用于在衬底上形成黄铜矿层的装置和方法制造方法及图纸

一种方法通常包括：给至少一个缓冲室中的衬底供热，并且经由传送机将衬底传送至连接至缓冲室的至少一个沉积室。该方法还包括：使用溅射，将第一组多种元素沉积在沉积室中的衬底的至少一部分上，并且使用蒸发，将第二组多种元素沉积在沉积室中的衬底的至少一部分上。本发明专利技术还提供了用于在衬底上形成黄铜矿层的装置和方法。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种方法通常包括：给至少一个缓冲室中的衬底供热，并且经由传送机将衬底传送至连接至缓冲室的至少一个沉积室。该方法还包括：使用溅射，将第一组多种元素沉积在沉积室中的衬底的至少一部分上，并且使用蒸发，将第二组多种元素沉积在沉积室中的衬底的至少一部分上。本专利技术还提供了。【专利说明】
所公开的装置和方法涉及在用于制造光伏电池的黄铜矿层在衬底上的形成。
技术介绍
光伏电池或太阳能电池是用于通过阳光直接生成电流的光电组件。由于对清洁能 源的日益增长的需求，近年来太阳能电池的制造大幅扩展，并且继续进行扩展。多种类型的 太阳能电池存在并且继续被开发。当前存在多种太阳能收集模块。太阳能收集模块通常包 括大的平坦衬底，并且包括背面接触层、吸收层、缓冲层以及正面接触层。 多个太阳能电池形成在一个衬底上，并且通过每个太阳能电池中的相应的互连结 构串联连接，以形成太阳能电池模块。吸收层吸收阳光，使用背面接触层将所吸收的阳光转 换为电流。同样地，通过用作形成吸收层的材料，半导体材料用于制造或生产至少一些已知 太阳能电池。更具体地，使用诸如(联)硒化铜铟镓的基于黄铜矿的半导体材料，以形成沉积 在衬底上的吸收层。例如，用于CIGS沉积的至少一些已知的技术包括金属前体的共蒸发和 砸化。 然而，使用这样的技术时存在挑战和限制。例如，当使用共蒸发时，很难在较宽的 区域上方均匀地蒸发金属元素，诸如，铜、铟和镓。而且，铜的熔点约为相对很高的1084°c。 这样相对很高的温度可能导致相当高的加工成本，并且会对衬底温度产生不利影响。同样 地，当使用CIGS沉积的共蒸发时，存在关于商品化的限制。而且，当使用这样的技术时，由 于在加工期间生成硒和/或硫蒸汽或者由于形成诸如硒化氢或硫化氢的有毒气体，会导致 溅射金属靶的污染。
技术实现思路
为了解决现有技术中所存在的缺陷，根据本专利技术的一方面，提供了一种用于在衬 底上形成黄铜矿层的方法，所述方法包括：向至少一个缓冲室中的衬底供热；将所述衬底 传送至经由传送机与所述至少一个缓冲室连接的至少一个沉积室；以及在所述至少一个沉 积室中，使用濺射将第一组多种元素沉积在所述衬底的至少一部分上，并且使用蒸发将第 二组多种元素沉积在所述衬底的至少一部分上。 在该方法中，沉积所述第一组多种元素包括：沉积铜、锌、铟、铝、金和锡中的至少 一种，并且沉积所述第二组多种元素包括：使用蒸发，沉积镓、硒、硫和钠中的至少一种。 在该方法中，在所述沉积期间，所述衬底的温度范围为约200°C至约650-C。 该方法进一步包括：在至少一个后加工室中对形成在衬底上的所述黄铜矿层进行 加工，所述至少一个后加工室经由所述传送机连接至所述至少一个沉积室，其中，所述至少 一个后加工室中包括惰性气体、硒、硫或氢气。 在该方法中，将所述衬底传送至所述至少一个沉积室进一步包括：将所述衬底传 送至第一沉积室、第二沉积室和第三沉积室中的至少一个。 该方法进一步包括：控制相互独立的所述第一沉积室、所述第二沉积室和所述第 三沉积室中的每个内的至少一个操作参数。 在该方法中，在第一预定义温度下，在所述第一沉积室中部分地执行所述沉积；以 及在第二预定义温度下，在所述第二沉积室中部分地执行所述沉积；以及在第三预定义温 度下，在所述第三沉积室中部分地执行所述沉积。 该方法进一步包括：分别独立地控制所述第一沉积室、所述第二沉积室和所述第 三沉积室内的所述第一预定义温度、所述第二预定义温度和所述第三预定义温度中的每一 个。 