提供硫属元素的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及在基板上，尤其是在用母体层制备并由任何期望材料组成的平面基板上，优选地在由浮法玻璃组成的基板上产生薄层形状的硫属元素的方法和装置。本发明专利技术旨在提供很快速、成本有效的用于在平面基板上涂布硫属元素的方法，特别是用于涂敷１００ｎｍ－１０μｍ范围薄层的硫属元素，或者这些材料的混合物，以及适于进行这样的方法的装置。这可以通过以下步骤实现：形成防氧关闭气相沉积头（１１）中的运输通道（６）的进气侧和出气侧的气幕，向运输通道（６）中导入惰性气体用于置换空气中的氧，将要被涂层的一种或多种基板（３）－所述基板的温度被调节到预定的温度－导入到处理室（１）的运输通道（６）中，将硫属元素气／载气混合物从源引入到基板（３）上方的气相沉积头的运输通道（６）中，以预定的压力通过ＰＶＤ方法在基板上形成硒层，经过预定的处理时间后移去基板（３）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及在基板上，尤其是在用母体层制备并由任何期望材料组成 的平面基板上，优选地在由浮法玻璃组成的基板上产生薄层形状的硫属元 素的方法和装置。
技术实现思路
本专利技术涉及一种新的源(装置组件)，其用于热蒸发竭、石危、碲和它们 彼此之间的或与其他物质的化合物或它们的混合物，这些物质通常也称为 硫属元素，以将它们沉积在大面积的基板上，这些基板先前已经提供有钼， 在其上提供有由铜/镓或铟组成的金属母体层。这些金属层在进一步的工艺 中在硫属元素的帮助下被随后转化为太阳能组件的化合物半导体层。所述基板具有用于光伏太阳能组件的常规尺寸，例如1.25x1.1 m。需要^5充属元素作为工艺物质将金属母体层转化为化合物半导体层。典 型的转化温度为500-600°C。在这种情况下，转化温度如此高，使得在大 约20。C的室温下为固体物质状态的硫属元素在工艺装置内蒸发。在这种情 况下，硫属元素再次从基板蒸发或另外地进料到处理室。在大气压力下即， 在大约1000 hpa下在金属基板上操作产生硫属元素层的源。在利用高真空或大气条件下用其他方法，接着使用含氢气体，用硫属 元素涂敷事先用母体层制备的基板的方法是已知的，如EP0318315A2所 述。迄今为止，在涂敷硫属元素的研究或在工业应用中没有提供利用大气 压力(大约1000 hpa)的方法。用所述硫属元素进行涂敷在10-6-10-3之间的压 力下实施，在这种情况下，硒或^^在高真空下热蒸发。高真空工艺的缺陷是设备昂贵，该设备包括真空室、阀和真空泵。长 的泵时间是此处的原则，以及同样需要长时间将基板导入锁和排出真空 室。通常在用竭、辟u或竭和石克的混合物涂敷的过程中，使用真空以避免元 素氧。在氧存在时，硒反应生成有毒化合物(氧化硒)，其对进一步的工艺，如在硫属元素的帮助下将金属层转化为半导体层，即所谓的黄铜矿层具有 破坏作用，或者削弱半导体层的功能并大大降低其功效。高度真空工艺在工艺大规^莫生产中通常造成高的成本。泵时间和锁时间造成循环时间增加并由此总是造成生产率下降以及长的工艺时间。一个解决方案是， 一是同时使用许多机器，但是这会需要高的投资，或者加快工艺进行。本专利技术所要获得的目标在于提供非常快且成本有效的硫属元素的涂敷方法，具体地用于将范围100nm-10pm内的硫属元素薄层或这些材料的 混合物涂敷在平面基板上，以及适合进行该方法的装置。在上面的介绍中所提及类型的方法的情况下，本专利技术的目标是通过以 下步骤实现形成防氧关闭气相沉积头中的运输通道的进气侧和出气侧的 气幕,向运输通道导入惰性气体用于置换空气中的氧，将要被涂层的一种或 多种基板一所述基板的温度被调节到预定的温度一导入到处理室的运输 通道中，将硫属元素气/载气混合物从源引入到基板上方的气相沉积头的运 输通道中，以预定的压力通过PVD方法在基板上形成硒层，经过预定的 处理时间后移去基板。优选地，在处理室中设定大约一个大气压士几个帕斯卡的偏差的压力。为了保证均匀地涂敷硫属元素，在涂敷过程中，将基板相对于气相沉 积头移动，基板以恒定的速度移动。如果在运输到处理室的运输通道前将基板的温度调节到200。C以下， 例如调节到20。C-5(TC或室温下，会更加有利。在本专利技术的形成过程中，通过在处理室的运输通道的进气侧和出气侧 形成气幕排出氧形成涂敷工艺，所述气幕由惰性气体，例如稀有气体如氩 气组成。最后，硫属元素气/载气混合物被直接导到基板的表面上。 