用于退火多种处理物的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于借助电磁辐射同时退火和处理多种处理物的装置。所述的装置是一种堆式炉，其中，如此彼此紧靠地布置处理物和能源，使得在两种能源之间存在着一种处理物，和在两种处理物之间存在着一种能源。所述的装置尤其适合于在有处理气体的情况下将处理物退火。借助所述的装置，一种具有可变处理参数（譬如气压、加热速率、冷却速率）的可变的加热和冷却分布是可能的。尤其能够将具有不同物理特性（热传导系数、热膨胀系数、吸收和辐射能力等等）的大面积多层体形式的处理物可靠地退火。借助所述的装置和方法能够将一种有毒和／或腐蚀性的处理气体采用于处理物的处理。所述的装置或方法譬如适用于制造薄膜太阳能模块。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于退火处理物的装置。譬如从EP 0 662 247 B1中公开了一种这样的装置。除了所述的装置之外介绍一种用于退火处理物的方法。从EP 0 662 247 B1中公开的处理物是一种多层体，通过将一种功能层安放到一种载体层(衬底)上制造所述的多层体。为了所述的功能层和/或载体层具有一种所希望的物理(电、机械等等)和/或化学的性能，对所述处理物或层、和/或载体层实施一种处理。所述的处理包括处理物在有一种气体(处理气体)的情况下的退火。为了退火将处理物布置在一种石墨制的封闭退火容器中。在退火期间使处理物经受一种具有气态硒的处理气体。所述的处理物在退火时摄取一种能量，其中，给每种层输送能量的一个分量。譬如以10℃/s的加热速率进行退火。利用一种卤素灯作为能量的能源。借助所述的卤素灯用电磁辐射照射由石墨制的退火容器，并因此加热退火容器。石墨具有卤素灯光谱段中的电磁辐射的高的吸收能力。通过热辐射和/或热传导将由石墨吸收的能量输送给处理物。退火容器因而起着二次能源或能量传送器的作用。石墨具有高的发射能力和高的热传导能力。当处理物座落在退火容器的底板上时，主要通过热传导进行能量在处理物下侧面上的输入。通过热辐射，热传导和对流给处理物的上侧面输入能量。处理物越大(越是大面积的)、处理物中所采用的材料越不同(譬如强烈不同的温度膨胀系数、不同的能量吸收能力等等)、和退火速率(加热速率、冷却速率)越高，控制处理物中的温度均匀性或温度不均匀性则越困难。温度不均匀性可以导致处理物中的机械应力，并因此导致处理物的破坏。出于这种原因具有退火容器的所述公知的装置首先适用于一种单个处理物的退火。本专利技术的任务在于，指明如何在控制处理物的每一种中的温度均匀性或温度不均匀性的条件下可以用一种单个的装置同时退火多种处理物。为了解决所述的任务，说明一种用于在某种气氛中通过由一种处理物借助吸收某种电磁辐射摄取一种能量，并通过由至少一种其它处理物借助吸收至少某种其它电磁辐射摄取至少一种其它能量来退火多种处理物的装置。所述的装置具有至少一种用于建立所述气氛的装置、一种带有至少一种用于生成所述电磁辐射的能源的退火单元、和至少一种带有至少一种用于生成所述其它电磁辐射的其它能源的其它退火单元。所述的退火单元和所述的其它退火单元是如此彼此紧靠地布置成一种退火堆的，使得在所述退火堆的某种堆方向上，在所述能源和所述其它能源之间可以布置所述的处理物，而在所述的处理物和所述的其它处理物之间可以布置所述的其它能源。所述的能源譬如是一种由一种加热器阵列形成的加热器平面。所述的加热器阵列譬如由互相平行布置的棒状卤素灯或加热棒组成。在所述的退火堆中譬如在加热器平面之间布置了处理物。所述的装置通过这种布置特别适合于同时退火多个处理物。既可以垂直也可以水平布置所述的退火单元。给每一种处理物分配了至少一种能源，其中，在退火时处理物布置在各自电磁辐射的辐射场中。为了摄取各自的能量，处理物呈现所述电磁辐射的一种相应的吸收。用一种为退火所必需的能量密度来供应每种处理物是得到保证的。