本发明专利技术涉及用于将复合半导体高速溅射到大面积基底上的方法。具体而言，该方法主要提供成用于将薄膜溅射到单独基底(12)上。单独基底(12)可传送到真空室中以抽取小于大约50mTorr的溅射压力。然后，单独基底(12)可传送到溅射室(166)中，且穿过平面磁控管由电离气体以溅射压力连续地溅射靶材(170)，使得薄膜形成在单独基底的表面上。该靶材(170)经受高频功率，该高频功率在大于大约1kW的功率水平下具有从大约400kHz至大约4MHz的频率。在一个特定实施例中，该方法可主要针对将薄膜溅射到单独基底(12)上，该单独基底限定具有大约1000cm2至大约2500cm2的表面面积的表面。
【技术实现步骤摘要】
本文所公开的主题主要涉及在基底上溅射薄膜的方法。更具体而言，本文所公开的主题涉及在大面积基底上高速溅射薄膜的方法。
技术介绍
薄膜光伏(PV)模块(也称为"太阳能面板"或"太阳能模块")在行业中日益得到广泛的认可和关注，尤其是基于与硫化镉(CdS)配对的碲化镉(CdTe)来作为光反应构件的模块。CdTe是一种具有尤其适用于将太阳能(日光)转换成电的特性的半导体材料。 例如，CdTe具有1. 45eV的能量带隙，这使其能够比过去用于太阳能电池应用的较低带隙 (1. IeV)的半导体材料从太阳光谱中转换更多的能量。另外，相比于较低带隙的材料，CdTe 在较少光照或散射光的条件下更高效地转换能量，且因此相比于其它常规材料，在白天期间或低光照(例如，多云)条件下具有更长的有效转换时间。通常，CdTe PV模块包括在沉积CdTe层之前沉积在玻璃基底上的多个膜层。例如，透明的传导(或导电)氧化物(TCO)层首先沉积在玻璃基底的表面上，且电阻透明缓冲 (RTB)层然后施加在TCO层上。RTB层可为氧化锌锡(ZTO)层，且可称为"ZTO层"。硫化镉(CcK)层施加在RTB层上。这些不同的层以常规的溅射沉积工艺予以施加，该工艺涉及从靶材(即，材料源)喷射材料，以及将喷射的材料沉积到基底上以形成膜。使用CdTe PV模块的太阳能系统根据每瓦功率产生的成本，通常认作是成本效益最为合算的市售系统。然而，CdTe不能耐受持续性商业使用和接受太阳能作为工业电力或住宅电力的辅助电源或主要电源，其优点取决于以大规模和成本效益合算的方式制造有效的PV模块的能力。与生产PV模块相关的资金成本，尤其是沉积上述多个薄膜层所需的机器和时间，是主要的商业考虑因素。具体而言，从电阻性质的半导电靶材(例如，硫化镉)溅射可能难以高速和足够均勻地大量生产PV装置，尤其是当靶材具有相对较大的表面面积时。因此，在行业中持续需求一种改进的系统，其用于经济可行且高效地大规模生产 PV模块、尤其是基于CdTe的模块。
技术实现思路
本专利技术的方面和优点将在以下说明中部分地阐述，或可根据该说明而清楚，或可通过实施本专利技术而懂得。提供的是通常用于将薄膜溅射到单独基底上的方法。单独的基底可传送到真空室中以抽取小于大约50毫托(mTorr)的溅射压力。然后，单独基底可传送到溅射室中，且穿过平面磁控管由电离气体以溅射压力连续地溅射靶材，使得薄膜形成在单独基底的表面上。该靶材经受高频功率，其在大于大约IkW的功率水平具有从大约400kHz至大约4MHz 的频率。在一个特定实施例中，该方法可通常涉及将薄膜溅射到单独基底上，该单独基底4限定表面面积为大约IOOOcm2至大约2500cm2的表面。例如，单独基底可传送到真空室中以抽取小于大约50mTorr的溅射压力，且经加热达到大约50°C至大约200°C的溅射温度。该单独基底可传送到溅射室中，且穿过平面磁控管由电离气体以溅射压力连续地溅射靶材， 使得薄膜形成在单独基底的表面上。在溅射时，基底可以大致恒定的线传送速率连续地传送，使得形成在单独基底表面上的薄膜具有大约50nm至大约250nm的平均厚度，而不均勻性为平均厚度的大约7%至大约15%。该靶材能经受高频功率，其在大于大约IkW的功率水平具有从大约400kHz至大约4MHz的频率。参照以下说明和所附权利要求，本专利技术的这些及其它特征、方面和优点将会得到更好的理解。并入本说明书中且构成其一部分的附图示出了本专利技术的实施例，且结合说明一起用于阐述本专利技术的原理。附图说明在参照附图的以下说明书中，针对本领域的普通技术人员阐述了本专利技术包括其最佳模式的完整和能够实施的公开内容，在附图中图1为示例性CdTe光伏模块的截面视图2示出了根据本专利技术的方面的示例性系统的顶平面视图3示出了根据本专利技术的方面的备选系统的顶平面视图4为基底载体构造的实施例的透视图5为基底载体构造的备选实施例的透视图6为用于将薄膜沉积在基底上的溅射室的实施例的图解视图；以及图7为溅射室的备选实施例的图解视图。