專利名稱：用于連續沉積薄膜層到基底上的模塊系統和方法
技術領域：
本文所公開的主題主要涉及將諸如半導體材料層的薄膜層沉積到基底上的薄膜 沉積工藝領域。更具體而言，所公開的主題涉及一種用于在形成光電(PV)模塊時沉積光反 應材料的薄膜層到玻璃基底上的系統和方法。
背景技術：
基于硫化鎘(CdS)配以碲化鎘(CdTe)作為光反應構件的薄膜光電(PV)模塊(也 稱為"太陽能板"或"太陽能模塊")在行業中獲得廣泛的認可和關注。CdTe是具有尤其 適用于將太陽能(太陽光線)轉換成電的特性的半導體材料。例如，CdTe具有1. 45eV的 能量帶隙(bandgap)，這使其比歷史上用于太陽能電池應用的較低帶隙(l.leV)的半導體 材料能夠從太陽光譜中轉換更多的能量。另外，在較少光照或漫射光的條件下，CdTe相比 于較低帶隙的材料更為高效地轉換能量，且因此相比于其它常規材料，在一天期間或較少 光照(例如，多云)的情況下具有更長的有效轉換時間。根據產生每瓦功率的成本，使用CdTe PV模塊的太陽能系統通常認作是成本效益 最為合算的市售系統。然而，CdTe不能耐受持續性商業使用和接受太陽能作為工業用電或 居民用電的輔助電源或主要電源，其優點取決于以大規模和成本效益合算的方式制造有效 的PV模塊的能力。某些因素在模塊的成本和發電性能方面影響CdTe PV模塊的效率。例如，CdTe相 對昂貴，且因此材料的有效利用(即，最少的浪費)成為主要的成本因素。此外，模塊的能 量轉換效率是沉積的CdTe膜層的某些特性的因素。膜層的不均勻或缺陷可顯著地減少模 塊的輸出，從而增加每單位功率的成本。另外，以經濟地切合實際的商業規模處理相對較大 基底的能力也是至關重要的考慮因素。CSS(近間隔升華或近空間升華)是一種公知的用于生產CdTe模塊的商用汽相沉 積工藝。例如，請參看美國專利No. 6，444，043和美國專利No. 6，423，565。在CSS工藝中 的沉積腔室內，將基底引至以相對較小的距離(即大約2mm至3mm)與CdTe源相對的相對 位置處。CdTe材料升華并沉積到基底的表面上。在上文引用的美國專利No. 6，444，043的 CSS系統中，CdTe材料為粒狀的形式，且保持在汽相沉積腔室內的加熱容器中。升華的材料 移動穿過置于容器上的蓋中的孔，且沉積到靜止的玻璃表面上，該靜止的玻璃表面以最小 的可能距離(Imm至2mm)保持在蓋構架的上方。該蓋經加熱直至高于容器的溫度。盡管CSS工藝具有優點，但該系統實質上為分批處理，其中，將玻璃基底引入汽相 沉積腔室中，在腔室內保持有限的時長，在此時長內形成膜層，以及隨后引出腔室。該系統 更適用于表面面積相對較小的基底的分批處理。該過程必須周期性地中斷，以便再填充 CdTe源，這對大規模的生產過程不利。此外，沉積過程不能以受控的方式容易地停止和重 啟，從而導致在將基底引入和引出腔室期間以及在將基底定位在腔室內所需的任何步驟期 間明顯未對CdTe材料加以利用(也即浪費)。因此，行業中持續需要一種用于經濟可行地大規模生產高效的PV模塊、尤其是基于CdTe的模塊的改進系統及方法。
發明內容
本發明的方面和優點將在以下說明中部分地闡述，或可根據該說明而清楚，或可 通過實施本發明而懂得。根據本發明的實施例，提供了一種用于將薄膜層如CdTe層汽相沉積到光電(PV) 模塊基底上的方法。在本領域中，“薄"膜層通常認作是小于10微米(ym)，但本發明不 限于任何特定的膜厚。該方法包括以串接布置傳送基底經過真空腔室中的汽相沉積設備， 在該汽相沉積設備中，升華的源材料的薄膜沉積在基底的上表面上。基底以受控的恒定線 速度傳送經過汽相沉積設備，使得基底的在傳送方向上的前部區段和后部區段在汽相沉積 設備內經受相同的汽相沉積條件。當基底傳送出汽相沉積設備時，對基底進行后加熱，使得 沿基底的長度維持大致均勻的溫度輪廓(或分布，profile)，直到整個基底傳送出汽相沉 積設備。