多层物体退火处理的装置和方法制造方法及图纸

推荐了通过输入具有调温处理率为至少１℃／ｓ的能量用于大面积多层物体调温处理的方法。为了抑制在调温处理期间的温度不均匀性将能量不同的部分能量输入给具有局部分辨率和时间分辨率的多层物体的层。将多层物体在一个容器中进行调温处理，容器有玻璃陶瓷的底板和盖子。将本方法使用在制造薄膜太阳能电池上。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及到用于多层物体调温处理的装置，多层物体有第一层和至少第二层，通过第一层接受第一个部分能量和通过第二层接受第二个部分能量的多层物体接受能量，有至少一个能源。例如从EP0662247B1中已知这样的装置。除了装置之外介绍了用于多层物体调温处理的方法和多层物体。多层物体例如是这样制造的，在基体层(基质)上涂上一层功能层。因此功能层和/或基体层有所希望的物理(电的，机械的，等)和/或化学特性，有时必须对多层物体或者层和/或基体层进行处理。处理例如包括多层物体目前在气体中(处理气体)的调温处理。多层物体例如是一个平面的薄膜太阳能电池，在其上将钼电极层和功能的铜-铟-二硒酸盐(CIS)-半导体层涂在玻璃基体层上。这种薄膜太阳能电池按照EP0662247B1是用两个阶段过程制造的。在第一个阶段将按照顺序的元素钼，铜，铟和硒用层的形式涂在玻璃基体层上。将这样得到的多层物体在第二个阶段进行调温处理，此时构成铜-铟-二硒酸盐-半导体层。为了调温处理将多层物体安排在封闭的石墨容器中。当调温处理期间在容器内部形成气体形状的硒的一定的局部压力，在其中涂在玻璃上的层与气体形状的硒接触。在调温处理时多层物体接受能量，其中将能量的部分能量输入到每层。调温处理例如是用加热率为10℃/s进行的。作为能量的能源使用一个卤素灯。用卤素灯照射石墨容器和因此将容器加热。这样的过程是特别有效的，因为石墨近似为(黑色的辐射器)对于电磁射线有高的吸收能力，特别是对于卤素灯谱范围的射线。将被石墨吸收的能量通过热辐射和/或热传导输入给多层物体。因此容器的功能是作为次级能源或者作为能发射器。石墨有高的发射能力和高的热传导能力。当将多层物体放在容器的底部时在多层物体下边能量的输入主要是通过热传导。通过热辐射将能量输入给多层物体的上边。由于多层物体不对称的层结构和/或将能量不同地输入给多层物体的上边和下边当高的加热率时有可能导致多层物体的层的不均匀的调温处理。有可能在多层物体的厚度方向形成温度不均匀性，如果层的材料温度膨胀系数不为零时，在层内部和/或多层物体内部有可能导致机械应力。这种机械应力可以引起层和/或多层物体的裂纹或破损。机械应力还可以导致多层物体的变形(挠曲)。在玻璃基体层上的变形一般来说是暂时的，也就是说在调温处理之后变形消失。变形也可以是永久性的。此时变形不消失。这是以下的情况，如果在调温处理期间超过基体层(例如玻璃)的软化点和在其中(内部的)机械应力和/或一个外部的力起作用时。多层物体的面积愈大和调温处理率(加热率，冷却率)愈高时，愈难于在多层物体调温处理期间有目的地影响多层物体上的温度均匀性和出现不希望的机械应力的或然率愈大。本专利技术的任务是显示如何在具有高调温处理率的大面积多层物体的调温处理期间可以有目的地影响温度均匀性或者温度不均匀性。为了解决此任务规定了多层物体调温处理的装置，多层物体有第一层和至少第二层，由于多层物体接受能量是用第一层接受能量的第一个部分能量和用第二层接受能量的第二个部分能量，至少有能量的能源。装置的特征为存在第一个和至少第二个能源，至少一个能源有发射具有发射场的一定的电磁辐射，至少一个层有对于电磁辐射一定的吸收，将第一个能源和第二层之间的第一层和第二个能源和第一层之间的第二层可以这样安排，将对于电磁辐射的吸收层位于发射场中，和在发射场中在具有发射场的能源和电磁辐射吸收层之间至少安排一个透明物体，透明物体有一定的电磁辐射的发射和吸收。