TWI440192B - 製備太陽能電池的同軸系統 - Google Patents

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Description

製備太陽能電池的同軸系統
本發明涉及一種用於製備銅銦鎵(2)-硒(CIGS)太陽能電池的同軸系統。本發明尤其涉及一種太陽能電池製備的同軸系統，它將基板裝載區、沉積區和熱處理區依次同軸連續地安裝在一個一體化的內腔裏，來連續地處理基板，同時在沉積區內分離出一個濺射單元的安裝空間，不僅可以替換一個濺射靶，避免對整個真空腔中的真空態產生破壞，還可以控制濺射靶和基板之間的距離，減少處理時間，使整個裝置的長度減小，提高整個生產線的管理效率。
通常，可直接將光能轉換成電能的半導體器件之一的太陽能電池，主要分為矽太陽能電池如多晶矽和單晶矽太陽能電池，和非晶矽太陽能電池，化合物半導體太陽能電池，等等。
矽太陽能電池是一種利用半導體正負(PN)結在太陽光下形成電場的原理來生產電能的光電電池，通過加工一個放置有不同極性的N型半導體和P型半導體並互相接觸的矽晶片來形成不同的電極。
CIGS太陽能電池，一種化合物半導體太陽能電池，是一種具有高光吸收係數的銅(Cu)、銦(In)、鎵(Ga)、硒(Se)等沉積的光能吸收層，和用於沉積的如玻璃、聚合物等的基片，和可用於生產電能的太陽 能電池。高效率CIGS太陽能電池可以製成厚度只有1-2μm的薄膜上。另外，由於優良的電氣性能和光學穩定性，CIGS太陽能電池可以形成一個非常理想的光吸收層。因此，CIGS太陽能電池是一種正在研究的低價格和高效率的太陽能電池。
一般來說，化合物半導體太陽能電池層壓薄片和薄膜的形式，如後方電極，光吸收層，緩衝層，透明電極層，防反光膜，網格等，在基片上作為一個個單元存在。因此，化合物半導體太陽能電池可以通過多元化的處理工藝，如濺射形成薄膜層的沉積過程或蒸發沉積過程等等來製造。
因此，傳統的太陽能電池生產工藝中使用多種設備來操作各自的工序，用於形成薄膜層的真空室，濺射沉積設備，蒸發沉積設備等等。
在這裏，濺射沉積設備用來濺射靶面沉積薄膜所使用的活躍原子或分子，是通過加速使得在高壓條件下放電釋放出正離子，並使高能量的正離子去撞擊濺射靶面。
一般來說，傳統的濺射沉積設備在真空室內安裝一個濺射單元設備和濺射目標，以及基片表面的理想沉積材料，採用射頻(RF)或高壓直流電(DC)來濺射目標和產生等離子體狀態的正離子來撞擊濺射的目標。
然而，製造太陽能電池的傳統生產線存在以下問題。
第一個是，由於濺射沉積設備，蒸發沉積設備，熱 加工設備等等都是獨立安裝以及工序生產線是分隔開的，連續或獨立的工序使得不僅加工條件變惡劣而且基片的移動距離增大，加工速度減慢，加工效率降低，同時加工生產量也大大的降低。第二是，因為多個真空室或熱量室各自獨立建設，這就使得使用公共的設備如真空泵就變得困難。第三是，由於基板的沉積加工生產線過長，使得對生產線的有效管理變得困難。第四是，因為在濺射物件更換的過程中對整個真空室的真空度有破壞，這就使得在對濺射物件更換時不可能進行濺射沉積操作，此外，將會有大量的時間和成本用於真空環境的破壞與重新生成。第五是，由於濺射物件與基板之間存在空間距離，使得不可能得到相適合的控制來使濺射物件的消耗與沉積加工的進度保持一致，這就很難保證取得一致的沉積品質。
本發明的一個優選實施方面是解決至少一個上述問題和/或缺點，提供至少一種下述優點。因此，本發明的一個優選實施方面是將基板裝載區、沉積區和熱處理區依次同軸連續地安裝在一個一體化的內腔裏，來增加一個連續的處理，使處理速度提高，從而可以連續地獲得一種額外的有效處理結果。
