DE102007009924A1 - Continuous coating apparatus comprises vacuum chamber containing PVD unit for coating surface of substrate and laser crystallization system which illuminates section being coated - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Durchlaufbeschichtungsanlage, insbesondere zur Herstellung nano-, mikro-, poly-, multi- oder einkristalliner, nachfolgend allgemein als kristallin bezeichneter Dünnschichten. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung kristalliner Dünnschichten und insbesondere zur Herstellung einer Siliziumtandemsolarzelle. Ferner betrifft die Erfindung eine unter Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens herstellbare Tandemsolarzelle.The The invention relates to a continuous coating plant, in particular for the production of nano-, micro-, poly-, multi- or single-crystalline, hereinafter generally referred to as crystalline thin films. The invention further relates to a process for producing crystalline Thin films and in particular for producing a silicon tandem solar cell. Furthermore, the invention relates to a method using the method according to the invention producible tandem solar cell.
In der Mikroelektronik und Photovoltaik verwendete Halbleiterbauelemente basieren überwiegend auf dem Halbleitermaterial Silizium. Die seit den sechziger Jahren des vergangenen Jahrhunderts überwiegend eingesetzten Einkristallhalbleiterscheiben, die so genannten Wafer, in welche die entsprechenden Strukturen eingebracht werden, werden zunehmend durch Dünnschichten ersetzt, welche z. B. auf Glassubstrate aufgebracht werden.In microelectronics and photovoltaic semiconductor devices used are predominantly based on the semiconductor material silicon. The mostly used since the sixties of the last century Single crystal semiconductor wafers, the so-called wafers, in which the corresponding structures are introduced, are increasing replaced by thin layers, which z. B. on glass substrates be applied.
Je nach verwendetem Abscheideverfahren derartiger Dünnschichten treten unterschiedliche Modifikationen des Siliziums auf, nämlich amorphes oder kristallines Silizium. Die elektronischen Eigenschaften von amorphem Silizium unterscheiden sich signifikant von denen von kristallinem Silizium. Aufgrund seiner optischen/elektronischen Eigenschaften sowie aufgrund der möglichen Abscheide-/Herstellungsverfahren ist amorphes Silizium insbesondere geeignet, um Dünnschichtsolarzellen herzustellen. Sowohl für die Mikroelektronik als auch für die Photovoltaik sind Dünnschichten aus kristallinem Silizium interessant. Flachbildschirme werden heute schon auf Basis von amorphen oder polykristallinen Siliziumschichten hergestellt.ever after used deposition of such thin films occur different modifications of the silicon, namely amorphous or crystalline silicon. The electronic properties of amorphous silicon differ significantly from those of crystalline silicon. Due to its optical / electronic Properties as well as due to the possible deposition / manufacturing process For example, amorphous silicon is particularly suitable for thin film solar cells manufacture. Both for microelectronics and for Photovoltaics are thin layers of crystalline silicon Interesting. Flat screens are already based on amorphous or polycrystalline silicon layers.
Es ist eine Vielzahl an Verfahren bekannt, welche es erlauben, amorphe Siliziumschichten kostengünstig, großflächig und mit hinreichender Schichtdicke abzuscheiden. Hierzu gehören unterschiedliche chemische Gasphasenabscheidungsprozesse (chemical vapor deposition, CVD) als auch physikalische Gasphasenabscheideverfahren (physical vapor deposition, PVD) wie z. B. Elektronenstrahlverdampfung und Kathodenzerstäubung.It a variety of methods are known which allow amorphous Silicon layers cost-effective, large area and to deposit with sufficient layer thickness. These include different chemical vapor deposition processes (chemical vapor deposition, CVD) as well as physical vapor deposition methods (physical vapor deposition, PVD) such. B. electron beam evaporation and sputtering.
Es ist auch eine Vielzahl an Verfahren zur Abscheidung von kristallinen Dünnschichten bekannt. Im Allgemeinen sind jedoch die Abscheideraten zur Erzeugung der kristallinen Dünnschichten zu gering, um kostengünstig hochwertige Halbleiterstrukturen herstellen zu können. So ist es z. B. aus dem Stand der Technik bekannt, feinkristalline Siliziumschichten mit Hilfe von chemischen Gasphasenabscheidungsprozessen herzustellen. Die Aufwachsrate beträgt hier jedoch nur wenige zehn Nanometer pro Minute. Mit Hochratenverfahren wie z. B. Elektronenstrahlverdampfen oder Kathodenzerstäubung hergestellte Dünnschichten haben eine amorphe Mikrostruktur und sind ohne weiteres nicht für elektronische Bauteile geeignet.It is also a variety of methods for the deposition of crystalline Thin films known. In general, however, are the deposition rates to produce the crystalline thin films too low, to produce high-quality semiconductor structures cost-effectively to be able to. So it is z. B. known from the prior art, fine-crystalline silicon layers by means of chemical vapor deposition processes manufacture. The growth rate here is only a few tens of nanometers per minute. With high rate methods such. B. electron beam evaporation or sputtering Thin films produced have an amorphous microstructure and are not readily for electronic components suitable.
Die zur Herstellung von Flachbildschirmen erforderlichen polykristallinen Siliziumfilme weisen Schichtdicken zwischen 50 und 100 nm auf. Derartige polykristalline Dünnschichten können durch thermische Einwirkung oder durch Bestrahlung mit Hilfe eines Hochleistungslasers aus amorphen Siliziumfilmen hergestellt werden. Übliche Laserkristallisationsverfahren sind die unter den jeweiligen englischen Bezeichnungen bekannten Verfahren, Laserzone Melting, Excimer Laser Annealing (ELA), Sequential Lateral Solidification (SLS) und Thin Beam Directional Crystallization (TDX). Unter den thermischen Verfahren sind Solid Phase Crystallization (SPC) und Metal Induced Crystallization (MIC) sowie Halogenlamp und Hot Wire Annealing (HW-CVD) bekannt.The for the production of flat screens required polycrystalline Silicon films have layer thicknesses between 50 and 100 nm. such Polycrystalline thin films can be produced by thermal Exposure or by irradiation using a high power laser be made of amorphous silicon films. usual Laser crystallization processes are those under the respective English Designations known methods, laser zone melting, excimer laser Annealing (ELA), Sequential Lateral Solidification (SLS) and Thin Beam Directional Crystallization (TDX). Under the thermal process are Solid Phase Crystallization (SPC) and Metal Induced Crystallization (MIC) and halogen lamp and hot wire annealing (HW-CVD) known.
