本发明专利技术涉及用于持续地将薄膜层淀积在衬底上的气相淀积设备和过程。提供了一种用于使升华的源材料作为薄膜而气相淀积在光生伏打模块衬底14上的设备100和过程。设备100包括设置在淀积头110中的至少一个容器116。各个容器116构造成接收粒状源材料117。加热系统构造成加热容器(一个或多个)116，以使源材料117升华。基本竖向的分配板152设置在容器(一个或多个)116和被传送通过设备100的衬底14之间。分配板152定位在距衬底14的淀积表面的竖向传送平面规定距离处。分配板152包括通过其中的一定型式的通道，通道分配升华的源材料，以使其淀积到衬底14的淀积表面上。
【技术实现步骤摘要】
本文公开的主题大体涉及薄膜淀积过程的领域，其中，诸如半导体材料层的薄膜层淀积在衬底上。更具体而言，主题涉及用于将光反应性材料的薄膜层淀积在呈光生伏打 (PV)模块的形式的玻璃衬底上的气相淀积设备和相关联的过程。
技术介绍
基于作为光反应性成分的与硫化镉(CdS)配对的碲化镉(CdTe)的薄膜光生伏打 (PV)模块(也称为“太阳能板”)在エ业中正获得广泛接受和关注。CdTe是具有特別适于将太阳能(太阳光)转换成电的特性的半导体材料。例如，CdTe具有1. 45eV的能带隙，这使其与在历史上用于太阳能电池应用中的更低带隙(l.leV)的半导体材料相比能够从太阳光谱(太阳光)中转换更多的能量。而且，与更低带隙的材料相比，CdTe会在更低的或散射光条件下更高效地转换光，并且因此与其它传统材料相比，在白天的时间里或在低光 (即多云)条件下具有更长的有效转换时间。在所产生的每瓦特功率的成本方面，使用CdTe PV模块的太阳能系统一般被看作可在商业上获得的系统中最成本高效的。但是，尽管有可持续的商业开发以及接受太阳能作为エ业或民用功率的补充或主要(功率)源，CdTe的优点取决于大规模且以成本有效的方式生产高效的PV模块的能力。在成本和功率发生能力方面，某些因素在很大程度上影响CdTe PV模块的效率。例如，CdTe较昂贵，并且因此材料的高效利用(即最少浪费)是主要的成本因素。另外，模块的能量转换效率是淀积的CdTe膜层的某些特性的因素。膜层中的不一致性或缺陷可显著地降低模块的输出，从而增加每单位功率的成本。而且，以在经济上敏感的商业规模处理相对较大的衬底的能力是重要考量。CSS(近空间升华)是已知的用于生产CdTe模块的商用气相淀积过程。对例如美国专利No. 6，444，043和美国专利No. 6，423，565进行了參照。在CSS系统中的气相淀积室内，将衬底送到与CdTe源相対的相对较小距离(S卩，大约2-3mm)处的相对位置。CdTe材料升华且淀积到衬底的表面上。在上面引用的美国专利No. 6，444，043中的CSS系统中，CdTe 材料成粒状形式且保持在气相淀积室内的受加热的容器中。升华的材料运动通过置于容器上的盖中的孔，并且淀积到固定的玻璃表面上，该玻璃表面保持在盖框架的上方尽可能最小的距离(l_2mm)处。盖被加热到高于容器的温度。虽然CSS过程存在优点，但是相关系统固有地是批量过程，其中，玻璃衬底被引入 (index into)气相淀积室中，保持在该室中达有限的时间段(在该时间段中，形成膜层)， 并且随后被引出(index out)该室。该系统更适于相对较小表面积的衬底的批量处理。该过程必须定期地中断，以便补充CdTe源，这对于大规模生产过程是有害的。另外，淀积过程不可以以受控的方式容易地停止和重新起动，从而导致在将衬底引入和引出室期间和在将衬底定位在室内所需的任何步骤期间CdTe材料有较大的非利用(即浪费)。因此，在ェ业中正存在着对改进的气相淀积设备和过程的需求，以用于对高效PV模块-特别是CdTe模块-进行经济上可行的大规模生产。
技术实现思路
