本申请涉及用于在光伏模块基板上高速率沉积薄膜层的模块化系统。其中，一种用于在光伏(PV)模块基板(12)上沉积多个薄膜层的系统(100)和相关方法包括第一加工侧(102)，其中基板在第一方向(103)上被输送以在基板上沉积第一薄膜层。第二加工侧(110)相对于该第一加工侧可操作地安置，使得离开第一加工侧的基板随后在第二方向(111)上被输送穿过第二加工侧，以在该第一薄膜层上沉积第二薄膜层。第一转移站(118)可操作地安置在第一加工侧与第二加工侧之间，以从第一加工侧的出口(108)接收基板且将基板引入到第二加工侧的入口(114)内，使得基板连续移动穿过第一加工侧和第二加工侧以在其上沉积多个薄膜。
【技术实现步骤摘要】
本文所公开的主题大体而言涉及在基板上沉积薄膜，且更特定而言涉及用于在光伏模块基板上沉积多个薄膜层的高生产量系统。
技术介绍
薄膜光伏(PV)模块(也被称作“太阳能电池板”或“太阳能模块”)在工业中被广泛地接受和关注，特别是基于与硫化镉(CcK)配对作为光反应性部件的碲化镉(CdTe)的模块。CdTe是一种半导体材料，其特征特别适合于将太阳能(阳光)转换成电。举例而言， CdTe具有1.45eV的能带隙，与在过去用于太阳能电池应用的较低能带隙(IeV)的半导体材料相比，其能转换更多来自太阳光谱的能量。而且，与较低能带隙材料相比，CdTe在较低或漫射光条件下更有效地转换能量，且因此与其它常规材料相比，在一天中或在低光(即，多云)条件下具有更长有效转换时间通常，CdTe PV模块包括在沉积CdTe层之前沉积到玻璃基板上的多个膜层。举例而言，透明导电氧化物(TCO)层首先沉积到玻璃基板表面上，且电阻透明缓冲(RTB)层然后被涂覆到TCO层上。RTB层可为锌锡氧化物(ZTO)层且可被称作“ΖΤ0”层。硫化镉(CdS) 层涂覆于RTB层上。这些各种层可在常规溅射沉积过程中涂覆，常规溅射沉积过程涉及从目标(即，材料源)喷射材料，和将所喷射的材料沉积到基板上以形成膜。使用CdTe PV模块的太阳能系统在生成每瓦功率的成本方面被普遍认为是可购买到的系统中最具成本效益的。然而，尽管CdTe具有这些优点，但持久的商业开发和接受太阳能发电作为工业或住宅电力的补充或主要源取决于大规模且以成本效益方式生产高效 PV模块的能力。与生产PV模块相关联的资本成本(特别地沉积上文所讨论的薄膜层所需的机械和时间)是主要商业考虑。因此，在工业中存在对经济上可行且高效大规模生产PV模块(特别是CdTe基模块)的改进系统的持续需要。
技术实现思路
本专利技术的方面和优点将在下文描述中部分地陈述，或者可从该描述变得明显，或者可通过实践本专利技术而学习。根据本专利技术的方面的实施例包括一种用于在光伏(PV)模块基板上沉积多个薄膜层的系统。该系统包括第一加工侧，其中基板在第一方向上被输送，且第一加工侧包括加工站，加工站被构造成在基板上沉积第一薄膜层。加工站可包括串联对准以执行沉积第一薄膜层所需的所有加工步骤的模块化单元。该系统包括第二加工侧，第二加工侧相对于第一加工侧可操作地安置，使得离开第一加工侧的基板随后在第二方向被输送穿过第二加工侧。第二加工侧包括加工站，这些加工站被构造成在第一薄膜层上沉积第二薄膜层。如同第一加工侧，第二加工侧可包括被构造成执行沉积第二薄膜层所需的所有步骤的模块化单元。转移站可操作地安置在第一加工侧与第二加工侧之间以从第一加工侧的出口接收基板且将基板引入到第二加工侧的入口内。在转移站可使用任何自动化转移装置，诸如转台系统、机器人机械等。以此方式，基板的连续供应可串行移动穿过第一加工侧和第二加工侧以，在其上沉积多个薄膜层。在特别独特的实施例中，基板被加载到穿过该系统输送的载体上，且载体被构造成保持基板中的两个或多个。加载站和卸载站设于该系统中用于将基板加载到载体内和从载体移除基板。第一加工侧和第二加工侧可包括被驱动的输送机，被驱动的输送机接合载体且以受控制方式移动载体穿过该系统。在另一独特实施例中，载体和所附基板以竖直方位被输送穿过第一加工侧和第二加工侧，且沿着第一加工侧和第二加工侧的相应加工站包括竖直加工模块。举例而言，沿着第一加工侧的竖直沉积模块可限定用于沉积所需薄膜层(诸如锌锡氧化物(ZTO)层)的真空溅射腔室，且沿着第二加工侧的竖直沉积模块可限定用于沉积第二类型的薄膜层(诸如硫化镉(CcK)层)的真空溅射腔室。该系统可设置为各种操作构造。举例而言，在一实施例中，该系统可限定连续环路，其中第一加工侧和第二加工侧大体上彼此平行且与在加工侧的相应端部的转移站平行。在此构造中，载体可以连续环路被输送穿过该系统，且基板在设于连续环路中的相应加载站和卸载站被加载和卸载。