本专利技术的目标通过进行该方法的装置进一步实施其中，处理室提供 有运输通道，该运输通道被布置到运输平面基板的运输装置上，其中，运 输通道提供有由进气侧和出气侧的惰性气体或稀有气体组成的防氧气幕， 其中，运输通道装有在气幕之间的处理室中的载气，其中，气相沉积头直 接布置在运输通道上方的基板上方，所述气相沉积头与用于硫属元素气/载气混合物的进料装置相连。在本专利技术的第一个构造中，气相沉积头提供有槽-其横穿基板的运输方 向布置，并指向后者-用于进料硫属元素气/载气混合物。在蒸发室和槽之间的气相沉积头提供有多个压缩后接扩展区，它们一 个接一个，分布在所述槽的整个宽度，使得硫属元素气/载气混合物在通向 槽的过程中被多次压缩和扩展，由此均一地分布在槽的整个宽度上。在本专利技术的一个特定的构造中，气相沉积头构造设计为类似喷头，并 提供有多个流出口。包括结合的连接元件的气相沉积头和蒸发源可以用合适的加热系统 例如电热系统力口热。在本专利技术的形成过程中，能够与硫属元素气或硫属元素气/载气混合物 接触的所有组件由耐受该混合物的材料如石墨组成。另外，在处理室中的压力可以^皮设定为大气压力。基板的温度可以在运输装置上被调节为-50"-+100!:,或者室温。在涂敷硫属元素过程中，也可能暂时增加处理压力使在处理中基板不 与氧才妾触。在所称谓氮幕的帮助下，排除氧是可能的。然而，迄今为止只使用真 空泵除去氧来解决这个问题。在涂敷过程中，必须绝对避免氧的进入，否则氧也会包含到硫属元素 的涂层中。氧与硒和硫化学反应，在这种情况下，主要是硒和氧之间形成 的化合物会对随后形成黄铜矿半导体的系统反应有害。该方法的优点包括在工业工艺中，涂敷显著地更快、循环时间更短， 并且由于较少的装置，因此在产生的资本支出方面成本较低，所以更加经济有效。本专利技术涉及任何期望基板的新的工艺(方法)，在该方法中，在大气 条件或在高真空和大气压力之间的压力下将薄硫属元素层涂敷到大面积 的基板上，例如由浮法玻璃构成的基板上。本专利技术的特定特征为不在高真空下工作，而是利用大气环境压力工 作，由此所述装置工艺被大大简化。尤其当在大气条件下工作时，根本不 需要真空泵和真空阀。对于进一步的方法步骤，进行涂敷硫属元素需要完全排除氧。在现有 技术中，这种氧的排除通过使用真空方法实现。一种筒便的多的方法是使用利用所称的氮气幕或惰性气幕工作的连 续方法。在这种情况下，通过利用基板在通过实际的涂敷区域前先通过强 氮气或惰性气流(例如稀有气体如氩气)形式的气幕，来避免或排除氧气进 入工艺装置。在穿过气幕后，基板置于在几乎不含有氧气的空间中。在这种情况下，没有氧气表示在残余的气体中，残存的氧气含量低于5ppm氧气。在这些条件下，可以产生高质量的硫属元素涂层。 基于具体实施方式下面将更加具体的说明本专利技术。附图说明图1显示了进行硫属元素涂层，尤其是在大面积基板上涂敷这些材料 薄层的方法的装置主视图。图2显示了图1的装置的透视侧视图。图3显示了具有连"t妄的运输装置的气相沉积头的示意图，该运输装置 运输大面积的基板通过气相沉积头中的运输通道。 附图标记清单1. 处理室2. 运输装置3. 大面积、基4反4. 进气侧锁5. 出气侧锁6. 运输通道7. 硫属元素的进料装置8. 槽9. 室10. 通道11. 气相沉积头12. 加热装置13. 容器714. 管道15. 计量和锁装置16. 阀17. 提取和处理装置18. 收集容器19. 硫属元素收集器具体实施例方式图1显示了处理室1，其适于连续工作并具有运输装置2，该运输装 置用于供给大面积基板3和用于将大面积基板3运输到另外的处理站，例 如热处理炉(没有显示)。处理室1，其装备有气相沉积头11中的内部运输 通道6，包括双层壁的高级钢本文档来自技高网...

【技术保护点】
在基板上，尤其是在用母体层制备并由任何期望材料组成的平面基板上，优选在由浮法玻璃组成的基板上，提供薄层硫属元素的方法，其特征在于　　　　－形成防氧关闭气相沉积头（１１）中的运输通道（６）的进气侧和出气侧的气幕，　　　　－向运输通道（６）导入惰性气体用于置换空气中的氧，　　　　－将要被涂层的一种或多种基板（３）导入到处理室（１）的运输通道（６）中，其中所述基板的温度被调节到预定的温度，　　　　－将硫属元素气／载气混合物从源导入到基板（３）上方的气相沉积头的运输通道（６）中，以预定的压力通过ＰＶＤ方法在基板上形成硒层，和，　　　　－经过预定的处理时间后移去基板（３）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：迪特尔施密德，莱因哈德伦兹，罗伯特迈克尔阿通，
申请(专利权)人：森托塞姆光伏股份有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]