本發明的另一個優選實施方面是可以簡易地使用現有的類似設備，如一個真空泵等，同時由於僅連接安裝一個真空腔或熱處理腔就可完成每個處理步驟，因此降 低安裝成本。
本發明的一個更優選實施方面是簡化了沉積處理生產線的設置，提高了太陽能電池生產線的管理效率，從而實現了更大規模的生產。
本發明的另一個優選實施方面是從真空腔的內部空間中分離出一個濺射單元安裝間隔，替換掉濺射靶，從而避免了對整個真空內腔中真空態的破壞。
本發明的另一個優選實施方面是即使在沉積處理中也可以更簡單方便地控制濺射靶和基板之間的間隔距離，提高沉積品質和處理效率。
如本發明一方面所述公開了一種製備太陽能電池的同軸系統。所述的製備太陽能電池的同軸系統包括一個輸入基板的基板裝載區，一個連續地將基板上表面上的光吸收層沉積掉的沉積區，以及一個對沉積區送來的基板進行熱處理的熱處理區。所述的基板裝載區和熱處理區是連續地安裝在一個一體化內腔中相互間隔的內部間隔中。基板的傳送構件是連續地連接安裝的，這樣當基板在一個一體化內腔中被處理時是連續地傳送的。
所述的傳送構件包括多條分別安裝在基板裝載區、沉積區和熱處理區下部的傳送帶，它們可以連續不斷地傳送基板。
下面將結合附圖具體說明本發明的優選實施例。為了使下述說明更簡潔，將會在說明中省略其中公知的結 構和構造。
圖1是本發明所述的一種製備太陽能電池的同軸系統的結構示意圖。
本發明是為了在一塊基板上形成一個銅銦鎵(2)-硒(CIGS)太陽能電池的光吸收層。本發明涉及一種能連續地沉積基板表面上的銅(Cu)、銦(In)、銅/鎵(Cu/Ga)和一種硒化合物，形成一層CIGS薄膜層，即CIGS太陽能電池的光吸收層。
如圖1所示，本發明所述的同軸系統包括一個基板裝載區10，一個光吸收層沉積區50和一個熱處理區60。
所述的基板裝載區10、光吸收層沉積區50和熱處理區60是連續地安裝在一個一體化內腔300中相互間隔的內部間隔內。並且基板裝載區10、光吸收層沉積區50和熱處理區60被設置為可以使傳送構件110、111、112和113能相互配合地傳送基板100。這樣基板100在一個一體化內腔300中被連續傳送的同時進行處理。
基板裝載區10是安裝在一體化內腔300的前端，其用於在連續的處理過程中將基板100不斷地輸送給沉積區50。
基板裝載區10的內部環境始終控制為低真空(約1.0E-3托)，形成一個裝載控制腔，它起一個緩衝作用，當基板100被送到內部環境為高真空(約1.0E-6 至1.0E-7托)的沉積區50時，它可以緩衝基板100所承受的不同壓力。
基板裝載區10和沉積區50之間的連接處裝有一個閘閥(圖中未顯示)，並將一體化內腔300中的內部區域相互分隔開。
基板裝載區10包括多個傳送基板100的傳送構件和一個真空泵(圖中未顯示)，此外還包括一個預熱構件15，該構件可以提前加熱基板100。
所述的傳送構件可以包括若干個傳送滾柱或運送單元。所述的預熱構件15可以包括一個公知的加熱管，該加熱管可以將基板100加熱到300℃左右。
所述的基板裝載區10可以單獨地安裝所述的真空泵，也可以與上述沉積區50的濺射區20中安裝的一個真空泵23相連。
所述的基板100可以是由聚合物，如有彈性的塑膠材料、玻璃或是金屬材料，如薄板形不銹鋼(SUS)板製成。
所述的沉積區50與所述的基板裝載區10相連的安裝，它在基板100的上表面形成一個光吸收層，包括銅(Cu)、銦(In)、鎵(Ga)和硒(Se)。所述的沉積區50包括濺射區20和蒸發區40。
所述的濺射區20內包括若干個濺射單元30，該單元中分別以銅(Cu)、銦(In)、銅/鎵(Cu/Ga)作為濺射靶31、32和33。所述的濺射單元30是相互間隔地安 裝在一體化內腔300的頂部，它們可以沿基板100的傳送方向來連續不斷地沉積。
每一個濺射單元30都設置為可以使濺射靶31、32和33朝向基板100的上表面。