然后，在從真空腔室移除基底之前，對基底進行可控地冷卻。在備選的方法實施例中，當基底以一定方式傳送出汽相沉積設備時，對基底進行 后加熱，以便沿基底的長度產生受控的逐漸降低的溫度梯度，直到整個基底傳送出汽相沉 積設備。該降低的溫度梯度具有一定特性以便防止對基底的損壞，例如翹曲、破損等。對于上述方法的變型和改進在本發明的范圍和精神內，且可在本文中進一步描 述。根據本發明的另一實施例，提供了一種用于將薄膜層如CdTe膜層汽相沉積到光電(PV) 模塊基底上的系統。該系統包括真空腔室，在特定的實施例中，該真空腔室可由多個互連的 模塊限定。真空腔室包括汽相沉積設備，該汽相沉積設備構造成用于將升華的源材料的薄 膜沉積到傳送穿過其的基底的上表面上。傳送器系統可操作地布置在真空腔室內，并且構 造成用于以串接布置在受控的恒定線速度下將基底傳送經過汽相沉積設備。后加熱區段布 置在所述真空腔室內，在基底傳送方向上緊接位于汽相沉積設備的下游。后加熱區段構造 成用以將傳送自汽相沉積設備的基底維持在期望的加熱溫度輪廓以防止熱損傷基底，直到 整個基底已引出汽相沉積設備。后加熱區段可包括一個或多個具有可控加熱區的后加熱模 塊。在特定的實施例中，后加熱區段構造成用以加熱基底，使得沿基底的長度維持大 致均勻的溫度輪廓，直到整個基底傳送出汽相沉積設備。在備選的實施例中，后加熱區段構造成以一定方式加熱基底，使得沿著基底的長 度產生受控的逐漸降低的溫度梯度輪廓，直到整個基底傳送出汽相沉積設備。對于上述系統組件的實施例的變型和改進在本發明的范圍和精神內，且可在本文 中進一步描述。參照以下說明和所附權利要求，本發明的這些及其它特征、方面和優點將會得到 更好的理解。零件清單10 系統1214 基底16 真空腔室
18預熱區段
20預熱模塊
21加熱器元件
22汽相沉積設備
24汽相沉積模塊
26冷卻區段
28冷卻模塊
30后加熱區段
32后加熱模塊
34進入真空閘站
36負載模塊
38緩沖模塊
40引出真空閘站
42引出緩沖器
44引出模塊
46負載傳送器
48饋送系統
50引出傳送器
52控制器
54中央控制器
56粗真空泵
58細真空泵
60真空泵
62閥
64控制器
65沉積模塊傳送器
66傳送器
67傳送器驅動器
68傳感器
在參照附圖的說明書中闡述了本發明包括其最佳模式的完整和能夠實現的公開 內容，在附圖中圖1為根據本發明的方面的系統的實施例的平面視圖；以及，圖2為圖1中系統的實施例的透視圖。
具體實施例方式現將詳細地參照本發明的實施例，其中的一個或多個實例在附圖中示出。各實例 均是以闡述本發明的方式提供的，而并不限制本發明。實際上，本領域的技術人員很清楚，在不脫離本發明的范圍或精神的情況下，可在本發明中作出各種修改和變型。例如，示為或 描述為一個實施例的一部分的特征可結合另一實施例來使用，以產生又一個實施例。因此， 期望的是，本發明包含歸入所附權利要求及其等同方案范圍內的這些修改和變型。圖1和圖2示出了系統10的實施例，該系統10構造成用于將薄膜層汽相沉積到 光電(PV)模塊基底14(下文稱為"基底")上。例如，該薄膜可為碲化鎘(CdTe)膜層。 盡管本發明不限于所提到的任何特定的膜厚，但在本領域中一般認為PV模塊基底上的" 薄"膜層通常小于大約10微米(μπι)。應當認識到的是，本系統不限于汽相沉積特定類型 的膜層，以及CdTe僅是一種可通過系統10進行沉積的膜層。參看圖1，系統10包括真空腔室16，該真空腔室16可由任何構件構造限定。在所 示的特定實施例中，真空腔室16由多個互連的模塊限定，如在下文中更為詳細地論述。通 常，真空腔室16可認作是系統10的區段或部分，在其中，為了汽相沉積過程的各個方面而 抽取和保持真空。系統10包括處于真空腔室16內的預熱區段18。預熱區段18可為在傳送基底14 穿過真空腔室16時對該基底預熱的一個或多個構件。