Bezüglich
der Herstellungskosten sind die Prozesstemperatur und die daher
erforderlichen Glassubstrattypen wichtig. Eximerlaser basierte Kristallisationsverfahren
wie auch Ion Beam Assisted Deposition (IAD) sind auf Niedertemperatursubstraten
möglich, während SPC und MIC mittlere Temperaturen
(~ 400–600°C) erfordern. Details sind zum Beispiel
in
Ein
Absorber einer Solarzelle auf Basis von kristallinem Silizium erfordert
eine Mindestschichtdicke von 1 bis 2 μm. Thermische Kristallisation
eines amorphen Siliziumfilms ist nicht geeignet, um kristalline
Siliziumschichten mit Kristalliten wesentlich größer
als ~ 1 μm herzustellen. Mit Hilfe von Laserprozessen können zwar Dünnschichten
mit Dicken von über 200 nm kristallisiert werden, die Schwierigkeit
besteht jedoch in der Prozesskontrolle. Details beschreiben z.
Aus
der
Es wird angegeben, dass anstelle der Beleuchtung einer Stelle des Films auch zwei, drei oder mehr Stellen gleichzeitig beleuchtet werden können. Durch Hin- und Herbewegen des Substrats gelangen die Laserstrahlen an jeden Ort des Substrats.It it is stated that instead of lighting a spot of the film also two, three or more places are lit at the same time can. By moving the substrate back and forth the laser beams to every location of the substrate.
Während die in den Figuren dargestellten Alternativen ausschließlich ein abwechselndes Abscheiden und Beleuchten betreffen, wird in der Beschreibung ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die beiden Prozessschritte Beschichten und Beleuchten auch gleichzeitig durchgeführt werden können. Weiter wird erwähnt, dass zur Schichtabscheidung alle Arten von CVD-Prozessen, wie z. B. lichtunterstützte CVD, thermisch unterstützte CVD und Plasma-CVD ebenso wie PVD und Kathodenzerstäubung verwendet werden können. Details zu den zu verwendenden Apparaturen werden nicht angegeben.While the alternatives shown in the figures exclusively an alternating deposition and lighting concern in the Description expressly noted that the Both process steps coating and lighting simultaneously can be performed. Next it is mentioned that for layer deposition all types of CVD processes, such. B. light-assisted CVD, thermally assisted CVD and plasma CVD as well PVD and sputtering can be used. Details of the equipment to be used are not given.
Aus
der
Obwohl die o. a. PVD-Abscheideverfahren viel versprechende Ansätze zur Massenproduktion qualitativ hochwertiger kristalliner Siliziumschichten darstellen, existiert derzeit noch keine für die Massenproduktion geeignete Beschichtungsanlage. Darüber hinaus ist die Anzahl der notwendigen Prozessschritte zur Fertigung einer großflächigen Siliziumschicht mit hoher Kristallqualität und insbesondere zur Herstellung einer hocheffizienten Siliziumsolarzelle noch sehr hoch.Even though the o. a. PVD deposition methods promising approaches for mass production of high quality crystalline silicon layers presently none exist for mass production Coating plant. In addition, the number of necessary process steps for the production of a large area Silicon layer with high crystal quality and in particular for the production of a highly efficient silicon solar cell still very much high.
Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, eine zur Abscheidung hochwertiger kristalliner Dünnschichten geeignete Durchlaufbeschichtungsanlage, ein entsprechendes Verfahren zur Herstellung kristalliner Dünnschichten und Solarzellen sowie eine z. B. mittels dieses Verfahrens herstellbare Solarzelle bereitzustellen.The The object of the invention is therefore one for the deposition high-quality crystalline thin-films suitable through-flow coating plant, a corresponding method for producing crystalline thin films and solar cells and a z. B. produced by this method Provide solar cell.
Diese Aufgabe wird durch eine Durchlaufbeschichtungsanlage mit den Merkmalen des Hauptanspruchs, durch ein Verfahren mit den Merkmalen der Patentansprüche 23 sowie 45 und durch eine Tandemsolarzelle mit den Merkmalen des Patentanspruchs 48 gelöst. Vorteilhafte Ausführungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.These Task is by a continuous coating plant with the features of the main claim, by a method having the features of the claims 23 and 45 and by a tandem solar cell with the characteristics of Patent claim 48 solved. Advantageous versions and further developments of the invention are in the subclaims specified.
Erfindungsgemäß umfasst die Durchlaufbeschichtungsanlage eine Vakuumkammer mit einer Zuführöffnung zum Zuführen eines zu beschichtenden Substrats und einer üblicherweise gegenüberliegend angeordneten Abführöffnung zum Abführen des beschichteten Substrats. Die Zu- und/oder Abführöffnungen können Bestandteil eines Schleusensystems sein. Es ist auch möglich, dass sich an die Zu- und/oder Abführöffnungen weitere Beschichtungs- und/oder Prozessierungskammern anschließen.According to the invention the continuous coating plant a vacuum chamber with a feed opening for feeding a substrate to be coated and one usually opposite arranged discharge opening for discharging the coated substrate. The Zu- and / or Abführöffnungen can be part of a Be a sluice system. It is also possible for that to happen the supply and / or discharge openings further coating and / or connect processing chambers.