本专利技术的思想在于，单独加热多层物体的层，也就是说有目的地控制，调节和/或预先调整一个层接受能量的部分能量。例如借助于调节回路在调温处理期间确定能量(见下面)，还可以想象，不附加调节回路预先调整能源(例如能量密度，能量方式，等)就足够了。通过本专利技术单独加热多层物体的层即使在非常高的加热率为1℃/s例如直到50℃/s和更高是可能的。通过单独加热可以达到将调温处理期间的机械应力和因此可能出现的多层物体变形保持尽可能的小。为此半透光的(半透明的)透明物体是基础。通过例如0.1和0.9之间的一定波长的透射，将上述电磁辐射通过透明物体到达一个层上。这个层可以接受直接由能源发送的相应的能量或者能量的部分能量。但是透明物体也有对于电磁辐射的某些吸收。因此被接受的能量可以以热辐射和/或热传导的形式输送给环境。在多层物体调温处理装置的特殊结构中具有一个透明物体，透明物体通过对电磁辐射的吸收在多层物体方向有一个热辐射和/或一个热传导。因此可以通过热辐射和/或热传导成功地将一个层进行调温处理。还可以想象，对于热辐射有一个透射的多层物体的第一层原则上只通过热传导进行调温处理，而将同样多层物体的第二层主要是通过同样的透明物体的热辐射进行调温处理。具有相应透射的第一层例如是玻璃层。当能源的和/或透明物体的电磁辐射射中玻璃物体时，将比较小部分的辐射(大约4％)进行反射。绝大部分(＞90％)或多或少不受阻挡地通过玻璃和然后射中多层物体的第二层。在那里将这个辐射吸收和导致通过第二层的能量接受。通过辐射或者热辐射在很高的加热率时不能将玻璃层足够快地进行调温处理。相反通过热传导可能相对快地进行调温处理，如果透明物体可以接受能量的部分能量和可以传输到玻璃层上时。这种情况也是可以想象的，透明物体本身是多层物体的一个层。透明物体可以通过吸收电磁辐射的一部分将能量的部分能量接受和为了接受将能量其他的部分能量通过透射穿过其他的层。在一个特殊结构中在本方法中使用了一种多层物体，在其中一个层的功能是作为至少一个其他层的基体层。多层物体特别是有非对称的层顺序。例如多层物体是由一边涂层的基体层构成的。将多层物体的单个层也可以安排为并排的。在一个特殊结构中多层物体的一个层有从玻璃，玻璃陶瓷，陶瓷，金属和/或塑料的组中选定的一种材料。作为塑料特别是可以考虑聚四氟乙烯。例如一个层是金属薄膜。金属薄膜也可以起到作为基体层的作用。被一个层接受的能量的部分能量是与层的吸收-，发射-和/或反射特性有关的。但是它们也与能源的形式有关和与如何将能量输出到多层物体或者到多层物体的一个层的方式和方法有关。多层物体或者一个层的调温处理例如是借助于热能的能源进行的。其中可以将热能直接输入给一个层。在这里可以考虑热辐射，热传导和/或对流。在热辐射情况下能源本身可以是热辐射的源。热辐射例如是波长范围为0.7和4.5μm(红外线)的电磁辐射。将相应的层安排在能源的发射场中。层被能源的电磁辐射击中和至少部分地吸收电磁辐射。但是也有可能将任意的能输入给一个层，在层中将这个能转换为热能。例如将一个层用高能的UV-光照射，层将这个吸收。通过高能光子的吸收使层的分子或整个层达到电子激励状态。将其中被接受的能可以转换为热能。除了热辐射和热传导之外一个层或者整个物体的调温处理还可能通过对流进行。其中将具有一定能量的气体传导经过层，此时气体将能量传输给层。被传导经过的气体可以同时起到处理气体的作用。此外通过热传导和/或对流也可以将一个层冷却。此时将负的热能传输给层。用这种方法也有可能控制能量或者能量的部分能量和附加影响多层物体上的机械应力。在一个特殊结构中存在一个能量发送器用于将能量传输给多层物体。能量发送器起到次级能源的作用。能量发送器例如从比较高的能区吸收初本文档来自技高网...