将在以下描述中部分地阐述本专利技术的各方面和优点，或者根据描述，本专利技术的各方面和优点可为显而易见的，或者可通过实践本专利技术来学习本专利技术的各方面和优点。大体提供了一种用于将升华的源材料作为薄膜而气相淀积在光生伏打(PV)模块衬底上的设备。该设备包括设置在淀积头中的至少ー个容器。各个容器构造成接收粒状源材料(例如，碲化镉)。加热系统构造成加热容器(ー个或多个)，以使源材料升华。基本竖向的分配板设置在容器(ー个或多个)和传送通过设备的衬底之间。分配板定位在距衬底的淀积表面的竖向传送平面规定距离处。分配板包括通过其中的一定型式的通道，通道分配升华的源材料，以使其淀积到衬底的淀积表面上。对上面所论述的气相淀积设备的实施例的改变和修改处于本专利技术的范围和精神内，并且可在本文中进行进一歩描述。还大体提供了一种用于使升华的源材料气相淀积而在光生伏打(PV)模块衬底上形成薄膜的过程。根据ー个实施例，可将源材料供应给淀积头内的至少ー个容器。可用加热系统加热各个容器，以使源材料升华，并且可将升华的源材料引导通过具有基本竖向的定向的分配板。単独的衬底可按基本竖向的布置被传送经过分配板，使得穿过分配板的升华的源材料淀积到衬底的淀积表面上。对上面所论述的气相淀积过程的实施例的改变和修改处于本专利技术的范围和精神内，并且可在本文中进行进一歩描述。參照以下描述和所附的权利要求，本专利技术的这些和其它特征、方面和优点将变得更好理解，或者根据描述或权利要求，本专利技术的这些和其它特征、方面和优点可为显而易见的，或者可通过实践本专利技术来学习本专利技术的这些和其它特征、方面和优点。附图说明在说明书中阐述了本专利技术的完整和能够实施的公开，包括其最佳模式，说明书參照了附图，其中图1是可结合本专利技术的气相淀积设备的实施例的系统的平面图；图2是成第一操作构造的、根据本专利技术的各方面气相淀积设备的一个实施例的截面图；图3是成第二操作构造的图2中的实施例的截面图；以及，图4是图2的实施例的俯视图。部件列表10 系统12 室14単独的衬底16第一加热器模块18加热器20冷却模块22后热模块24进料装置26负载传送器28负载模块30缓冲器模块32真空泵34第一阀36促动机构38真空泵40真空泵42缓冲器模块44离开锁模块46传送器50控制器52中央控制器54传感器100设备110淀积头112纵向端壁113侧壁115加热元件116容器117源材料119源蒸气122至少ー个热124分配歧管126通道128加热器元件130第一壳部件132第二壳部件134腔体136遮板138通道140促动机构142杆144分配器148进料管150碎片防护件152分配板153 冷阱154密封件156 进入槽 ロ158 离开槽 ロ具体实施例方式现在将对本专利技术的实施例进行详细參照，在图中示出了实施例的ー个或多个实例。提供各个实例来作为对本专利技术的阐述，而非对本专利技术的限制。实际上，将对本领域技术人员显而易见的是，可在不偏离本专利技术的范围或精神的情况下，在本专利技术中作出各种修改和改变。例如，被示为或描述成ー个实施例的一部分的特征可用于另ー个实施例，以产生又一个实施例。因此，意图的是本专利技术包含落在所附权利要求及其等效方案的范围内的这样的修改和改变。图1示出了可结合根据本专利技术的实施例的气相淀积设备100 (图2和3)的系统10 的一个实施例，气相淀积设备100构造成将薄膜层淀积在光生伏打(PV)模块衬底14(下文称其为“衬底”)上。如所显示的那样，系统10和气相淀积设备100构造成在衬底14成基本竖向的定向时将薄膜淀积在衬底14上。基本竖向的定向可防止颗粒落到衬底或设备上。薄膜例如可为碲化镉(CdTe)膜层。如所提到的那样，在本领域中一般认可的是PV 模块衬底上的“薄”膜层大体小于约10微米(μπι)。应当理解，本气相淀积设备100不限于在图1示出的系统10中使用，而是可结合到构造成将薄膜层气相淀积到PV模块衬底14上的任何适当的加工线中。为了參照和理解其中可使用气相淀积设备100的环境，在下面描述图1的系统10， 后面是对设备100的详细描述。參照图1，示例性系统10包本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：S·D·费尔德曼皮博迪，R·W·布莱克，E·J·利特尔，M·J·帕沃尔，C·拉思维格，M·W·里德，
申请(专利权)人：初星太阳能公司，
类型：发明
国别省市：
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