根据本专利技术的另一方面，提供了一种用于在衬底上形成黄铜矿层的装置，所述装 置包括：至少一个缓冲室，被配置成接收衬底并且给所述衬底供热；以及至少一个沉积室， 经由传送机连接至所述至少一个缓冲室，所述至少一个沉积室被配置成接收所述衬底，并 且所述至少一个沉积室被配置成使用溅射将第一组多种元素沉积在所述衬底的至少一部 分上，并且使用蒸发将第二组多种元素沉积在所述衬底的至少一部分上，以在所述衬底上 形成黄铜矿层。 在该装置中，所述第一组多种元素包括铜、锌、铟、铝、金和锡中的至少一种。 在该装置中，所述第二组多种元素包括镓、硒、硫和钠中的至少一种。 在该装置中，所述至少一个沉积室被配置成在约200°C至约650°C之间的温度范 围的条件下，将所述第一组多种元素和第二组多种元素中的每一种都沉积在所述衬底的至 少一部分上。 该装置进一步包括：经由所述传送机连接至所述至少一个沉积室的至少一个后加 工室，其中，所述至少一个后加工室中包括惰性气体、砸或硫，以对形成在所述衬底上的所 述黄铜矿层进行加工。 在该装置中，所述至少一个沉积室包括第一沉积室、第二沉积室和第三沉积室，所 述第一沉积室、所述第二沉积室和所述第三沉积室中的每个都被配置成使用溅射将所述第 一组多种元素的至少一部分沉积在所述衬底的至少一部分上，并且使用蒸发将所述第二组 多种元素的至少一部分沉积在所述衬底的至少一部分上。 该装置进一步包括：处理器，被配置成独立地控制所述第一沉积室、所述第二沉积 室和所述第三沉积室中的每个内的至少一个操作参数。 该装置进一步包括：多个传送室，使得将所述多个传送室中的第一传送室设置在 所述第一沉积室和所述第二沉积室之间，并且将所述多个传送室中的第二传送室设置在所 述第二沉积室和所述第三沉积室之间。 根据本专利技术的又一方面，提供了一种用于在衬底上形成黄铜矿层的方法，所述方 法包括：经由传送机将衬底从缓冲室传送至第一沉积室；在所述第一沉积室中，在第一预 定义温度下，使用濺射将第一组多种元素的至少一部分沉积在所述衬底的至少一部分上， 并且使用蒸发将第二组多种元素的至少一部分沉积在所述衬底的至少一部分上，使得第一 前体层沉积在所述衬底上；将所述衬底从所述第一沉积室传送至第二沉积室；以及在所述 第二沉积室中，在第二预定义温度下，使用溉射将所述第一组多种元素的至少一部分沉积 在所述衬底的至少一部分上，并且使用蒸发将所述第二组多种元素的至少一部分沉积在所 述衬底的至少一部分上，使得第二目U体层沉积在所述衬底上。 在该方法中，所述第一前体层是富铜前体层，并且所述第二前体层是贫铜前体层。 该方法进一步包括：使用惰性气体对所述第一前体层和所述第二前体层进行退 火。 在该方法中，所述第一预定义温度包括约400°C至约450°C之间的温度范围，并且 所述第二预定义温度包括约500°C至约650°C之间的温度范围。 【专利附图】【附图说明】 图1是包括衬底和黄铜矿吸收层的示例性太阳能电池的截面图。 图2是用于将黄铜矿层形成在图1所示的太阳能电池的衬底上的示例性装置的框 图。 图3是用于使用图2所示的装置将衬底上形成黄铜矿层的示例性方法的流程图。 图4是用于在图1所示的太阳能电池的衬底上形成黄铜矿层的可选装置的框图。 图5是用于使用图4所示的装置在衬底上形成黄铜矿层的示例性方法的流程图。 图6是用于在图1所示的太阳能电池的衬底上形成黄铜矿层的另一个可选装置的 框图。 图7是用于使用图6所示的装置在衬底上形成黄铜矿层的示例性方法的流程图。 【具体实施方式】 在说本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在衬底上形成黄铜矿层的方法，所述方法包括：向至少一个缓冲室中的衬底供热；将所述衬底传送至经由传送机与所述至少一个缓冲室连接的至少一个沉积室；以及在所述至少一个沉积室中，使用溅射将第一组多种元素沉积在所述衬底的至少一部分上，并且使用蒸发将第二组多种元素沉积在所述衬底的至少一部分上。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：严文材，吴忠宪，江济宇，陈世伟，李文钦，
申请(专利权)人：台积太阳能股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71