所述的濺射單元30不僅限於分別與銅(Cu)、銦(In)、銅/鎵(Cu/Ga)對應的濺射靶31、32和33，而是也可以是其他各種形式的組合，如銅-銦(CI)、銅-銦-鎵(CIG)等一個濺射靶內含有元素組合。
所述的濺射單元30的電源37可以是DC或RF電源。所述的濺射靶31、32和33中每一個都可以形成一個陰極。
所述的濺射單元30中還裝有一個冷卻管35。
所述的冷卻管35中有迴圈的冷卻水，因此能冷卻濺射單元30。
濺射單元30中還裝有一條供氣管36，它能在濺射靶31、32和33的下表面提供一種惰性氣體如氬氣(Ar)，形成等離子體200(如圖2所示)。
綜上所述，所述的濺射單元30能在所傳送的基板100上表面上連續地真空沉積銅(Cu)、銦(In)、銅/鎵(Cu/Ga)。
濺射區20內設有一個真空腔25，其為約1.0E-6至1.0E-7托的高真空。真空腔25下表面安裝的傳送構件110可以傳送所述的基板100。
濺射區20下表面安裝了一個真空泵23，它形成了 高真空的真空腔25。
所述的蒸發區40用於真空蒸發硒(Se)顆粒的蒸氣沉積處理，並在基板上100的上表面上沉積硒(Se)。所述的蒸發部件40上側設有一個硒蒸發器45(使用H2 Se、H2 S等)，下側設有一個傳送基板100的傳送構件111。
真空區40中設有一個真空泵43，它可以使蒸發區40中形成一個約1.0E-6至1.0E-7托的高真空。
但是，所述的濺射區20和蒸發區40可以以公知的方式使用一個高真空泵。
圖2所示的是本發明一個優選實施例中蒸發區40內硒蒸發器45的結構示意圖。由於硒蒸發器45的特性是用於蒸發沉積基板100上的硒顆粒250，硒蒸發器45包括一個存儲容器46，其將硒顆粒250盛放於其中。一個公知的加熱構件(圖中未顯示)可以設置在存儲容器46的下側，它將硒顆粒250加熱蒸發至預定的溫度(約300℃)。
也可以安裝一條公知的加熱管來代替加熱構件，但是這不能限制本發明的保護範圍。即，可以使用一個雷射器來加熱蒸發硒顆粒250。
由於蒸發後的硒氣體會向上移動，因此硒蒸發器45中設有一個載氣供給管48，它將蒸發後的硒氣體送到基板100的上表面。
如箭頭所示，所述的載氣供給管48將惰性氣體如 氬氣(Ar)與蒸發後的硒氣體混合，使硒氣體沉積在基板100的上表面。
溅射區20和蒸發區40之間安裝了一個閘閥120，它將溅射區20和蒸發區40分隔成兩個彼此相互獨立的區域。
所述的閘閥120可以是一個公知的滑動閥門。所述的閘閥120可以是由一個控制器(圖中未顯示)來控制自動地開/關，並且其開/關與基板傳送和沉積過程相配合。
所述的熱處理區60用於進行一個熱處理過程，它對已經沉積區50中被沉積在基板100上表面上的光吸收層進行穩定化處理。如圖所示，所述的熱處理區60是連接安裝在蒸發區40的後端。
所述的熱處理區60在真空狀態、約400℃-600℃的溫度下，將完成了光吸收層沉積的基板100加熱一段預定的時間。
一個用於分隔區域的閘閥130可以安裝在熱處理區60和蒸發區40之間。一個傳送構件112可以安裝在熱處理區60的下側，它與蒸發區40中的傳送構件111相互配合地操作。
所述的熱處理區60中可以安裝一個獨立的真空泵，也可以與蒸發區40中的真空泵43相連，使用該真空泵。
所述的熱處理區60可以是高速熱處理設備，如一 個使用鹵素燈的快速熱處理(RTP)設備。但是，所述的熱處理區60優選是一個低速熱處理腔，它可以逐漸地升高加熱溫度，它從低溫至高溫連續地升高加熱溫度，將基板100受到的熱衝擊降至最低。
熱處理區60的後端可以連接安裝一個緩衝層沉積區70。
所述的緩衝層沉積區70是在一個CIGS太陽能電池中光吸收層和一個透明導電模(如一個透明導電氧化層)之間形成的一個緩衝層。在一個高真空環境中(約1.0E-6至1.0E-7托)，所述的緩衝層沉積區70使用一個輸入單元75將基板100中光吸收層的上表面上層壓形成所述的緩衝層。