Weiterer Bestandteil der Durchlaufbeschichtungsanlage ist eine in der Vakuumkammer angeordnete physikalische Gasphasenabscheidungseinrichtung (also eine Abscheidungseinrichtung zur Durchführung eines physikalischen Gasphasenabscheideverfahrens) zum Beschichten einer Oberfläche des Substrats. Eine derartige Abscheidungseinrichtung kann beispielsweise eine Elektronenstrahlverdampfungseinrichtung oder eine Kathodenzerstäubungseinrichtung umfassen. Denkbar sind auch thermische Verdampfungseinrichtungen, welche es erlauben Dünnschichten bis zu einigen Mikrometern mit (im Vergleich zu üblichen CVD-Verfahren) hoher Abscheiderate abzuscheiden.Another component of the continuous coating plant is a physical vapor deposition device (ie a deposition device for carrying out a physical vapor deposition process) arranged in the vacuum chamber for coating a surface of the substrate. Such a deposition device can, for example, an electron beam evaporation device or comprise a sputtering device. Also conceivable are thermal evaporation devices, which allow thin layers up to a few micrometers to be deposited with a high deposition rate (compared to conventional CVD methods).
Es ist ferner ein Laserkristallisationssystem vorgesehen, welches derart in Bezug zu der Abscheidungseinrichtung angeordnet ist, dass ein zur Laserkristallisation vorgesehener Laserstrahl auf eine Unterteilfläche einer momentan mittels der Abscheideeinrichtung beschichteten Teilfläche der Oberfläche des Substrats gerichtet werden kann. Es muss also möglich sein, dass eine Laserkristallisation der auf die Unterteilfläche abgeschiedenen Schicht gleichzeitig während der Beschichtung der Teilfläche der Substratoberfläche erfolgt.It Furthermore, a laser crystallization system is provided which is such with respect to the deposition device is arranged that a laser beam provided for laser crystallization on a subpart surface a currently coated by means of the separator part surface the surface of the substrate can be directed. It So it must be possible that a laser crystallization the deposited on the lower surface layer simultaneously during the coating of the partial surface of the substrate surface he follows.
Schließlich soll abweichend von den aus dem Stand der Technik bekannten Labor-Anlagen ein Durchlauf des Substrats durch die Beschichtungs- und Laserkristallisationszone innerhalb der Vakuumkammer erfolgen. Zu diesem Zweck ist erfindungsgemäß eine Transporteinrichtung zum Transportieren des Substrats in Durchlaufrichtung von der Zuführöffnung zu der Abführöffnung und zum kontinuierlichen oder diskontinuierlichen, z. B. schrittweisen Bewegen des Substrats während dessen Beschichtung in der Durchlaufrichtung vorgesehen. Grundsätzlich kann auch für einen vorgegebenen Zeitraum oder ggf. auch periodisch eine Bewegungsrichtungsumkehr stattfinden, das unbeschichtete Substrat wird jedoch durch die Zuführöffnung zu und durch die Abführöffnung abgeführt.After all should differ from the known from the prior art laboratory equipment a passage of the substrate through the coating and laser crystallization zone take place within the vacuum chamber. For this purpose, the invention is a Transport device for transporting the substrate in the direction of passage from the supply port to the discharge port and for continuous or discontinuous, e.g. B. step by step Moving the substrate during its coating in the Passage direction provided. Basically, also for a given period or possibly also periodically a reversal of direction of movement However, the uncoated substrate is through the feed opening discharged to and through the discharge opening.
In einer vorteilhaften Ausführungsvariante der Erfindung sind eine Mehrzahl an Elektronenstrahlverdampfungseinrichtungen und/oder eine Mehrzahl an Kathodenzerstäubungseinrichtungen senkrecht zur Durchlaufrichtung nebeneinander angeordnet. Durch diese Maßnahme können auch vergleichsweise breite Substrate beschichtet werden. Selbstverständlich können auch mehrere PVD-Einrichtungen in Durchlaufrichtung hintereinander angeordnet sein.In an advantageous embodiment of the invention a plurality of electron beam evaporation devices and / or a plurality of cathode sputtering devices perpendicular arranged side by side to the passage direction. By this measure can also coat comparatively wide substrates become. Of course, several can PVD devices arranged one behind the other in the direction of passage be.
Eine weitere vorteilhafte Variante der Erfindung besteht darin, dass die Transporteinrichtung eine Bewegungseinrichtung zum Bewegen des Substrats in einer in einer Beschichtungsebene liegenden und zur Durchlaufrichtung im Winkel verlaufenden, vorzugsweise senkrechten Richtung aufweist. Damit ist es möglich, sowohl die momentan beschichtete Teilfläche als auch die momentan von dem Laserkristallisationssystem beleuchtete Unterteilfläche der Substratoberfläche unabhängig von der Durchlaufrichtung zu wählen.A Another advantageous variant of the invention is that the transport device has a movement device for moving the Substrate in a lying in a coating plane and the direction of passage has an angle, preferably vertical direction. This makes it possible to both the currently coated Partial area as well as the momentary of the laser crystallization system illuminated lower surface of the substrate surface regardless of the direction of passage to choose.
Im einfachsten Fall ist das Laserkristallisationssystem starr ausgebildet. Anders ausgedrückt sind der oder ggf. die von dem Laserkristallisationssystem emittierten Laserstrahlen ortsfest auf das Substrat gerichtet. Lediglich die Bewegung des Substrats in Durchlaufrichtung oder ggf. in einer dazu winkligen, insbesondere senkrechten Richtung fuhrt zu einer Änderung der dem Laserstrahl oder den Laserstrahlen ausgesetzten Unterteilflächen. Günstig ist es z. B. die Bewegung des Substrats mäanderförmig durchzuführen.in the In the simplest case, the laser crystallization system is rigid. In other words, the or possibly the one of the laser crystallization system emitted laser beams are directed fixed to the substrate. Only the movement of the substrate in the direction of passage or possibly in one to angle, especially vertical direction leads to a change the sub-surfaces exposed to the laser beam or the laser beams. It is favorable z. B. the movement of the substrate meandering perform.
