汽相沉積設備及方法中的高發射率分送板技術

本發明專利技術提供了用于使升華的源材料的汽相沉積為基底上的薄膜的設備及方法。該設備可包括沉積頭；設置在沉積頭中并被構造成用于接收源材料的容器；設置在容器下方并被構造成將容器加熱至足以使源材料在容器內升華程度的加熱分送歧管；以及，設置在分送歧管下方并設置在被傳送穿過設備的基底的上表面的水平傳送平面上方限定距離處的沉積板。分送板可限定穿過其的通路的圖案，其進一步分送穿過分送歧管的升華的源材料。分送板在沉積期間的板溫度下可具有大約0.7至理論上最大1.0的范圍內的發射率。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】【專利摘要】本專利技術提供了用于使升華的源材料的汽相沉積為基底上的薄膜的設備及方法。該設備可包括沉積頭；設置在沉積頭中并被構造成用于接收源材料的容器；設置在容器下方并被構造成將容器加熱至足以使源材料在容器內升華程度的加熱分送歧管；以及，設置在分送歧管下方并設置在被傳送穿過設備的基底的上表面的水平傳送平面上方限定距離處的沉積板。分送板可限定穿過其的通路的圖案，其進一步分送穿過分送歧管的升華的源材料。分送板在沉積期間的板溫度下可具有大約0.7至理論上最大1.0的范圍內的發射率。【專利說明】汽相沉積設備及方法中的高發射率分送板
在本文中公開的主題大體上涉及薄膜沉積方法領域，其中諸如半導體材料層的薄膜層沉積在基底上。更具體而言，本主題涉及用于在光伏(PV)模塊的形成中使光反應材料薄膜層沉積在玻璃基底上的汽相沉積設備以及相關聯的方法。
技術介紹
以作為光反應構件與硫化鎘(CdS)配對的碲化鎘(CdTe)為基礎的薄膜光伏(PV)模塊(也稱為"太陽能電池板〃)正在獲得廣泛的接受，并且在行業中是令人感興趣的。CdTe是具有特別適用于將太陽能轉換成電力的特性的半導體材料。例如，CdTe具有大約1.45eV的能量帶隙，這使其能夠比歷史上用于太陽能電池應用的低帶隙半導體材料(例如，對于硅是大約1.1eV)從太陽光譜轉換更多能量。另外，相比于低帶隙材料，CdTe在較低的光或漫射光條件下轉換輻射能，并且因此相比于其它常規材料在一天里或者在多云條件下具有較長的有效轉化時間。使用CdTe PV模塊的太陽能系統大體上被認為是按照每瓦發電成本折算的成本效益最高的市售系統。然而，CdTe不與可持續商業開發和接受太陽能作為工業或住宅電力的補充來源或主來源矛盾的優點，取決于大規模且以成本有效方式生產有效PV模塊的能力。 某些因素在成本和發電能力方面極大地影響CdTe PV模塊的效率。例如，CdTe相對昂貴，并且因此材料的有效利用(即，最少浪費)是主要成本因素。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。膜層的不均勻性或缺陷可顯著地減少模塊的輸出，從而增加到每單位電力的成本中。另外，以經濟上明智的商業規模處理相對較大的基底的能力是關鍵的考慮因素。CSS(封閉系統升華)是用于生產CdTe模塊的已知商業汽相沉積方法。例如，參照美國專利第6，444，043號和美國專利第6，423，565號。在CSS系統中的汽相沉積室內，基底被帶至與CdTe源相對的較小距離(即，大約2-3mm)的相對位置。CdTe材料升華并且沉積在基底的表面上。在上文引用的美國專利第6，444，043號的CSS系統中，CdTe材料為顆粒形式，并且保持在汽相沉積室內的加熱容器中。升華的材料移動穿過置于容器上的蓋中的孔，并且沉積在靜止的玻璃表面上，玻璃表面保持在蓋框架上方最小可能的距離(l-2mm)處。將理解的是，CSS為一類擴散輸送沉積(DTD)系統，并且擴散輸送沉積系統更廣義來說不一定在性質上是合格的〃封閉空間〃。目前相信，薄膜的最佳膜質量是在剛好處于膜將要開始升華比其沉積更快(例如，對于碲化鎘是在大約600°C下開始)的點以下的較窄溫度范圍內實現的。然而，在此較高溫度下，已經存在于基底上的下方層的材料(例如，CdS)可從基底升華。例如，在高于大約525°C的溫度下，CdS可開始從基底升華。因此，由于基底且特別是任何下方的薄膜層暴露于此相對較高溫度的副作用，通常不期望在其最佳溫度下使薄膜沉積(例如，對于CdTe是接近600°C )。因此，對于用于有效PV模塊(特別是CdTe模塊)的經濟可行的大規模生產的改進的汽相沉積設備和方法，本行業中存在著不斷的需求。具體而言，CSS方法中存在著用于在有效PV模塊(特別是CdTe模塊)的經濟可行的大規模生產中使用的改進的升華板的需要。