在所示的實施例中，預熱區段18由 基底14傳送穿過其的多個互連模塊20限定。真空腔室16還包括在基底14傳送方向上處于預熱區段18下游的汽相沉積設備 Μ。該設備M可構造為汽相沉積模塊22，且為諸如粒狀的CdTe材料的源材料在其中升華 并沉積到基底14上作為薄膜層的構件構造。應當容易認識到的是，各種汽相沉積系統和工 藝是本領域中所公知的，如上述CSS系統，以及汽相沉積設備M不限于任何特定類型的汽 相沉積系統或工藝。真空腔室16還包括位于汽相沉積設備M下游的冷卻區段26。在所示的實施例 中，冷卻區段26由多個互連的冷卻模塊觀限定，基底14在從系統10移除之前傳送穿過該 多個互連的冷卻模塊觀，如在下文中更為詳細地描述。系統10還包括可操作地設置在真空腔室16內的傳送器系統。在所示的實施例中， 該傳送器系統16包括多個單獨的傳送器66，而系統10中的各模塊均包括相應的一個傳送 器66。應當認識到的是，傳送器66的類型或構造并非是本發明的限制因素。在所示的實施 例中，傳送器66為由馬達驅動器67(圖2、驅動的輥式傳送器，其中，馬達驅動器67(圖2) 經受控制以便實現基底14穿過相應的模塊以及整個系統10的期望傳送速率。系統10還包括饋送系統48 (圖2)，該饋送系統48構造成結合汽相沉積設備M用 以向該設備M供送諸如粒狀CdTe材料的源材料。饋送系統48可采用本發明的范圍和精 神內的各種構造，以及進行工作用以供送源材料而不會中斷汽相沉積設備M內的連續汽 相沉積過程或基底14穿過汽相沉積設備M的傳送。參看圖1和圖2，大體上而言，單獨的基底14最初放置在負載傳送器46上，該負載 傳送器46例如可包括在其它系統模塊中使用的相同類型的從動輥式傳送器66。基底14首 先傳送穿過真空腔室16上游的進入真空閘站(lock station) 34。在所示的實施例中，真空 閘站34包括在基底14傳送方向上處于緩沖模塊38上游的負載模塊36。"粗"(S卩，初始 的)真空泵56構造為結合負載模塊36用以抽取初始真空水平，而"細"(也即高)真空 泵58構造為結合緩沖模塊38用以將緩沖模塊38中的真空基本上提高至真空腔室16內的 真空水平。閥62 (例如，閘門型槽縫閥或旋轉型擋板閥)可操作地設置在負載傳送器46與
7負載模塊36之間、負載模塊36與緩沖模塊38之間，以及緩沖模塊38與真空腔室16之間。 這些閥62依序由馬達或其它類型的促動機構64促動，以便將基底14以逐步(或分步)的 方式引入真空腔室16中，而不會不利地影響腔室16內的真空。在正常操作條件下，通過真空泵58、56和60的任何組合而在真空腔室16中保持 操作真空。為了將基底14引入真空腔室16中，負載模塊36與緩沖模塊38之間的閥62最 初是閉合的，而負載模塊是通風(或開放)的。緩沖模塊38與第一預熱模塊20之間的閥 62是閉合的。負載模塊36與負載傳送器46之間的閥62開啟，且相應模塊中的單獨傳送器 66受到控制以便使基底14行進到負載模塊36中。此時，第一閥62關閉且基底14隔離在 負載模塊36中。然后，粗真空泵56在負載模塊36中抽取初始真空。在此時期間，細真空 泵58在緩沖模塊38中抽取真空。當負載模塊36與緩沖模塊38之間的真空大致平衡時， 模塊之間的閥62開啟，且基底14移入緩沖模塊38中。模塊之間的閥62閉合，且細真空泵 58提高緩沖模塊38中的真空(度)直到該緩沖模塊38與相鄰的預熱模塊20大致平衡。 緩沖模塊38與預熱模塊20之間的閥62然后開啟，且基底移入預熱模塊20中。對于傳送 到真空腔室16中的各基底14而言將重復該過程。在所示的實施例中，預熱區段18由多個互連的模塊20限定，該多個互連的模塊20 限定用于基底14穿過真空腔室16的加熱傳送通路。各模塊20均可包括多個獨立受控的 加熱器21，且加熱器21限定多個不同的加熱區。特定的加熱區可包括一個以上的加熱器 21。