Anstelle oder zusätzlich zu einer Bewegung des Substrats vermittels der Transporteinrichtung kann vorgesehen sein, dass auch der oder die zur Kristallisation erforderlichen Laserstrahlen eine Bewegung ausführen. Zu diesem Zweck kann das Laserkristallisationssystem selbst eine oder mehrere in wenigstens eine Richtung bewegbare Laserstrahlbewegungseinrichtungen aufweisen, um wenigstens einen der auf das Substrat gerichteten Laserstrahlen unabhängig von der Bewegung des Substrats über die momentan beschichtete Teilfläche zu führen.Instead of or in addition to a movement of the substrate the transport device can be provided that the or the laser beams required for crystallization move To run. For this purpose, the laser crystallization system even one or more laser beam moving means movable in at least one direction have at least one of the directed to the substrate Laser beams regardless of the movement of the substrate over to lead the currently coated partial surface.
Je nach Anordnung ist es ausreichend, lediglich eine Bewegung in einer linearen Richtung vorzusehen. Mit zunehmender Substratgröße wird es erforderlich sein, die wenigstens eine Laserstrahlbewegungseinrichtung in zwei winklig vorzugsweise zueinander senkrecht verlaufenden Richtungen, wobei vorzugsweise eine mit der Durchlaufbewegungsrichtung zusammenfällt, bewegbar auszuführen. Günstig ist es insbesondere, wenn der Laserstrahl eine mäanderförmige Bahn beschreibt. Denkbar sind auch Bewegungen auf gekrümmten Bewegungsbahnen. Letztgenannte Bewegungen werden jedoch im Allgemeinen aufgrund deren Komplexität nur dann in Betracht gezogen werden, wenn sie aus prozesstechnischen Gründen erforderlich sind.ever After arrangement, it is sufficient, only one movement in one provide linear direction. With increasing substrate size it will be necessary, the at least one laser beam movement device in two directions, preferably at right angles to one another, preferably one coinciding with the direction of travel movement, to carry out movable. In particular, it is favorable when the laser beam is a meandering path describes. Also conceivable are movements on curved Trajectories. However, the latter movements are generally because of their complexity only then considered if necessary for procedural reasons.
In einer bevorzugten Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass die Laserstrahlbewegungseinrichtung einen Linearmotor zum linearen Bewegen der wenigstens einen Laserstrahlbewegungseinrichtung aufweist.In a preferred embodiment, it is provided that the laser beam moving device is a linear motor for linear Moving the at least one laser beam movement device has.
Grundsätzlich ist es möglich, das gesamte Laserkristallisationssystem zu bewegen. Um die bewegten Massen gering zu halten, ist es jedoch günstiger, lediglich einzelne optische Komponenten zu bewegen. In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung, welche sich durch ihre Einfachheit und eine weitgehende Minimierung der zu bewegenden Massen auszeichnet, ist vorgesehen, dass die wenigstens eine Laserstrahlbewegungseinrichtung einen beweglichen und den wenigstens einen Laserstrahl auf die wenigstens eine Unterteilfläche ablenkenden Spiegel aufweist. Durch geeignete Anordnung dieses oder ggf. der Mehrzahl derartiger Ablenkspiegel ist es möglich, den oder die Laserstrahlen an jede gewünschte Stelle auf dem Substrat zu richten.In principle, it is possible to move the entire laser crystallization system. In order to keep the moving masses low, however, it is better to move only individual optical components. In a particularly advantageous embodiment of the invention, which is characterized by its simplicity and a substantial minimization of the masses to be moved, it is provided that the at least one laser beam movement device has a movable and the at least one laser beam on the deflecting at least one lower surface mirror. By suitable arrangement of this or possibly the plurality of such deflection mirrors, it is possible to direct the laser beam or rays to any desired location on the substrate.
Anstelle von Linearbewegungseinrichtungen für das Substrat und/oder für das Laserkristallisationssystem oder für optische Komponenten hiervon, kann das Laserkristallisationssystem wenigstens einen um wenigstens eine Achse drehbaren Laserwinkelscanner aufweisen, um den wenigstens einen Laserstrahl unter unterschiedlichen Richtungen auf das Substrat zu richten. Derartige Scanner zeichnen sich dadurch aus, dass sehr schnelle Änderungen des momentanen Auftreffortes bzw. der momentanen Auftreffstellen des Laserstrahls bzw. der Laserstrahlen auf dem Substrat möglich sind. Dies resultiert daher, dass mit kleinen Winkeländerungen große Änderungen des Auftreffortes auf dem Substrat realisiert werden können. Während oszillierende Bewegungen des Substrats und/oder des Laserkristallisationssystems oder optische Komponenten hiervon mit Amplituden von mehreren Zentimetern auf Frequenzen von wenigen Hertz beschränkt sein werden, sind Winkelscanbewegungen eines Laserstrahls mit einer Frequenz von mehreren tausend Hertz bei mechanischen Spiegeln oder holographischen Scannern und bei akusto-optischen Scanner in MHz Bereich möglich.Instead of of linear movement devices for the substrate and / or for the laser crystallization system or for optical Components thereof, the laser crystallization system can at least have a laser angle scanner rotatable about at least one axis, around the at least one laser beam under different directions to focus on the substrate. Such scanners are characterized from that very fast changes of the current place of impact or the instantaneous impact of the laser beam or the laser beams on the substrate are possible. This results therefore, that with small angle changes big changes of the Impact can be realized on the substrate. While oscillating movements of the substrate and / or of the laser crystallization system or optical components thereof with amplitudes of several centimeters on frequencies of a few Hertz will be limited to angle scan moves a laser beam with a frequency of several thousand hertz in mechanical mirrors or holographic scanners and in acousto-optical scanner in MHz range possible.