不会出现堆中处理物的互相屏蔽，并因此不会出现由电磁辐射不均匀照射处理物。(可调节)气氛的特点譬如在于气体或气体混合物(譬如空气)的规定的一种分压。也可以设想，所述的气氛是一种真空。在一种特别的改进方案中所述退火单元中的至少一种具有至少一种附加的能源，用于生成一种附加的能量和用于由退火单元的所述处理物摄取所述的附加能量。用所述的附加能源可以考虑处理物正面和背面的不同的红外线吸收，并因此有助于改善在退火期间处理物的温度均匀性。此外，通过所述的附加能源可以实现加热速率的提高。基本上可以通过热传导、热辐射和/或对流进行附加能量的摄取。在热传导时处理物体与能源接触。至少部分地由处理物和处理容器按照它们的在加热元件谱段中的吸收谱来吸收热辐射。在对流时譬如引导一种也可以是所述处理气体的气体以在处理物体上流过。此时，可以在气体和处理物体之间交换能量。在一种特别的改进方案中所述的附加能源是一种用于生成附加电磁辐射的能源，而所述附加能量的摄取是一种附加电磁辐射的吸收。在一种其它的改进方案中退火单元的处理物布置在退火单元的能源和退火单元的附加能源之间。因此有可能有区别地加热处理物的不同侧面，譬如一种扁平处理物的上和下侧面。当所述的处理物是一种具有由不同材料制的层的多层体时，这则是特别有利的。所述的层譬如在相同的温度膨胀系数时呈现对能源电磁辐射的不同的吸收能力。为了避免多层体厚度方向上的温度不均匀性，譬如用不同能量密度(单位面积上的能量)的电磁辐射照射所述的层。在一种特别的改进方案中可以互相独立地控制所述的能源、其它的能源和/或附加的能源。可以个别调定或调节输送给处理物或处理物的不同层的能量。譬如两个相邻的退火单元是在光学上互相分开的，即一个退火单元的电磁辐射不照射到相邻的退火单元中。这譬如通过退火单元之间的对于所述电磁辐射不透射或部分透射的物体来实现。这种物体譬如是一种反射体(请参阅下文)。所述的处理物位于能源和附加能源之间，使得只有这些能源有助于处理物的退火。以此方式能够对各个处理物的各个层单独地调定所述以″加热上限″和″加热下限″形式输送给处理物的能量。在一种特别的改进方案中所述的电磁辐射、其它的电磁辐射和/或附加的电磁辐射是红外线辐射(热辐射)。在1μm至2μm波长时具有强度最大值的热辐射能源是可以设想的。这样的能源譬如是一种卤素灯。以发送热辐射的电阻加热元件形式的能源也是可以设想的。这样的元件譬如具有石墨、碳化硅和/或一种象镍-铬的金属合金。除此之外，可导致处理物加热的任何电磁辐射(微波、紫外线)是可以设想的。在一种特别的改进方案中所述退火单元中的至少一种具有至少一种反射体，用于整形所述电磁辐射中至少一种的辐射场。通过所述的反射体控制电磁辐射到一种处理物上的流量密度。此时，所述的流量密度集中于处理物。所述的反射体譬如具有一种至少部分地反射能源的电磁辐射的材料。可以如此布置反射体，使得一种反射的电磁辐射指向一种处理物。譬如对准一种相邻的退火单元布置了所述退火单元的反射体。所述反射体因此在某种程度上位于两种退火单元之间。也可以设想，将反射体直接布置在一种能源上。此时，譬如可以调定电磁辐射的辐射场的某种开放角。所述的反射体对于能源的电磁辐射可以是不透射或几乎不透射的。为此，反射体在同时低的透射能力情况下譬如具有一种高的反射能力。所述的反射体尤其对于所述电磁辐射中的至少一种是可以部分透射的。当所述退火单元中的每一种分别仅有譬如加热器平面形式的能源时，这则是有利的。一种退火单元的电磁辐射通过反射体到达一种相邻的退火单元中，并因此可以有助于相邻退火单元的处理物的退火。如此选择反射体的材料和厚度，使得一种透射和反射谱位于所分配能源电磁辐射的波长段中。在这里同样考虑处理物的吸收和发射能力。互相协调反射体的透射与反射能力和处理物不同侧面的吸收与发射能力，使得在退火期间不导致处理物中的(譬如在处理物厚度方向上的)不允许的温度梯度。在退火期间保证了温度均匀性。如此选择反射体的材料，使得象反射体吸收和反射能力那样的光学性能在退火期间基本上保持相同。