在另一实施例中，该系统可被设计为单匝或开放环路系统，其中载体被加载到第一加工侧且在第二加工侧的端部被移除。对上文所述的系统的变型和修改在本专利技术的范围和精神内且可在本文中进一步展开描述。本专利技术还涵盖用于在光伏(PV)模块基板上沉积多个薄膜层的各种过程实施例。 该过程包括输送在载体上的基板中的一个或多个在第一方向穿过第一加工侧，且在它们移动穿过第一加工侧时在基板上沉积第一薄膜层。该载体和所附基板在第一加工侧的出口处接收且被移到第二加工侧的入口。载体和所附基板在第二方向上移动穿过第二加工侧，在第二加工侧中，在第一薄膜层上沉积第二薄膜层。在第二加工侧的出口下游的卸载站从载体移除基板，且在卸载站下游和第一加工侧的入口上游的加载站，将新基板放置于载体上。 该方法并不限于沉积任何特定薄膜层。在特定实施例中，该过程可在连续环路中进行，其中载体绕第一加工侧和第二加工侧被连续地输送，且卸载站和加载站为在该环路中相邻的位置。在一不同实施例中，第一加工侧和第二加工侧大体上平行且载体在第一加工侧的入口被加载且在第二加工侧的出口被移除。该过程可包括在沿着第一加工侧和第二加工侧所限定的真空腔室内沉积薄膜层， 其中载体和所附基板以逐步方式移动进出真空腔室且以连续线速度被输送穿过真空腔室。该过程可以各种已知沉积方法和系统在第一加工侧和第二加工侧内进行。举例而言，载体和所附基板可竖直地定向且被输送穿过加工侧。第一加工侧可在竖直平面溅射过程中在基板上沉积第一薄膜层，诸如锌锡氧化物(ZTO)层，且第二加工侧可在竖直平面溅射过程中在ZTO层上沉积不同薄膜层，诸如硫化镉(CdS)。薄膜层可在沿着第一加工站和第二加工站限定的真空腔室内沉积，且该过程还包括移动载体和所附基板进入真空腔室且穿过真空腔室而不会打破在第一加工侧与第二加工侧之间的真空。对上文所讨论的过程的变型和修改在本专利技术的范围和精神内且可在本文中进一步展开描述。参考下文的描述和权利要求，本专利技术的这些和其它特征、方面和优点将会更好地理解。附图合并于本说明书中并构成说明书的部分，附图示出本专利技术的实施例且与描述一起用于解释本专利技术的原理。附图说明本专利技术的全面并可实施的公开内容(包括其最佳实施方式)参考附图在说明书中陈述，在附图中图1是CdTe光伏模块的截面图；图2示出根据本专利技术方面的示范性系统的顶视平面图；图3示出根据本专利技术方面的替代系统的顶视平面图；图4是基板载体构造的实施例的透视图；图5是基板载体构造的替代实施例的透视图；图6是用于在基板上沉积薄膜的溅射腔室的实施例的示意图；以及图7是溅射腔室的替代实施例的示意图。在本说明书和附图中重复使用附图标记预期代表相同或类似的特征或元件。附图标记部件10PV模块12基板14TCO层16RTB/ZT0层18CdS层20CdTe 层22接触层24封装玻璃100系统102第一加工侧103方向箭头104加工站106入口108出口110第二加工侧111方向箭头112加工站114入口116出口118第一转移站120第二转移站121转台122载体124框架构件125竖直加工模块126输送机128竖直沉积模块132加载模块134加载缓冲模块136过程缓冲模块138后过程缓冲器140出口缓冲器142出口模块144外部缓冲器148冷却站本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种用于在光伏（ＰＶ）模块基板（１２）上沉积多个薄膜层的系统（１００），包括：第一加工侧（１０２），其中，所述基板在第一方向（１０３）上被输送，所述第一加工侧还包括加工站（１０４），所述加工站（１０４）被构造成在所述基板上沉积第一薄膜层；第二加工侧（１１０），其相对于所述第一加工侧可操作地安置，使得离开所述第一加工侧的基板随后在第二方向（１１１）上被输送穿过所述第二加工侧，所述第二加工侧还包括加工站（１１２），所述加工站（１１２）被构造成在所述第一薄膜层上沉积第二薄膜层；以及第一转移站（１１８），其可操作地安置在所述第一加工侧与所述第二加工侧之间，以从所述第一加工侧的出口（１０８）接收所述基板且将所述基板引入到所述第二加工侧的入口（１１４）内；其中，所述基板被连续地移动穿过所述第一加工侧和第二加工侧，以在其上沉积多个薄膜层。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：R·W·布莱克，B·R·墨菲，
申请(专利权)人：初星太阳能公司，
类型：发明
国别省市：US
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