各預熱模塊20還包括獨立受控的傳送器66。對于各模塊20而言，加熱器21和傳 送器66受到控制以便實現基底14穿過預熱區段18的傳送速率確保在基底14傳送到下游 的汽相沉積模塊22中之前基底14具有期望的溫度。在所示的實施例中，汽相沉積設備M包括基底14在其中經受汽相沉積環境的模 塊22，在該汽相沉積環境中，諸如CdTe的升華的源材料的薄膜沉積到基底14的上表面上。 單獨的基底14以受控的恒定線速度傳送穿過汽相沉積模塊22。換言之，基底14未停止或 保持于模塊22內，而是以受控的線速率連續不斷地移動穿過模塊22。基底14的傳送速率 例如可在大約10毫米/秒(mm/sec)至大約40mm/sec的范圍內。在特定的實施例中，該速 率例如可為大約20mm/sec。以此方式，基底14的沿傳送方向的前部區段和后部區段在汽 相沉積模塊22內經受相同的汽相沉積條件。基底14頂面的所有區域都經受相同的汽相條 件，以便在基底14的上表面上獲得大致均勻的升華源材料的薄膜層厚度。汽相沉積模塊22包括相應的傳送器65，該傳送器65可不同于多個上游模塊和下 游模塊中的傳送器66。傳送器65可具體構造成用以支持模塊22內的汽相沉積過程。在所 示的實施例中，循環式板條傳送器65出于此目的而構造在模塊22內。然而，應當容易認識 到的是，還可使用任何其它類型的適合的傳送器。汽相沉積設備M構造成結合饋送系統48 (圖幻用以按一定方式向設備M連續 不斷地供送源材料以便不中斷汽相沉積過程或基底14穿過模塊22的不間斷傳送。饋送系 統48并非是本發明的限制因素，以及任何適合的饋送系統48都可設計成用以將源材料供 送到模塊22中。例如，饋送系統48可包括依序操作的真空閘，其中，外部材料源作為計量 用量按分步的方式引導穿過真空閘并進入汽相沉積設備M內的容器中。源材料的供送認 作是"連續的"，因為汽相沉積過程不必為了向設備M再次供送源材料而停止或中止。只要保持外部供送，則饋送系統48便將連續不斷地供送分批的或計量用量的材料到汽相沉 積設備M中。在所示的實施例中，后加熱區段30限定在真空腔室16內緊接位于汽相沉積模塊 22的下游。該后加熱區段30可由一個或多個后加熱模塊32限定，該后加熱模塊32具有構 造成與其結合的加熱器單元21。加熱單元21可包括多個獨立受控的加熱區，且各加熱區均 具有一個或多個加熱器。當基底14的前部區段傳送出汽相沉積模塊M時，其移動進入后 加熱模塊32。后加熱模塊32維持基底的受控加熱輪廓直到整個基底已移出汽相沉積模塊 22，以防止損壞基底，例如由不受控的或過度熱應力引起的翹曲或破損。如果基底14的前 部區段容許當其離開模塊22時以過度的速率冷卻，則將會沿基底14縱向地產生潛在的具 有破壞性的溫度梯度。這種情況會導致基底由于熱應力而破損。在特定的實施例中，后加熱區段30經控制以在整個區段30上產生大致均勻或恒 定的溫度。例如，在后加熱區段30包括模塊32和加熱器單元21的實施例中，該加熱器單 元沿模塊32的縱向維度維持恒定的溫度。在該構造中，當基底14傳送出汽相沉積設備M 并經過后加熱模塊32時，在基底14中產生大致均勻的溫度輪廓，直到整個基底14傳送出 汽相沉積設備24。在基底維持在均勻的溫度輪廓下經過后加熱模塊32的實施例中，基底可以第一 傳送速率傳送進入模塊32中，并以顯著更大的第二傳送速率從后加熱模塊32傳送進入相 鄰的冷卻區段沈中(例如，進入第一冷卻模塊觀中)，該第二傳送速率對于防止沿基底14 的長度產生熱梯度是有效的。換言之，基底14以沿基底的長度不會產生破壞性熱梯度的這 樣的速率移動進入冷卻區段26中。實質上，整個基底14基本上同時經受冷卻條件，從而不 會在基底材料中引發熱應力。在特定的實施例中，第一傳送速率為大約10毫米/秒(mm/ sec)至大約40mm/sec，而第二傳送速率為大約200mm/sec至大約600mm/sec。