In einer besonders vorteilhaften Variante der Erfindung ist vorgesehen, dass der wenigstens eine Laserwinkelscanner um wenigstens eine zweite Achse schwenkbar ist. Mit einem einzigen Laserstrahl lässt sich bei geeigneter Anordnung der Achsen zueinander (soweit keine sonstigen Hindernisse bestehen) jede Stelle auf dem Substrat beleuchten, ohne dass eine Bewegung des Substrats selbst erforderlich wäre.In a particularly advantageous variant of the invention is provided in that the at least one laser-angle scanner is at least one second Axis is pivotable. Leaves with a single laser beam with a suitable arrangement of the axes to each other (as far as no other obstacles) illuminate each spot on the substrate, without requiring movement of the substrate itself.
Vorzugsweise weist das Laserkristallisationssystem wenigstens einen weiteren dem wenigstens einen Laserwinkelscanner zugeordneten und um wenigstens eine Achse schwenkbaren Laserwinkelscanner auf, um den wenigstens einen Laserstrahl auf den wenigstens einen Laserwinkelscanner zu richten.Preferably the laser crystallization system has at least one other associated with at least one laser angle scanner and at least an axis pivotable laser angle scanner to the at least a laser beam to the at least one laser angle scanner judge.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsvariante der Erfindung ist wenigstens ein abbildendes Objektiv vorgesehen, um den wenigstens einen Laserstrahl derart auf die Substratoberfläche abzubilden, dass die Kontur und Größe der von dem Laserstrahl beleuchteten Unterteilfläche im Wesentlichen unverändert bleibt, wenn der wenigstens eine Laserstrahl unter unterschiedlichen Richtungen auf das Substrat gerichtet wird. Die Erzeugung eines in Kontur und Größe von der Einstrahlrichtung unabhängigen Laserspots (im Allgemeinen in Form eines Fokus) ist sinnvoll, um auf jeder Stelle des Substrats eine zur Laserkristallisation erforderliche vorbestimmte Energie- der Leistungsdichteverteilung einzustellen. Würde sich die Spotgröße (Fokusgröße) in Abhängigkeit vom Einstrahlwinkel ändern, bestünde die Gefahr einer inhomogenen Kristallisation über der Substratfläche. Darüber hinaus würde möglicherweise ein Teil der Laserenergie nicht zur Kristallisation des Substrats beitragen.In a particularly advantageous embodiment of the invention At least one imaging lens is provided to at least to image a laser beam onto the substrate surface in such a way that the contour and size of the laser beam illuminated bottom surface remains substantially unchanged, if the at least one laser beam is under different directions is directed to the substrate. The generation of a in contour and Size independent of the direction of irradiation Laser spots (generally in the form of a focus) makes sense to one at each point of the substrate required for laser crystallization set predetermined energy of the power density distribution. Would the spot size (focus size) be change depending on the angle of incidence would exist the risk of inhomogeneous crystallization over the substrate surface. In addition, a possible Part of the laser energy does not contribute to the crystallization of the substrate.
Eine Variante eines Laserwinkelscanners und/oder eines weiteren Laserwinkelscanners kann einen oder eine Vielzahl an Galvospiegeln oder -scannern aufweisen, um den wenigstens einen Laserstrahl in unterschiedlicher Weise abzulenken. Anstelle von ein- oder zweidimensionalen Galvoscannern können auch rotierende Polygonscanner eingesetzt sein. Polygonscanner können mit sehr hoher Umlaufgeschwindigkeit betrieben werden, so dass mit ihnen Scanraten von über 1000 Hz möglich sind. Weitere Varianten von Scanner sind akusto-optische Scanner und holographische Scanner. Erstere erlauben zum Beispiel hohe Scannraten und Letztere unterschiedliche Foki des Laserstrahls.A Variant of a laser angle scanner and / or another laser angle scanner may have one or a plurality of galvo mirrors or scanners, to deflect the at least one laser beam in different ways. Instead of one- or two-dimensional galvoscanners can also be used rotating polygon scanner. Polygon scanners can be operated at very high rotational speed, so that with scan rates of over 1000 Hz are possible. Other variants of scanners are acousto-optic and holographic scanners Scanner. The former, for example, allow high scanning rates and the latter different focuses of the laser beam.
Eine weitere Ausführungsvariante der Erfindung besteht im Einsatz einer Multiplexeinrichtung zum Erzeugen einer Mehrzahl an Laserstrahlen zum gleichzeitigen Beleuchten einer Mehrzahl an Unterteilflächen. Die gleichzeitige Beleuchtung einer Vielzahl an Unterteilflächen hat den Vorteil, dass bei gleicher Spotscangeschwindigkeit entweder die Durchlaufgeschwindigkeit des Substrats oder die Abscheiderate oder beides erhöht werden kann. Sämtliche Maßnahmen führen zu einer Erhöhung des Durchsatzes oder zur Reduzierung der Kosten durch geringere Anforderungen an die optischen Systemkomponenten.A Another embodiment of the invention is in use a multiplexing device for generating a plurality of laser beams for simultaneously illuminating a plurality of subpart surfaces. The simultaneous illumination of a large number of lower part surfaces has the advantage that at the same spot scanning speed either the flow rate of the substrate or the deposition rate or both can be increased. All measures lead to an increase in throughput or to reduce costs due to lower requirements on the optical system components.
Eine derartige Multiplexeinrichtung kann im einfachsten Fall eine Strahlunterteileinrichtung zum Unterteilen eines Laserstrahls in die Mehrzahl an Laserstrahlen umfassen. Dachprismen oder Mehrfachprismen wie auch diffraktive Elemente sind Beispiele für derartige Strahlunterteileinrichtungen. Unter beispielhafter Annahme, dass die Substratoberfläche eine Feldebene bildet, auf welche der oder die Laserstrahlen abgebildet werden, sind diese Prismen vorzugsweise in einer Pupillenebene angeordnet.A such multiplexing device can in the simplest case a beam dividing device for dividing a laser beam into the plurality of laser beams include. Roof prisms or multiple prisms as well as diffractive ones Elements are examples of such beam subdivisions. By example, assume that the substrate surface forms a field plane on which the one or more laser beams imaged are, these prisms are preferably arranged in a pupil plane.