技術實現思路
本專利技術的方面和優點將部分地在以下描述中進行闡明，或者可從描述成為顯而易見，或者可通過實施本專利技術來被理解。一種設備被大體上提供用于使升華的源材料的汽相沉積為基底上的薄膜。該設備大體上可包括沉積頭；設置在沉積頭中并被構造成用于接收源材料的容器；設置在容器下方并被構造成將容器加熱至足以使源材料在容器內升華程度的加熱分送歧管；以及，設置在分送歧管下方并設置在被傳送穿過設備的基底的上表面的水平傳送平面上方限定距離處的沉積板。分送板可限定穿過其的通路的圖案，其進一步分送穿過分送歧管的升華的源材料。在一個實施例中，分送板可在沉積期間的板溫度下具有大約0.7至理論上最大1.0的范圍內的發射率。 在一個特定實施例中，分送板可包括面朝向加熱分送歧管的第一層和面朝向基底的上表面的水平傳送平面的第二層。第一層可具有第一發射率，并且第二層可具有第二發射率。例如，第一發射率在沉積期間的板溫度下可低于第二發射率。作為備選，第一發射率在沉積期間的板溫度下可高于第二發射率。 一種方法還被大體上提供用于升華的源材料的汽相沉積在基底上形成薄膜。在一個實施例中，可將源材料供應至沉積頭內的容器。容器可利用設置在容器下方的熱源部件間接地加熱來使源材料升華，使得升華的源材料在沉積頭內被向下引導穿過熱源部件。可將單獨的基底在熱源部件下方進行傳送，并且可使升華的源材料沉積在其上。例如，升華的源材料可穿過熱源部件，并且經由被定位在基底的上表面與熱源部件之間的分送板到達基底的上表面上。分送板可被定位成離基底的上表面大約5mm至大約50mm,并且可具有充分的發射率，使得當分送板由熱源部件加熱至板溫度時，基底在大約20秒或更短內從初始基底溫度加熱至少75 °C。本專利技術的這些及其它特征、方面和優點將參照以下描述和所附權利要求變得更好理解。并入本說明書并且構成本說明書的一部分的附圖示出了本專利技術的示例性實施例，并且與描述一起用于闡釋本專利技術的原理。【專利附圖】【附圖說明】包括其最佳模式的本專利技術的完整及開放的公開內容在參照附圖的說明書中進行闡明，在附圖中: 圖1為可結合本專利技術的汽相沉積設備的實施例的系統的平面視圖； 圖2為第一操作構造中的根據本專利技術的方面的汽相沉積設備的實施例的截面視圖； 圖3為第二操作模式中的圖2的實施例的截面視圖； 圖4為與基底傳送器協作的圖2的實施例的截面視圖； 圖5為圖2的實施例內的容器構件的頂視圖；圖6為圖2-5的汽相沉積設備中使用的分送板的一個示例性實施例的側視圖；以及 圖7為圖2-5的汽相沉積設備中使用的分送板的另一個示例性實施例的側視圖。本說明書及附圖中的參考標號的重復使用旨在表示相同或類似的特征或元件。【具體實施方式】現在將詳細參照本專利技術的實施例，本專利技術的一個或多個實例在附圖中示出。每一個實例通過闡釋本專利技術的方式進行提供，而不限制本專利技術。事實上，本領域的技術人員將清楚的是，可在本專利技術中作出各種改型和變型，而不會脫離本專利技術的范圍或精神。例如，顯示為或描述為一個實施例的一部分的特征可與另一個實施例一起使用來產生再一個實施例。因此，期望本專利技術覆蓋歸入所附權利要求及其等同物的范圍內的此類改型及變型。在本公開 內容中，當層被描述為在另一層或基底〃上〃或〃上方〃時，將理解的是，除非另外指出，層可直接地接觸彼此或者具有在層之間的另一層或特征。因此，這些用語僅描述了層對于彼此的相對位置，并且不必意味著在本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于使升華的源材料的汽相沉積作為基底上的薄膜的設備，所述設備包括：沉積頭；容器，其設置在所述沉積頭中，所述容器被構造成用于接收源材料；加熱分送歧管，其設置在所述容器下方，所述加熱分送歧管被構造成將所述容器加熱至足以使所述源材料在所述容器內升華的程度；以及沉積板，其設置在所述分送歧管下方并且在被傳送穿過所述設備的基底的上表面的水平傳送平面上方的限定距離處，所述分送板限定了穿過其的通路的圖案，其進一步分送穿過所述分送歧管的所述升華的源材料，其中所述分送板在沉積期間的板溫度下具有大約0.7至理論上最大1.0的范圍內的發射率。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：MJ帕沃爾，C拉思維格，
申請(專利權)人：初星太陽能公司，
類型：發明
國別省市：美國;US