基底14然后 可以大約第一傳送速率傳送經過冷卻區段26。在涉及后加熱過程的備選實施例中，后加熱區段(例如，后加熱模塊32)以一定方 式受控以便沿基底14的長度產生受控的逐漸降低的溫度梯度輪廓，直到整個基底傳送出 汽相沉積設備對。換言之，相較于基底的后部區段，隨著基底移動經過模塊32，基底14的 前部區段將具有降低的溫度。該降低的溫度梯度小心謹慎地經受控制以便不會產生過度的 和有潛在破壞性的梯度。應當認識到的是，基底14可耐受一定程度的熱梯度而不會受到損 壞，以及該特定的實施例通過容許基底14的前部區段進行一定的初始冷卻而利用該特性。 該實施例容許基底14以大致相同的恒定線速度傳送經過汽相沉積設備M、進入并經過后 加熱模塊32，以及進入并經過冷卻區段26。上面討論的用于基底14的逐漸降低的溫度梯度可通過沿后加熱區段的長度在其 入口處維持大約400攝氏度到大約600攝氏度的溫度輪廓以及在其出口處維持大約200攝 氏度到大約500攝氏度的溫度輪廓而實現。后加熱區段30中的單獨的加熱區可經控制而 沿后加熱區段30的長度以線性或分步的方式產生該輪廓。參看上文所述，冷卻區段沈在 真空腔室16內處于后加熱區段30的下游。冷卻區段沈可包括具有獨立受控的傳送器66 的一個或多個冷卻模塊28。冷卻模塊觀在真空腔室16內限定沿縱向延伸的區段，在其中， 在基底14從系統10移除之前，容許以受控的冷卻速率來冷卻升華的源材料薄膜沉積于其 上的基底。各模塊觀均可包括強制冷卻系統，在其中，諸如冷凍水、制冷劑或其它介質的冷卻介質經泵送而穿過構造成結合模塊觀的冷卻盤管(coil) 29，如具體在圖2中所示。引出真空閘站40構造在冷卻區段沈的下游。該引出站40基本上與上述進入真 空閘站34相反地操作。例如，引出真空閘站40可包括引出緩沖模塊42和下游引出閘模塊 44。依序操作的閥62設置在緩沖模塊42與冷卻區段沈中的最后一個模塊觀之間、引出 緩沖模塊42與引出閘模塊44之間，以及引出閘模塊44與引出傳送器50之間。細真空泵 58構造成結合引出緩沖模塊42，而粗真空泵56構造成結合引出閘模塊44。泵58、56和閥 62依序操作(基本上與進入閘站34相反)，以便按分步的方式將基底14引出真空腔室16， 而不會損失真空腔室16內的真空狀態。如上文所述，在所示的實施例中，系統10由多個互連的模塊限定，而各模塊均起 到特定的功能。例如，模塊36和38用來將單獨的基底14引入真空腔室16中。構造為結合 這些相應模塊的傳送器66以及閥62和相關促動器64出于此目的而受到適當地控制。與 預熱區段18中的多個模塊20相關的傳送器66和加熱器單元21受到控制以將基底14預 熱至期望的溫度，以及確保基底14以期望的受控恒定線性傳送速率引入汽相沉積模塊22 中。出于控制的目的，各單獨模塊均可具有構造成與其結合的相關的獨立控制器52，以便控 制相應模塊的單獨功能。如圖1中所示，多個控制器52依序可與中央系統控制器M進行 通信。中央系統控制器M可監測和控制(經由獨立的控制器5 任何一個模塊的功能，以 便實現總體期望的傳送速率和基底14穿過系統10的過程。參看圖1，對于單獨的相應傳送器66的獨立控制而言，各模塊均可包括任何方式 的主動或被動式傳感器68，該傳感器68在基底傳送穿過模塊時檢測基底14的存在。傳感 器68與模塊控制器52進行通信，而模塊控制器52又與中央控制器M進行通信。以此方 式，單獨的相應傳送器66可受到控制用以確保在基底14之間保持適當的間距，以及確保基 底14以期望的恒定傳送速率傳送穿過真空腔室16。本發明還包含用于將薄膜層汽相沉積到光電(PV)模塊基底上的各種方法實施 例。該方法可利用上述各種系統實施例，或通過適合的系統構件的任何其它構造來實施。因 此，應當認識到的是，根據本發明的方法實施例不限于本文所述的系統構造。在特定的實施例，該方法包括構建汽相腔室和將PV基底單獨地引入腔室中。