所述的緩衝層沉積區70在一個與濺射區20相似的環境條件下進行處理，因此其包括一個傳送基板100的傳送構件113和一個真空泵73。
一個用於分隔區域的閘閥140可以安裝在熱處理區60和緩衝層沉積區70之間的連接區內用來分隔各區。
但是，所述的緩衝層沉積區70的濺射單元75使用一種硫化鋅(ZnS)、硫化銦(InS)或硫化鎘(CdS)的濺射靶72。
綜上所述，本發明將基板裝載區10、濺射區20、蒸發區40、熱處理區60和緩衝層沉積區70相互配合地連續連接安裝在一個一體化的內腔300中，並在該一體化內腔300的前端至後端之間連接安裝傳送構件 110、111、112和113，從而可以連續地沉積基板100上的光吸收層和緩衝層。
所述的傳送構件110、111、112和113可以是傳送滾柱和運送單元。
下面將結合圖3和4說明本發明所述的製備太陽能電池的同軸系統的工作過程。
圖3是濺射區20在操作狀態時的局部側視圖。圖4是本發明的工作流程圖； 如圖4所示，本發明所述的一個工作過程是連續地完成基板輸入(S10)、濺射沉積(S20)、蒸發沉積(S30)、熱處理(S40)、緩衝層沉積(S50)和基板輸出(S60)。
所述的基板輸入(S10)即在基板裝載區10中被預熱的基板100被輸入到沉積區50中。所述的濺射沉積(S20)即每個濺射單元30在濺射區20中沉積基板100上表面上的銅(Cu)、銦(In)、銅/鎵(Cu/Ga)元素。
同時，如果基板100完全進入到濺射區20中，那麼閘閥(圖中未顯示)則會關閉，使基板裝載區10和濺射區20相分離。
所述的濺射沉積(S20)即銅(Cu)、銦(In)和銅/鎵(Cu/Ga)沉積在基板100上的操作是連續或同時完成的。如圖3所示，每個濺射單元30沿濺射靶31、32和33向下噴射出一種反應氣體。在高壓下，噴射出的反應 氣體在基板100的上表面上轉變成一種等離子態200。
同時，等離子態200的陽離子會加速撞擊形成陰極的每一個濺射靶31、32和33，通過這種撞擊，與濺射靶31、32和33相對應的銅(Cu)、銦(In)和銅/鎵(Cu/Ga)元素被移出，並沉積在基板100的上表面。
如果沉積已經完成，那麼濺射區20後端的閘閥120就會打開濺射區20和蒸發區40之間的區域，使基板100進入到蒸發區40中。然後，所述的閘閥120再次關閉濺射區20和蒸發區40之間的區域。
所述的蒸發沉積(S30)即蒸發區40將硒(Se)沉積在基板100的上表面上。如圖2所示，所述的蒸發區40將加熱硒蒸發器45的儲存容器46，蒸發硒顆粒250，並利用載氣供給管48中的裝載氣體，強制性地將蒸發後的硒氣體擴散到基板100的上表面，使述的硒顆粒250沉積在基板100的上表面。
然後，所述的熱處理過程(S40)是在熱處理區60中完成的。然後，所述的基板100被傳送到緩衝層沉積區70中，在這裏完成緩衝層沉積過程(S50)。
同時，所述的閘閥130打開/關閉來傳送基板100，並將熱處理區60與緩衝層沉積區70分隔開。
所述的緩衝層沉積(S50)是用與濺射區20中光吸收層沉積相同的方法完成的。
最後，所述的基板100完成了光吸收層和緩衝層的沉積，並輸出(S60)到一體化內腔300的外面，用於 確保隨後的一個處理。
圖5和6所示的是本發明另一個優選實施例中濺射區20的濺射單元30。
圖5和6分別所示的是本發明另一個優選實施例中的濺射單元30。
如圖5所示，一個真空隔離構件360安裝在所述的濺射單元30中。
圖5所示的是濺射單元30是非限制性地安裝在一個真空腔25中。所述的真空隔離構件360可以分別安裝在若干個濺射單元30中，這些濺射單元是設置在圖1所示的濺射靶31、32和33中。因此，所述的光吸收層可以連續不斷地沉積在真空腔25中的基板100上。