本说明书和附图中重复使用参考标号意在表示相同或相似的特征或元件。零件清单10PV模块12基底14TCO层16RTB/ZT0层18CdS层20CdTe 层22接触层24封装玻璃100系统102第一处理侧103方向箭头104处理站106入口108出口110第二处理侧111方向箭头112处理站114入口116出口118第一传输站120第二传输站121转台122载体124框架部件125垂直处理模块126传送器128垂直沉积模块132装载模块134装载缓冲模块136过程缓冲模块138过程后缓冲件140出口缓冲件142出口模块144外部缓冲件148冷却站150卸载站152装载站154真空阀156阀马达/控制158模块控制器160系统控制器162粗真空泵164细真空泵165涡轮泵166溅射室168功率源170阴极172阳极174等离子场176靶材源材料178加热器元件具体实施例方式现将详细地参照本专利技术的实施例，其中的一个或多个实例在附图中示出。各实例均是通过阐述本专利技术来提供的，而并非限制本专利技术。实际上，本领域的技术人员清楚的是，在不脱离本专利技术的范围或精神的情况下，可在本专利技术中作出各种修改和变型。例如，示为或描述为一个实施例的一部分的特征可结合另一实施例来使用，以产生又一个实施例。因此， 期望的是，本专利技术涵盖归入所附权利要求及其等同物的范围内的这些修改和变型。在本公开内容中，当一层描述为在另一层或基底"上"或"上方"时，将应理解的是这些层可直接地彼此接触或在这些层之间具有另一个层或特征。因此，这些用语仅描述各层相对于彼此的位置，而并不必然地表示"一层在另一层之上"，因为在上方或在下方的相对位置取决于装置相对于观察者的定向。此外，尽管本专利技术不限于任何特定的膜厚， 但描述光伏装置的任何膜层的用语"薄"通常表示具有小于大约10微米(“百万分之一米〃或〃 ym〃 )厚度的膜层。将应理解的是，本文所提到的范围和极限包括处在预先规定的极限(即，子范围) 内的所有范围。例如，从大约100至大约200的范围还包括从110至150、170至190、153至 162，以及145. 3至149. 6的范围。此外，直至大约7的极限也包括直至大约5、直至3和直至4. 5的极限，以及该极限内的范围，例如从大约1至大约5，以及从大约3. 2至大约6. 5。大体上提供的是将薄膜溅射到单独基底上的方法。该方法尤其适用于从半导体材料(例如，硫化镉)的靶材溅射到单独基底上。该方法可将具有可接受的均勻度的薄膜层沉积到基底整个表面上，甚至在相对较大的基底上(例如，限定大于大约IOOOcm2的表面面积，如大约1500cm2至大约2500cm2)。因此，当前所公开的方法可适用于大规模制造过程。例如，形成在单独基底的表面上的薄膜可具有小于平均厚度的大约20%的不均勻性(例如，平均厚度的大约至大约15% )。溅射层可具有大约50nm至大约250nm(例如，大约70nm至大约IOOnm)的平均厚度。薄膜层，尤其是当从半导电靶材溅射时，可在相对较低频率的RF功率源处形成。 例如，在一个特定实施例中，施加到溅射室上的RF功率源的频率可在大于大约IkW的功率水平下为大约400kHz至大约本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种将薄膜溅射到单独基底（１２）上的方法，所述方法包括：将单独基底（１２）传送到真空室中以抽取小于大约５０ｍＴｏｒｒ的溅射压力；以及，将所述单独基底传送到溅射室（１６６）中且穿过平面磁控管，从而由电离气体以所述溅射压力连续地溅射靶材（１７０），使得薄膜形成在所述单独基底（１２）的表面上，以及其中，所述靶材经受高频功率，所述高频功率在大于大约１ｋＷ的功率水平下具有大约４００ｋＨｚ至大约４ＭＨｚ的频率。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：S·T·哈罗兰，R·D·戈斯曼，R·W·布莱克，
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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