基底 在其以串接布置傳送穿過真空腔室時預熱至期望的溫度。預熱的基底然后傳送穿過真空腔 室內的汽相沉積設備，在該真空腔室中，諸如CdTe的升華源材料的薄膜沉積到基底的上表 面上。基底以受控的恒定線速度傳送穿過汽相沉積設備，使得基底的沿傳送方向的前部區 段和后部區段在汽相沉積設備內經受相同的汽相沉積條件，以便在基底的上表面上實現均 勻的薄膜層厚度。在特有的實施例中，按一定方式向汽相沉積設備供送源材料以便不中斷汽相沉積 過程或基底穿過汽相沉積設備的傳送。該方法還可包括在隨后從真空腔室移除各冷卻的基底之前在真空腔室內于汽相 沉積設備下游冷卻該基底。可能期望的是，在冷卻基底之前，當將基底引出汽相沉積設備時對基底進行后加 熱，使得基底在傳送方向上的前部區段不經受冷卻直到整個基底已引出汽相沉積設備。以 此方式，在基底的后部區段在汽相沉積設備內經受沉積處理的同時，該基底沿其縱向長度 保持相對恒定的溫度。
如上文所述，基底以恒定的線速度傳送穿過汽相沉積設備。在特有的實施例中，基 底可在可變的速度下傳送穿過真空腔室的其它區段。例如，當基底在汽相沉積設備之前預 熱時，或當基底在汽相沉積設備之后冷卻時，基底可在較慢或較快的速度下或分步地傳送。該方法還可包括通過進入真空間過程和引出真空間過程而將基底單獨地引入和 引出真空腔室，其中，真空腔室內的真空狀態不會中斷或不會有任何顯著程度的改變。為了保持連續的汽相沉積過程，該方法還可包括從外部可再填充的饋送系統將源 材料供送給汽相沉積設備。該饋送過程可包括從饋送系統將計量用量的源材料連續不斷地 引入汽相沉積設備中，而不會中斷汽相沉積過程。例如，計量用量的源材料可經由相繼的真 空閘引入并沉積到汽相沉積設備內的容器中。以此方式，汽相沉積過程不需要中斷來再填 充源材料到汽相沉積設備內。本書面說明使用了包括最佳模式的實例來公開本發明，且還使本領域的技術人員 能夠實施本發明，包括制作和使用任何裝置或系統，以及執行任何相結合的方法。本發明可 取得專利的范圍由權利要求限定，并且可包括本領域技術人員所構思出的其它實例。如果 這些其它的實例具有與權利要求的書面語言并無不同的結構元件，或者如果這些其它實例 包括與權利要求的書面語言無實質差異的同等結構元件，則認為這些實例處在權利要求的 范圍之內。
權利要求
1.一種用于汽相沉積薄膜層到光電(PV)模塊基底(14)上的方法，包括以串接布置傳送基底經過真空腔室(16)中的汽相沉積設備(22)，在其中，升華的源材 料的薄膜沉積在所述基底的上表面上，所述基底以受控的恒定線速度傳送經過所述汽相沉 積設備，使得在傳送方向上所述基底的前部區段和后部區段在所述汽相沉積設備內經受相 同的汽相沉積條件；當所述基底傳送出所述汽相沉積設備時，對所述基底后加熱，以便沿所述基底的長度 維持大致均勻的溫度，直到整個所述基底傳送出所述汽相沉積設備；以及，在所述后加熱步驟之后冷卻所述基底。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述基底(14)從所述汽相沉積設備02) 傳送到后加熱模塊(3 中用于所述后加熱步驟，以及所述方法還包括在所述后加熱模塊 的整個縱向長度上維持大致恒定的溫度輪廓。
3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述基底(14)以第一傳送速率傳送經過 所述汽相沉積設備0 并進入所述后加熱模塊(3 中，并且以顯著更大的第二傳送速率 從所述后加熱模塊傳送進入下游的冷卻區段( )，所述第二傳送速率對于防止沿所述基底 的長度產生熱梯度是有效的。