一個提升構件350安裝在濺射單元30的外側表面上，讓濺射單元30上升或下降，使濺射靶31和基板100之間有一個可控的間隔距離。
所述的提升構件350適於控制濺射靶31和基板100之間的間隔距離，使之與沉積過程完成後濺射靶31的消耗量相匹配。所述的提升構件350包括一個波紋管330和一個控制部件340。
所述的波紋管330的外表面上設有螺紋，因此它可以收縮或擴張。所述的波紋管330的一端與濺射槍38的外表面相連，另一端與真空腔25的上部相連。
所述的波紋管330的頂端沿濺射槍38的整個外表面相連，底端沿穿孔27的外面相連，其中穿孔是設置 在真空腔25的上部。
優選的，所述的波紋管330是與真空腔25上部可拆式相連的，其中真空腔可以用於替換濺射靶31。
所述的波紋管330是設置成內部空間與外部環境相隔離的，此外其內部空間與真空腔25的內部是相通的。
所述的控制部件340將濺射槍38支撐固定在一個預定的位置處。所述的控制部件340包括一個支撐杆342和一個控制杆345。
所述的支撐杆342設有多個，它們均設置在濺射槍38的外表面。所述的支撐杆342是安裝固定在波紋管330的上部。所述的支撐杆342一端與濺射槍38的外表面相連，另一端向外突出。
所述的支撐杆342另一端與控制杆345的頂端相連。
所述的控制杆345是直立地安裝，並且其頂端與支撐杆342相連，另一端與真空腔25的上部相連。所述的控制杆345是可以上/下調節高度的。
即，所述的控制杆345頂端穿過支撐杆342的這一端，並與支撐杆342的這一端旋轉地連接。所述的控制杆345是安裝為用於支撐支撐杆342。所述的控制杆345的底端與真空腔25的上部螺接，通過旋轉可以控制它們之間的連接深度，因此向上或向下控制支撐杆342的位置，使濺射單元30上升或下降。
但是，所述的控制杆345不僅限於螺接，也可以使用液壓泵或氣壓泵或者也可以使用各種類型，如齒輪、鏈條等不同於液壓泵或氣壓泵的升降裝置來使濺射單元30上升或下降。
因此，如果利用控制部件340使濺射單元30上升或下降，波紋管330就相應地收縮或擴張。這樣，無論濺射單元30上升還是下降，波紋管330都能使真空腔25的內部與外界環境隔離開來，使之保持真空狀態。
所述的真空隔離構件360是安裝在真空腔25的內表面和上表面上。
所述的真空隔離構件360是安裝為打開或關閉濺射單元30的安裝間隔，使濺射單元30的這個安裝間隔與真空腔25隔離開。所述的真空隔離構件360包括一個隔板362和一個閘閥365。
所述的隔板362的頂端與真空腔25內的上表面相連且向下延伸。所述的隔板362是矩形或圓形，並且它是沿濺射槍38的週邊安裝的。
所述的隔板362是安裝用於將濺射槍38中的一個安裝間隔和真空腔25分隔開來。因此，如圖所示，濺射槍38設置在隔板362的中間。
此外，隔板362的一側安裝了一個真空泵270。
所述的真空腔270用於將隔板362中的內部間隔變成一個真空狀態，其中隔板362的內部間隔由上述閘閥365來關閉。
所述的閘閥365是安裝在隔板362的一側。所述的閘閥365還設有一個可滑動的開/關板366，它用於開/關隔板362的下部，並將隔板362的內部間隔與真空腔25的內部間隔分隔開。
所述的閘閥365可以是一種公知的滑動閘，它能密封液體的通道，阻止液體的流動或是讓液體流動。所述的閘閥365能夠在控制器(圖中未顯示)的調整下與沉積處理過程相配合。
圖6所示的是本發明另一個優選實施例所述的濺射區20中的基板傳送構件。如圖6所示，基板傳送構件可以是一個連續卷軸式單元430。
圖6所示的優選實施例與圖5所示的優選實施例基本相同，它們的不同之處僅在於基板傳送構件，因此下面將僅說明該改進的結構。