按照所希望的反射谱可以考虑通常的反射材料作为反射体。由陶瓷、或本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于在某种气氛（５０）中通过由一种处理物（３３，４３）借助吸收某种电磁辐射（３４，４４）摄取一种能量，并通过由至少一种其它处理物（４３，３３）借助吸收至少某种其它电磁辐射（４４，３４）摄取至少一种其它能量来退火多种处理物（３３，４３）的装置，其中，所述的装置具有－至少一种用于建立所述气氛的装置（１１），－一种带有至少一种用于生成所述电磁辐射（３４）的能源（３２）的退火单元（３），和－至少一种带有至少一种用于生成所述其它电磁辐射（４４）的其它能源（４２）的其它退火单 元（４），其中，－所述的退火单元（３）和所述的其它退火单元（４）是如此彼此紧靠地布置成一种退火堆（２）的，使得－在所述退火堆（２）的某种堆方向（２２）上，在所述能源（３２）和所述其它能源（４２）之间可以布置所述的处理物（３３），而在 所述的处理物（３３）和所述的其它处理物（４３）之间可以布置所述的其它能源（４２）。

【技术特征摘要】
DE 1999-10-20 19950498.91.用于在某种气氛(50)中通过由一种处理物(33，43)借助吸收某种电磁辐射(34，44)摄取一种能量，并通过由至少一种其它处理物(43，33)借助吸收至少某种其它电磁辐射(44，34)摄取至少一种其它能量来退火多种处理物(33，43)的装置，其中，所述的装置具有-至少一种用于建立所述气氛的装置(11)，-一种带有至少一种用于生成所述电磁辐射(34)的能源(32)的退火单元(3)，和-至少一种带有至少一种用于生成所述其它电磁辐射(44)的其它能源(42)的其它退火单元(4)，其中，-所述的退火单元(3)和所述的其它退火单元(4)是如此彼此紧靠地布置成一种退火堆(2)的，使得-在所述退火堆(2)的某种堆方向(22)上，在所述能源(32)和所述其它能源(42)之间可以布置所述的处理物(33)，而在所述的处理物(33)和所述的其它处理物(43)之间可以布置所述的其它能源(42)。2.按权利要求1的装置，其中，所述退火单元中的至少一种(3，4)具有至少一种附加的能源(7)，用于生成一种附加的能量和用于由退火单元的所述处理物摄取所述的附加能量。3.按权利要求1或2的装置，其中，所述退火单元中的至少一种具有至少一种反射体(5)，用于整形所述电磁辐射中至少一种的辐射场。4.按权利要求3的装置，其中，所述的反射体(5)对于所述电磁辐射中的至少一种是可以部分透射的。5.按权利要求1至4之一的装置，其中，所述退火单元中的至少一种具有至少一种用于冷却处理物的介质(62)。6.按权利要求1至5之一的装置，其中，所述能源中的至少一种是布置在一种对于所述能源的电磁辐射至少部分透射的包封(60)中。7.按权利要求6的装置，其中，能源的所述包封(60)具有所述的用于冷却的介质(62)。8.按权利要求6或7的装置，其中，能源的所述包封(60)具有所述的反射体(52)。9.按权利要求1至8之一的装置，其中，所述退火单元中的至少一种具有一种带有容器壁的退火容器(10)，用于支承退火单元的处理物。10.按权利要求1至9之一的装置，其中，所述的退火堆(2)具有一种带有一种多插口体壁的堆式多插口体(21)。11.按权利要求1至10之一的装置，其中，在一种具有室壁的退火室(31)中布置所述的退火堆(2)和/或所述的堆式多插口体(21)。12.按权利要求10或11的装置，其中，所述的堆式多插口体和/或所述的退火室是可以退火的。13.按权利要求11或12的装置，其中，所述的退火室(31)配备了一种真空密闭的门(311)，在退火室(31)内部在所述的门...

【专利技术属性】
技术研发人员：V普罗布斯特，
申请(专利权)人：壳牌阳光有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]