[发明专利]在线淀积系统和用于淀积薄膜层的过程

说明书

技术领域

本文所公开的主题大体而言涉及薄膜淀积过程的领域，其中薄膜层，诸如半导体材料层，淀积到基板上。更特定而言，该主题涉及在形成光伏（PV）模块中将光反应性材料(例如，CdTe)淀积到玻璃基板上的气相淀积设备和相关联的过程。

背景技术

使用碲化镉(CdTe)光伏(PV)模块的太阳能系统通常被认为在所产生的功率每瓦特成本方面是市售系统中最具成本效益的。然而，尽管CdTe具有多种优点，太阳能作为工业或民用电力的补充来源或主要来源的可持续商业开发和认可取决于大规模并且以有成本效益的方式生产高效PV模块的能力。

某些因素在成本和发电能力方面极大地影响CdTe PV模块的效率。例如，CdTe是相对昂贵的且因此材料的高效利用（即，浪费最小）是主要的成本因素。此外，该模块的能量转换效率是淀积的CdTe膜层的某些特征的一个因素。膜层中的不均匀性或缺陷可极大地降低模块的输出，从而增加每单位功率的成本。而且，以经济上切合实际的商业规模加工相对较大基板的能力是至关重要的考虑。

CSS（闭合系统升华）是用于生产CdTe模块的已知商业气相淀积过程。现参考例如美国专利第6,444,043号和美国专利第6,423,565号。在CSS系统中气相淀积腔室内，将基板带至位于CdTe源对面的相对较小距离（即，大约2-3 mm）处的相反位置。CdTe材料升华且淀积到基板表面上。在以上所引用的美国专利第6,444,043号的CSS系统中，CdTe材料呈颗粒状且保持在气相淀积腔室内的热容器内。升华的材料穿过置于容器上的覆盖物中的孔移动且淀积到静止的玻璃表面上，该玻璃保持在覆盖物框架上方最小的可能距离（1-2mm）处。应了解CSS为扩散运输淀积(DTD)系统和扩散性运输淀积系统的类型，更广泛地，不一定必需符合“闭合空间”的性质。

穿过孔板恒定地供应CdTe蒸气形成了均匀蒸气压力用于淀积到基板上。因此，整个CdTe层的淀积速率可以基本上恒定，试图确保基本上均匀的薄膜层形成于基板上。但是，如果初始淀积速率太快，空隙（即，不含CdTe的小区域）可以在初始淀积期间形成。这些空隙可以在淀积过程继续时扩大。

此外，由于在CSS淀积过程中涉及的相对较高的温度，基板（例如，玻璃基板）可以被加热到能在基板的整个面（即，淀积表面）上形成未经调节弯曲梯度（例如，翘曲）的温度。这种未经调节的弯曲梯度能向淀积过程增添额外变量。例如，未经调节的弯曲梯度可以在基板上引起张力，这可在基板和/或形成于基板上的薄膜中造成损坏。当基板具有较大表面积并且相对较薄（例如，在PV模块的玻璃基板上），这样的弯曲梯度可能是特别有问题的。

因此，在工业中持续地需要用于以经济可行的大规模生产高效PV模块，特别是CdTe模块的改进的气相淀积设备和过程。特别地，需要用于CSS过程中以经济上可行的大规模生产高效PV模块、特别是CdTe 模块的改进的升华板。

发明内容

本发明的方面和优点将在下文的描述中部分地陈述，或者可从该描述显而易见，或者可通过实践本发明而学习。

本发明总体上提供一种用于将升华的源材料气相淀积为基板上的薄膜的设备。在一实施例中，该设备可包括被配置成保持源材料的容器和定位于容器上方的分配板。分配板可以限定穿过它的通路图案。该设备还可包括输送器，其限定一对凸起边缘和一种转移表面并且被配置成以连续环路行进使得转移表面在第一方向在分配板上方传递以在其上接收穿过分配板的通路传递的升华的源材料。输送器也可被配置成当在凸起边缘上运载基板时在第二方向上行进。也可包括加热系统，其被配置成在输送器在第二方向上行进时加热输送器。

本发明还总体上提供一种进行升华源材料的气相淀积以在基板上形成薄膜的过程。在一实施例中，该过程可包括升华源材料使得源蒸气通过限定于淀积板中的多个通路。输送器也可以围绕连续环路移动，其中输送器限定一对凸起边缘和转移表面。当输送器在第一方向上在分配板上方行进时将，可将源蒸气淀积到输送器的转移表面上。可在第二方向上在输送器的凸起边缘上运载基板；并且当输送器在第二方向上行进运载基板时可加热输送器从而使得在输送器的转移表面上淀积的源蒸气转移到基板。

参考下文的描述和所附权利要求，本发明的这些和其它特点、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，附图示出本发明的实施例且与描述一起用于解释本发明的原理。

附图说明