Eine weitere Variante einer erfindungsgemäßen Durchlaufbeschichtungsanlage umfasst eine Abscheidungsmesseinrichtung zum Messen einer Abscheiderate und/oder einer Abscheidemenge eines von der Gasphasenabscheidungseinrichtung abgeschiedenen Materials sowie eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung zum Steuern- und/oder Regeln der Bewegung der Transporteinrichtung und/oder der Laserstrahlbewegungseinrichtung und damit zur Festlegung der Stelle auf dem Substrat auf die der (jeweilige) Laserstrahl momentan in Abhängigkeit von der gemessenen Abscheiderate und/oder der gemessenen Abscheidemenge gerichtet wird. Alternativ oder zusätzlich kann die Steuer- und/oder Regeleinrichtung auch zum Steuern- und/oder Regeln der momentanen Intensität des wenigstens einen Laserstrahls auf dem Substrat in Abhängigkeit von der gemessenen Abscheiderate und/oder der gemessenen Abscheidemenge vorgesehen sein.Another variant of a continuous coating system according to the invention comprises a separator Dungsmesseinrichtung for measuring a deposition rate and / or a deposition amount of a deposited material of the gas phase deposition device and a control and / or regulating device for controlling and / or regulating the movement of the transport device and / or the laser beam moving device and thus defining the location on the substrate the (respective) laser beam is currently directed as a function of the measured deposition rate and / or the measured deposition quantity. Alternatively or additionally, the control and / or regulating device can also be provided for controlling and / or regulating the instantaneous intensity of the at least one laser beam on the substrate as a function of the measured deposition rate and / or the measured deposition quantity.
Eine vorteilhafte Ausführung einer erfindungsgemäßen Durchlaufbeschichtungsanlage umfasst als Alternative zu der vorstehend beschriebenen Abscheidungsmesseinrichtung oder als zusätzliches Funktionsmodul eine Schichtdickenmesseinrichtung zum Messen einer Schichtdickenänderung und/oder einer Schichtdicke der auf dem Substrat abgeschiedenen Schicht z. B. mittels Reflexion oder Transmission bei einer oder mehreren Wellenlängen, Ellipsometrie oder Profilometrie. Die o. a. Steuer- und/oder Regeleinrichtung oder eine entsprechende Steuer- und/oder Regeleinrichtung ist gemäß dieser Variante der Erfindung dazu vorgesehen, die Bewegung der Transporteinrichtung und/oder der Laserstrahlbewegungseinrichtung und/oder die momentane Intensität des wenigstens einen Laserstrahls auf dem Substrat in Abhängigkeit von der gemessenen Schichtdickenänderung und/oder der gemessenen Schichtdicke zu steuern oder zu regeln. Durch die Steuerung und/oder Regelung der Bewegung de Transporteinrichtung und/oder der Laserstrahlbewegungseinrichtung wird der momentane Ort der jeweiligen Unterteilfläche auf dem Substrat, d. h. die Stelle auf dem Substrat, auf die der jeweilige Laserstrahl momentan gerichtet wird festgelegt.A advantageous embodiment of an inventive Continuous coating equipment comprises as an alternative to the above described deposition measuring device or as additional Function module a layer thickness measuring device for measuring a Layer thickness change and / or a layer thickness of the substrate deposited layer z. B. by reflection or Transmission at one or more wavelengths, ellipsometry or profilometry. The o. A. Control and / or regulating device or a corresponding control and / or regulating device is in accordance with this Variant of the invention provided to the movement of the transport device and / or the laser beam movement device and / or the instantaneous Intensity of the at least one laser beam on the substrate depending on the measured layer thickness change and / or the measured layer thickness to control or regulate. By controlling and / or regulating the movement of the transport device and / or the laser beam moving device becomes the current one Location of the respective sub-area on the substrate, d. H. the spot on the substrate to which the respective laser beam currently being addressed.
Selbstverständlich bezieht sich die Erfindung nicht nur auf eine Durchlaufbeschichtungsanlage als Gesamtsystem sondern es dürfte dem Fachmann unmittelbar einleuchten, dass die oben beschriebenen Varianten von Laserkristallisationssystemen auch allein, d. h. unabhängig von einer Beschichtungsanlage, oder als Bestandteil einer Batch-Anlage betrieben werden können.Of course The invention relates not only to a continuous coating plant as a whole system but it should be the expert immediately It will be appreciated that the above-described variants of laser crystallization systems also alone, d. H. independent of a coating plant, or can be operated as part of a batch plant.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung nano-, mikro-, poly-, multi- oder einkristalliner Dünnschichten, welches die oben angegebene Aufgabe vollumfänglich löst, umfasst folgende Verfahrensschritte:
- a) Zuführen eines zu beschichtenden Substrats in eine Vakuumkammer in einer Durchlaufrichtung,
- b) physikalische Gasphasenabscheidung einer Schicht auf eine Teilfläche einer Oberfläche des Substrats und gleichzeitig ein zumindest partielles Aufschmelzen und nachfolgendes Kristallisieren induzierendes Beleuchten wenigstens einer Unterteilfläche der momentan beschichteten Teilfläche der Oberfläche des Substrats mit wenigstens einem Laserstrahl unter kontinuierlicher oder diskontinuierlicher Bewegung des Substrats in der Durchlaufrichtung,
- c) Abführen des beschichteten Substrats aus der Vakuumkammer in der Durchlaufrichtung.
- a) feeding a substrate to be coated into a vacuum chamber in a passage direction,
- b) physical vapor deposition of a layer on a partial surface of a surface of the substrate and simultaneously at least partial melting and subsequent crystallization inducing illumination of at least one lower surface of the currently coated partial surface of the surface of the substrate with at least one laser beam with continuous or discontinuous movement of the substrate in the direction of passage;
- c) discharging the coated substrate from the vacuum chamber in the passage direction.