4.一種用于汽相沉積薄膜層到光電(PV)模塊基底(14)上的方法，包括以串接布置傳送基底經過真空腔室(16)中的汽相沉積設備(22)，在其中，升華的源材 料的薄膜沉積在所述基底的上表面上，所述基底以受控的恒定線速度傳送經過所述汽相沉 積設備，使得在傳送方向上所述基底的前部區段和后部區段在所述汽相沉積設備中經受相 同的汽相沉積條件；當所述基底以一定方式傳送出所述汽相沉積設備時，對所述基底后加熱，使得沿所述 基底的長度產生受控的逐漸減小的溫度梯度，直到整個所述基底傳送出所述汽相沉積設 備；以及，在所述加熱步驟之后冷卻所述基底。
5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述基底(14)從所述汽相沉積設備02) 傳送進入到后加熱模塊(32)中用于所述后加熱步驟，并進入冷卻區段06)中用于所述冷卻步驟。
6.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法還包括沿所述后加熱模塊(32) 的縱向長度維持減小的溫度輪廓，其中，所述溫度輪廓在其入口處具有從大約400攝氏度 到大約600攝氏度的溫度，以及在其出口處具有從大約200攝氏度到大約500攝氏度的溫度。
7.一種用于在光電(PV)模塊基底(14)上汽相沉積薄膜層的系統(10)，包括真空腔室(16)，所述真空腔室還包括汽相沉積設備(22)，所述汽相沉積設備0 構造 成用于將升華的源材料的薄膜沉積到經由其傳送的基底的上表面上；傳送器系統(66)，其可操作地布置在所述真空腔室中并且構造成用于以串接布置在受 控的恒定線速度下將所述基底傳送經過所述汽相沉積設備；以及后加熱區段(18)，其布置在所述真空腔室中，在所述基底的傳送方向上直接位于所述 汽相沉積設備的下游，所述后加熱區段構造成用以將傳送自所述汽相沉積設備的所述基底 維持在期望的加熱溫度輪廓，直到整個所述基底引出所述汽相沉積設備。
8.根據權利要求7所述的系統(10)，其特征在于，所述后加熱區段(18)構造成用以加 熱所述基底使其具有一定的溫度輪廓，以便沿所述基底的長度維持大致均勻的溫度，直到 整個所述基底傳送出所述汽相沉積設備02)。
9.根據權利要求8所述的系統(10)，其特征在于，所述系統還包括冷卻區段( )，所述 冷卻區段06)在所述基底的傳送方向上位于所述后加熱區段(30)的下游，所述傳送器系 統(66)構造成用以按第一傳送速率傳送所述基底(14)經過所述汽相沉積設備0 并進 入所述后加熱區段，以及按顯著更大的第二傳送速率將所述基底從所述后加熱區段傳送并 進入所述冷卻區段，所述第二傳送速率對于防止沿所述基底的長度產生熱梯度是有效的。
10.根據權利要求7所述的系統(10)，其特征在于，所述后加熱區段(30)構造成用以 加熱所述基底(14)使其具有一定的溫度輪廓，以便沿所述基底的長度產生受控的逐漸減 小的溫度梯度，直到整個所述基底傳送出所述汽相沉積設備0 ，以及還包括在所述基底 的傳送方向上位于所述后加熱模塊下游的冷卻區段( )，所述傳送器系統(66)構造成用 以按大致相同的恒定線速度傳送所述基底經過所述汽相沉積設備，進入并經過所述后加熱 區段，以及進入并經過所述冷卻區段。
全文摘要
本發明涉及用于連續沉積薄膜層到基底上的模塊系統和方法。具體而言，一種用于在光電(PV)模塊基底(14)上汽相沉積薄膜層的系統(10)及相關方法，包括建立真空腔室(16)以及將基底單獨地引入真空腔室中。傳送器系統可操作地布置在真空腔室中并且構造成用于以串接布置在受控的恒定線速度下將基底傳送經過汽相沉積設備。后加熱區段布置在所述真空腔室中，在基底傳送方向上直接位于汽相沉積設備的下游。后加熱區段構造成用以將傳送自汽相沉積設備的基底維持在期望的加熱溫度輪廓，直到整個基底引出汽相沉積設備。
文檔編號C23C14/56GK102127747SQ201010625160
公開日2011年7月20日 申請日期2010年12月15日 優先權日2009年12月15日
發明者B·R·墨菲, C·拉思維格, E·J·利特爾, M·J·帕沃爾, M·W·里德, R·W·布萊克 申請人:初星太陽能公司