圖6所示的優選實施例使用一塊彈性聚合物材料製成的基板400。如圖6所示，所述的連續卷軸式單元430是安裝在真空區25中，它可以連續地展開或連續地捲繞基板400。
所述的連續卷軸式單元430是旋轉地安裝在真空腔25中，這樣彈性基板400就可以被連續地傳送。所述的連續卷軸式單元430包括一個展開滾筒410和一個再捲繞滾筒420。
所述的展開滾筒410和捲繞滾筒420是相對地安裝在真空腔25的兩側。
所述的展開滾筒410能捲繞其外表面使基板400展開，將基板400傳送給再捲繞滾筒420。所述的再捲繞滾筒420用於接收由展開滾筒410展開向前的基板400，並在其外表面上再次連續地捲繞所述的基板400。
所述的展開滾筒410和再捲繞滾筒420均包括多個由金屬材料製成，且直徑與外界環境或沉積處理條件相匹配的直徑的滾柱，並且均能利用單獨的驅動構件以預定的速度連續地傳送基板(圖中未顯示)。
所述的展開滾筒410可以包括一個加熱構件，它可以在處理需要時對基板400進行預加熱。
所述的加熱構件可以安裝在展開滾筒410中，並且可以是設置安裝成一種公知的加熱管。
所述的連續卷軸式單元430除了展開滾筒410和展開滾筒420之外還包括若干個用於引導基板400的導向滾柱。這樣所述的連續卷軸式單元430可以確保能在真空腔25中利用導向滾柱簡易地形成一個基板傳送通道，並依據基板400的傳送位置，將濺射單元30的濺射靶31設置成多種樣式。
一個基板支撐415可以安裝在連續卷軸式單元430中，用於支撐所傳送的基板400的底面。
因此，當進行一個連續的濺射沉積處理時，所述的基板400可以被連續卷軸式單元430連續地展開或捲繞。
下面將結合圖7，進一步說明圖5所示的優選實施例的工作過程。
圖7是圖5中濺射單元30在工作狀態下的結構示意圖。
如圖7所示，如果基板100被傳送構件110裝載到真空腔25中，所述的濺射靶31朝向基板100的上表面，而濺射單元30沿濺射靶31的週邊向下噴射一種反應氣體。這時，電源37的高伏電壓使噴射出的反應氣體在基板100的上表面上轉變成一種等離子態210。
這時，等離子態210的陽(+)離子加速撞擊濺射靶31，使之形成一個陰極。通過撞擊，濺射靶31的鉬(Mo)、銅(Cu)、銦(In)、銅/鎵(Cu/Ga)元素被移出，並沉積在基板100的上表面，從而完成了一個沉積處理。
同時，閘閥360保持打開隔板362的狀態。
如果濺射靶31隨沉積處理被消耗，那麼就需要控制基板100上表面和濺射靶31下表面之間的距離，利用提升構件350來向上或向下移動濺射槍31，就可以實現控制，保持優選的距離。
此外，利用閘閥365來密封隔板362，將真空腔25的內部間隔與隔板362的內部間隔分隔開來，拆掉濺射單元30，將濺射31換一個新的，就可以將濺射靶31替換掉。
如果完成了對濺射靶31的替換，那麼濺射單元30 就可以再與真空腔25相連，於是就可以利用隔板362中安裝的真空泵270將波紋管330與隔板362的內部間隔變成真空狀態。
然後，利用閘閥365打開隔板362，然後再次進行沉積處理。
因此，本發明是將基板裝置區10、濺射區20、蒸發區40、熱處理區60和緩衝層沉積區70連續且同軸地連接、安裝在一個一體化內腔300中，因此可以增加處理的連續性，提高處理速度，從而提高處理結果的效率，使之對公知設備如真空泵23等的使用更簡易，簡化了同軸的太陽能電池製備生產線，提高整個生產線的管理效率。
此外，本發明甚至能在沉積處理過程中也能利用升降構件350簡單方便地控制濺射靶31和基板100或400之間的間隔距離，而不會破壞真空腔25的真空態，並能利用真空分隔構件360將濺射單元30的安裝間隔與真空腔25的內部間隔真空分隔開來，從而可以替換濺射靶31，而不會破壞整個真空腔25的真空狀，提高處理效率，並增加沉積品質。
