置，其中：所述被沈積物以垂直固定於所述被沈積物固定盤的狀態下輸送。
5. 如申請專利範圍第1項所述之用於製造薄膜型太陽電池的沈積裝置，其中，所述加熱組件包括：固定框；多個加熱絲，固定在所述固定框上並相互隔開預定間距；第一固定部，用於將所述多個加熱絲的一端固定在所述固定框上；第二固定部，用於將所述多個加熱絲的另一端固定在所述固定框上；張力調節部，用於調節所述第二固定部的位置以調節所述多個加熱絲的張力。
6. 如申請專利範圍第7項所述之用於製造薄膜型太陽電池的沈積裝置，其中，所述張力調節部包括：支承板，固定在所述固定框上；張力調節件，螺合在所述支承板上，用於對所述第二固定部施加壓力；彈性件，配置在所述固定框和所述第二固定部之間，用於向所述張力調節件方向對所述第二固定部施加壓力。
7. 如申請專利範圍第7項所述之用於製造薄膜型太陽電池的沈積裝置，其中，所述第一固定部包括：第一固定塊，與所述固定框相結合；第二固定塊，通過連結件固定在所述第一固定塊上；多個連結件，在所述多個加熱絲配置在所述第一固定 塊和第二固定塊之間的狀態下，用於固定所述第一固定塊和所述第二固定塊。
8. 如申請專利範圍第7項所述之用於製造薄膜型太陽電池的沈積裝置，其中，所述第二固定部包括：第三固定塊，設置在形成於所述固定框上的凹槽中；第四固定塊，通過連結件固定在所述第三固定塊；多個連結件，在所述加熱絲配置在所述第三固定塊和第四固定塊之間的狀態下，用於固定所述第三固定塊和所述第三固定塊。
9. 如申請專利範圍第1項所述之用於製造薄膜型太陽電池的沈積裝置，其中，所述輸送部包括：至少一個驅動源；至少一個轉向杆，在所述驅動源的作用下旋轉，並推動所述被沈積物或被沈積物固定盤使之沿著所述導軌移動。
10. 如申請專利範圍第7項所述之用於製造薄膜型太陽電池的沈積裝置，其中：所述第一固定部通過樞軸固定在所述固定框上並具有偏心力，從而靠自身重力得以旋轉。