Der Verfahrensteilschritt physikalische Gasphasenabscheidung umfasst dabei vorzugsweise Elektronenstrahlverdampfung oder Kathodenzerstäubung. Dabei ist es günstig, wenn die physikalische Gasphasenabscheidung bei einer Schichtwachstumsrate von über 100 nm/min, vorzugsweise von über 1000 nm/min, höchst vorzugsweise von über 2000 nm/min durchgeführt wird. Damit unterscheidet sich die Abscheiderate erheblich von üblichen CVD-Prozessen. Selbst die Wachstumsraten von mit plasmaunterstützten chemischen Gasphasenprozessen (PECVD) abgeschiedenen Schichten liegen allenfalls an der unteren Grenze des vorstehend angegebenen Wertebereichs.Of the Part of the process step comprises physical vapor deposition preferably electron beam evaporation or sputtering. It is advantageous if the physical vapor deposition at a layer growth rate of over 100 nm / min, preferably above 1000 nm / min, most preferably above 2000 nm / min is performed. This is different the deposition rate significantly from conventional CVD processes. Even the growth rates of plasma enhanced chemical vapor processes (PECVD) deposited layers are possibly at the bottom Limit of the range of values given above.
Aufgrund der hohen möglichen Abscheideraten von PVD-Prozessen im Allgemeinen und von Elektronenstrahlverdampfen und Sputtern im Besonderen, ist es möglich, das Substrat während Verfahrensschritt b) in der Durchlaufrichtung mit einer mittleren Geschwindigkeit von über 0,5 m/min, vorzugsweise von über 2 m/min je nach Verfügbarkeit kommerzieller Hochleistungslaser zu bewegen. Die Durchlaufzeit lässt sich dadurch signifikant steigern, was eine erhebliche Produktionskostenreduktion zur Folge hat.by virtue of the high possible deposition rates of PVD processes in the In general and of electron beam evaporation and sputtering in particular, it is possible to use the substrate during process step b) in the direction of passage at a medium speed of more than 0.5 m / min, preferably more than 2 m / min depending on the availability of commercial high-power lasers to move. The turnaround time can be significantly reduced increase, resulting in a significant reduction in production costs Has.
In einer vorteilhaften Verfahrensvariante wird das Substrat während Verfahrensschritt b) in einer in einer Beschichtungsebene liegenden und zur Durchlaufrichtung senkrechten Richtung bewegt. Sowohl der momentane Ort der Beschichtung als auch der momentane Ort der laserinduzierten Kristallisation des Substrats lässt sich auf diese Weise kontinuierlich festlegen.In In an advantageous variant of the method, the substrate is during Process step b) lying in a plane lying in a coating and the direction perpendicular to the direction of travel moves. Both the instantaneous location of the coating as well as the instantaneous location of the laser-induced Crystallization of the substrate can be done this way set continuously.
Vorzugsweise wird das Substrat während Verfahrensschritt b) in der in der Beschichtungsebene liegenden und zur Durchlaufrichtung senkrechten Richtung oder in Durchlaufrichtung oszillierend bewegt. Jeder gewünschte Teil des Substrats wird (bei entsprechend angepasster Durchlaufgeschwindigkeit) mehrfach einem Beschichtungs- und laserinduzierten Kristallisationsprozess unterworfen. Die Energiedichte des Laserstrahls bzw. der Laserstrahlen kann dabei wahlweise so eingestellt werden, dass das neu aufgebrachte Material lediglich oberflächlich aufschmilzt, dass die während eines Zyklus aufgebrachte Schicht über deren gesamten Schichtdicke aufschmilzt oder dass sogar ein Aufschmelzen einer oder mehrerer unterer in vorhergehenden Zyklen aufgebrachter Schichten vollständig oder über einen Bruchteil ihrer Schichtdicke erfolgt.Preferably, the substrate is moved during process step b) in the plane lying in the coating plane and perpendicular to the direction of passage or oscillating in the direction of passage. Each desired part of the substrate is repeatedly subjected to a coating and laser-induced crystallization process (at a correspondingly adapted throughput speed). The energy density of the laser In this case, the laser beam can optionally be adjusted so that the newly applied material merely melts on the surface, that the layer applied during one cycle melts over its entire layer thickness, or even a melting of one or more layers applied in previous cycles completely or over a fraction of their layer thickness occurs.
Die oszillierende Bewegung erfolgt vorzugsweise periodisch mit einer Frequenz von 200 bis 500 mHz. Dabei kann es vorteilhaft sein, wenn die Hinbewegung sehr langsam und die Rückbewegung (z. B. längs desselben Weges) sehr schnell, also z. B. in unter 1/100 oder 1/1000 der Zeit der Hinbewegung erfolgt. Wenn bei Hin- und Rückbewegungen unterschiedliche Flächen auf dem Substrat beleuchtet werden, z. B. wenn der Laserstrahl auf einer mäanderförmigen Bahn auf dem Substrat fortschreitet, ist es im allgemeinen günstiger, die Geschwindigkeit der Bewegung nicht zu ändern.The Oscillating motion is preferably carried out periodically with a Frequency from 200 to 500 mHz. It may be advantageous if the forward movement very slowly and the return movement (eg along the same path) very quickly, so z. B. in under 1/100 or 1/1000 of the time of the forward movement takes place. If and return movements on different surfaces the substrate are illuminated, z. B. when the laser beam on a meandering path on the substrate progresses, In general, it is cheaper to reduce the speed of Do not change movement.
In einer besonders vorteilhaften Variante der Erfindung ist vorgesehen, wenn der wenigstens eine der Laserstrahlen während Verfahrensschritt b) abhängig oder unabhängig von der Bewegung des Substrats über die momentan beschichtete Teilfläche geführt wird. Der jeweilige Laserstrahl wird folglich nicht nur infolge der Eigenbewegung des Substrats über die Oberfläche des Substrats gescannt, sondern aufgrund einer Bewegung des Laserstrahls.In a particularly advantageous variant of the invention is provided if the at least one of the laser beams during process step b) depending or independent of the movement of the Substrate over the currently coated partial surface to be led. The respective laser beam is therefore not only due to the proper movement of the substrate over the surface of the substrate, but due to movement of the laser beam.