如上所述，本發明還有如下效果。第一通過在同軸沉積處理生產線上連續地進行處理，來提高處理速度和處理效率，從而能增加產率。第二通過利用公知的方式使用與真空腔或熱處理腔類似的設備，簡化了整個設置，從而能減少設備費用，使製備生產線更有效地管 理。第三是減少了濺射靶的更換時間和更換費用，並顯著減少了沉積費用和製備費用。第四是簡化並方便地控制濺射靶和基板之間的間隔距離，提高了沉積品質，因此極大地降低了基板的錯誤率。
雖然本發明已經公開描述了某些優選的實施例，但應理解為只要不違背和超出權利要求所規定的本發明的原理和範圍，本領域的技術人員就可以對其進行各種變化。
10‧‧‧基板裝載區
100‧‧‧傳送基板
110‧‧‧傳送構件
111‧‧‧傳送構件
112‧‧‧傳送構件
113‧‧‧傳送構件
120‧‧‧閘閥
130‧‧‧閘閥
140‧‧‧閘閥
15‧‧‧預熱構件
20‧‧‧濺射區
200‧‧‧等離子體
210‧‧‧等離子態
23‧‧‧真空泵
25‧‧‧真空腔
250‧‧‧蒸發硒顆粒
27‧‧‧穿孔
270‧‧‧真空泵
30‧‧‧濺射單元
300‧‧‧體化內腔
31‧‧‧濺射靶
32‧‧‧濺射靶
33‧‧‧濺射靶
330‧‧‧波紋管
340‧‧‧控制部件
342‧‧‧支撐杆
345‧‧‧控制杆
35‧‧‧冷卻管
350‧‧‧提升構件
36‧‧‧供氣管
360‧‧‧真空隔離構件
362‧‧‧隔板
365‧‧‧閘閥
366‧‧‧開/關板
37‧‧‧電源
38‧‧‧濺射槍
40‧‧‧蒸發區
400‧‧‧基板
410‧‧‧展開滾筒
415‧‧‧基板支撐
420‧‧‧再捲繞滾筒
43‧‧‧真空泵
430‧‧‧連續卷軸式單元
45‧‧‧硒蒸發器
46‧‧‧儲存容器
48‧‧‧載氣供給管
50‧‧‧沉積區
60‧‧‧熱處理區
70‧‧‧緩衝層沉積區
72‧‧‧濺射靶
73‧‧‧真空泵
75‧‧‧輸入單元
下面將結合附圖進一步詳細說明本發明的上述以及其他目的、特徵和優點，其中：圖1是本發明所述的一種製備太陽能電池的同軸系統的結構示意圖；圖2所示的是本發明一個優選實施例中蒸發區的結構示意圖；圖3是本發明所述的濺射區在操作狀態時的結構示意圖；圖4是本發明所述的一種製備太陽能電池的同軸系統的工作流程圖；圖5是本發明一個優選實施例中濺射區的結構示意圖；圖6是濺射區的結構示意圖，在該濺射區中設有連續卷軸式基板傳送構件。
圖7是圖5中濺射區在工作狀態下的結構示意圖。
在這些附圖中，同樣的附圖標記代表同樣的元素、特徵和結構。
10‧‧‧基板裝載區
100‧‧‧傳送基板
110‧‧‧傳送構件
111‧‧‧傳送構件
112‧‧‧傳送構件
113‧‧‧傳送構件
120‧‧‧閘閥
130‧‧‧閘閥
140‧‧‧閘閥
15‧‧‧預熱構件
20‧‧‧濺射區
23‧‧‧真空泵
25‧‧‧真空腔
30‧‧‧濺射單元
300‧‧‧體化內腔
31‧‧‧濺射靶
32‧‧‧濺射靶
33‧‧‧濺射靶
35‧‧‧冷卻管
36‧‧‧供氣管
37‧‧‧電源
43‧‧‧真空泵
45‧‧‧硒蒸發器
50‧‧‧沉積區
60‧‧‧熱處理區
70‧‧‧緩衝層沉積區
72‧‧‧濺射靶
73‧‧‧真空泵
75‧‧‧輸入單元

Claims (15)