【技术保护点】
多层物体（１）的调温处理装置，多层物体有一个第一层（２，３，４）和至少有一个第二层（２，３，４），通过第一层（２，３，４）接受第一个部分能量和通过第二层（２，３，４）接受第二个部分能量的多层物体（１）接受能量，具有 －能量的至少一个能源（７，１１）， 其特征为， －存在第一个和至少第二个能源， －至少一个能源（７，１１）发射具有辐射场（９，１５）的一定的电磁辐射（１３）， －至少一个层（２，４）对于电磁辐射（８，１３）有一定的吸收， －将第一个能源（７）和第二层（４）之间的第一层（２）和第二个能源（１１）和第一层（２）之间的第二层（４）可以这样安排，对于电磁辐射（８，１３）具有吸收的层（２，４）位于辐射场（９，１５）中，和 －在辐射场（９，１５）中在具有辐射场（９，１５）的能源（７，１１）和对于电磁辐射（８，１３）有一个吸收的层（２，４）之间至少安排了一个透明物体（５，１２），这个对于电磁辐射（８，１３）有一定的透射和一定的吸收。

【技术特征摘要】
DE 1999-7-30 19936081.21.多层物体(1)的调温处理装置，多层物体有一个第一层(2，3，4)和至少有一个第二层(2，3，4)，通过第一层(2，3，4)接受第一个部分能量和通过第二层(2，3，4)接受第二个部分能量的多层物体(1)接受能量，具有-能量的至少一个能源(7，11)，其特征为，-存在第一个和至少第二个能源，-至少一个能源(7，11)发射具有辐射场(9，15)的一定的电磁辐射(13)，-至少一个层(2，4)对于电磁辐射(8，13)有一定的吸收，-将第一个能源(7)和第二层(4)之间的第一层(2)和第二个能源(11)和第一层(2)之间的第二层(4)可以这样安排，对于电磁辐射(8，13)具有吸收的层(2，4)位于辐射场(9，15)中，和-在辐射场(9，15)中在具有辐射场(9，15)的能源(7，11)和对于电磁辐射(8，13)有一个吸收的层(2，4)之间至少安排了一个透明物体(5，12)，这个对于电磁辐射(8，13)有一定的透射和一定的吸收。2.按照权利要求1的装置，在其中为了向多层物体(1)传输能量存在至少一个能量发送器(26)。3.按照权利要求1或2的装置，在其中透明物体(5，12)至少有一个隔离垫(6)，为了通过多层物体(1)接受侧面的均匀的能量可以将多层物体(1)放在其上。4.按照权利要求3的装置，在其中透明物体(5，12)有很多这样的隔离垫(6)。5.按照权利要求3或4的装置，在其中透明物体(5，12)和/或隔离垫(6)有由玻璃和/或玻璃陶瓷的组中选定的一种材料。6.按照权利要求1至5之一的装置，在其中为了在调温处理期间支持多层物体(1)透明物体是一个容器(17)的壁(18，19，20)。7.按照权利要求6的装置，在其中壁是容器(17)的一个盖子(18)和/或一个底板(19)。8.按照权利要求6或7的装置，为了将容器抽真空和/或将容器用处理气体填充容器至少有一个气体开口(31，32)。9.按照权利要求6至8之一的装置，在其中为了将容器(17)耦合在处理区(33，34)的耦合单元(41)上，容器(17)的气体开口(31，32)有一个耦合单元(42)。10.按照权利要求1至9之一的装置，在其中将装置安排在由真空舱、大气舱和/或高压舱的组中选定的处理舱(30，301，302，303，304...

【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]