  1. 一種製備太陽能電池的同軸系統，其特徵在於該系統包括：一個用於輸入基板的基板裝載區；一個連續地將基板上表面上的光吸收層沉積掉的沉積區；一個對沉積區送來的基板進行熱處理的熱處理區，所述的基板裝載區和熱處理區是連續地安裝在一個一體化內腔中相互間隔的內部間隔中，每個用於傳送基板的傳送構件是連續地連接安裝的，這樣當基板在一個一體化內腔中被處理時是連續傳送的。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的同軸系統，其特徵在於所述的傳送構件包括若干個分別安裝在基板裝載區、沉積區和熱處理區下部的傳送單元，它們連續不斷地傳送基板。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的同軸系統，其特徵在於所述的基板裝載區還包括一個用於預加熱基板的預加熱構件。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的同軸系統，其特徵在於所述的沉積區包括：一個濺射區，其用於沉積基板上表面處的銅(Cu)、銦(In)和鎵(Ga)；一個蒸發區，其用於在基板的上表面處層壓形成硒(Se)。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的同軸系統，其特徵在於所述的濺射區包括若干個濺射單元，它們沿基板的傳送方 向設置安裝，並且所述的濺射單元安裝了一個濺射靶，其由銅(Cu)、銦(In)和鎵(Ga)中的一種，或者是由其中的兩種或兩種以上混合形成，並且該濺射靶是朝向基板的上表面的。
  6. 如申請專利範圍第4項所述的同軸系統，其特徵在於所述的沉積區包括一種自動開關的閘閥，其用於將濺射區和蒸發區相互分隔開。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的同軸系統，其特徵在於所述的熱處理區包括一個低速的熱處理區，它從低溫至高溫連續地升高加熱溫度，將基板受到的熱衝擊降至最低。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的同軸系統，其特徵在於所述熱處理區的後端連接安裝了一個緩衝層沉積區，該緩衝層沉積區在基板的上表面上蒸發形成一個緩衝層。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的同軸系統，其特徵在於自動開關閘閥是分別安裝在沉積區和熱處理區之間的相連區，熱處理區和緩衝層沉積區之間的相連區內的。
  10. 如申請專利範圍第5項所述的同軸系統，其特徵在於所述的沉積區包括一個真空分隔構件，其用於開關濺射單元的一個安裝間隔，將濺射單元中的這個安裝間隔與沉積區內的一個真空腔分隔開來。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的同軸系統，其特徵在於所述的真空分隔構件包括：一個從沉積區中真空腔內的上表面向下延伸的隔板；和一個開關隔板下部的閘閥，其中所述的濺射單元中的安裝間隔是與沉積區中的真空腔相分隔的。
  12. 如申請專利範圍第10項所述的同軸系統，其特徵在於所述的沉積區還包括一個使濺射單元上升或下降的提升構件，它控制了濺射單元中設置的濺射靶和基板之間的間隔距離。
  13. 如申請專利範圍第12項所述的同軸系統，其特徵在於所述的提升構件包括：一個波紋管，其一端與濺射單元外表面相連，另一端與沉積區中真空腔的上表面相連；及一個控制部件，其從濺射單元的外表面突起，並與真空腔的上表面相連，控制濺射單元的高度。
  14. 如申請專利範圍第13項所述的同軸系統，其特徵在於所述的控制部件包括：一個一端與濺射單元外表面相連的支撐杆；和一個控制杆，其頂端與支撐杆的另一端相連，底端與真空腔的上部相連，並且控制杆是直立地安裝，使之向上或向下地控制支撐杆的高度。
  15. 如申請專利範圍第1項所述的同軸系統，其特徵在於所述的傳送構件包括一個連續卷軸式單元，該單元包括一個展開滾筒和一個再捲繞滾筒，並且該單元連續地展開或捲繞基板。
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