Besonders günstig ist es, wenn der wenigstens eine der Laserstrahlen in Durchlaufrichtung des Substrats oder in einem Winkel, vorzugsweise einem rechten Winkel zu der Durchlaufrichtung über die momentan beschichtete Teilfläche geführt wird.Especially It is favorable if the at least one of the laser beams in the direction of passage of the substrate or at an angle, preferably a right angle to the direction of passage over the currently coated part surface is guided.
Wiederum ist es günstig, wenn die Bewegung periodisch erfolgt. Abhängig von den jeweiligen Abscheideraten sind Scanraten von 200 bis 500 mHz oder auch höher günstig. Auch hierbei kann es vorteilhaft sein, wenn die Hinbewegung sehr langsam und die Rückbewegung sehr schnell, also z. B. in unter 1/1000 oder in weniger als 1/100000 der Zeit der Hinbewegung erfolgt. Es kann sinnvoll sein, wenn die Beleuchtung des Substrats nur während der Hinbewegung der den Laserstrahl auf das Substrat richtenden Vorrichtung, nicht jedoch bei deren Rückbewegung erfolgt. Wird der Laser gepulst betrieben, so muss nur darauf geachtet werden, dass die Rückbewegung gerade innerhalb der Totzeit, innerhalb der kein Laserpuls emittiert wird, erfolgt.In turn it is beneficial if the movement is periodic. Dependent from the respective deposition rates are scan rates from 200 to 500 mHz or higher. Here too can It may be beneficial if the forward movement is very slow and the return movement very fast, so z. In less than 1/1000 or less than 1/100000 the time of the forward movement takes place. It may be useful if the Illumination of the substrate only during the forward movement of the not the laser beam to the substrate directing device, however takes place during their return movement. If the laser is pulsed, just be sure that the return movement just within the dead time, within which no laser pulse emits is done.
Anders ist dies selbstverständlich, wenn der Laserstrahl auf einer mäanderförmigen Bahn über das Substrat geführt wird. In diesem Fall ist eine konstante Geschwindigkeit des fortschreitenden Laserspots auf dem Substrat zu bevorzugen.Different this is of course when the laser beam on a meandering path over the substrate to be led. In this case is a constant speed of the advancing laser spot on the substrate.
Als besonders vorteilhaft hat es sich herausgestellt, wenn der wenigstens eine der Laserstrahlen an die Stelle des Substrats gerichtet wird, auf welche gerade eine vorbestimmte Schichtdicke, z. B. zwischen 50 nm und 1000 nm, vorzugsweise zwischen 100 nm und 500 nm, höchst vorzugsweise zwischen 100 nm und 300 nm abgeschieden worden ist. Dieser Vorgang kann sich entsprechend den obigen Ausführungen mehrfach wiederholen, bis die Endschichtdicke erreicht ist. Der Wechsel von Abscheidung und Laserkristallisation muss dabei nicht zwingend in konstanten Perioden erfolgen. Eine besonders vorteilhafte Variante der Erfindung besteht darin, die untersten Lagen auf dem Substrat schon nach Aufwachsen geringer Schichtdicken zu laserkristallisieren und nachdem eine gewisse kristallisierte Schichtdicke aufgewachsen ist eine dickere Schicht mittels des PVD-Verfahrens abzuscheiden bevor eine weitere Laserkristallisation eingeleitet wird. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Laserkristallisation der oberen Lagen bei geringer Laserfluenz durchgeführt wird, um ein Aufschmelzen der darunter liegenden Schichten und Vermischung von Dotierungen zu vermeiden. So ist es z. B. günstig, die letzte n-Schicht einer μc-Si Zelle, i. e. die Kollektorschicht, mit geringer Laserfluenz zu kristallisieren, um ein Vermischen mit den Dotierungen der darunterliegenden i- oder p-Schicht(en) zu vermeiden.When it has been found to be particularly advantageous if the at least one of the laser beams is directed to the site of the substrate, on which just a predetermined layer thickness, for. B. between 50 nm and 1000 nm, preferably between 100 nm and 500 nm, highest preferably between 100 nm and 300 nm has been deposited. This process may be as described above Repeat several times until the final layer thickness is reached. Of the Change of deposition and laser crystallization does not have to mandatory in constant periods. A particularly advantageous Variant of the invention is the lowest layers on the Substrate to laser-crystallize even after growth of low layer thicknesses and after having grown a certain crystallized layer thickness is to deposit a thicker layer by means of the PVD process before another laser crystallization is initiated. Especially it is advantageous if the laser crystallization of the upper layers at low laser fluence is performed to reflow the underlying layers and mixing of dopants to avoid. So it is z. As low, the last n-layer a μc-Si cell, i. e. the collector layer, with lower Laser fluence crystallize to mix with the dopants the underlying i- or p-layer (s) to avoid.
Die Temperatur des Substrats wird vorzugsweise während Verfahrensschritt b) konstant z. B. zwischen 200°C und 400°C (abhängig vom verwendeten Glassubstrat) gehalten. Dies kann einerseits über eine zusätzliche thermische Beheizung und/oder Kühlung des Substrats und/oder durch eine entsprechende Anpassung der Laserfluenz errreicht werden.The Temperature of the substrate is preferably during process step b) constant z. B. between 200 ° C and 400 ° C (depending from the glass substrate used). This can on the one hand about an additional thermal heating and / or cooling of the substrate and / or by a corresponding adjustment of the laser fluence be achieved.
Das oben beschriebene Verfahren eignet sich grundsätzlich zum Beschichten des Substrats mit nahezu jedem beliebigen Material. Aufgrund des großen Anwendungsbereiches in der Elektronik und der Photovoltaik wird das Verfahren wohl vorzugsweise für Silizium angewendet.The The method described above is basically suitable for Coating the substrate with almost any material. Due to the wide range of applications in electronics and photovoltaics, the process is probably preferable for Silicon applied.
Der Laserstrahl bzw. die Laserstrahlen weisen vorzugsweise eine Wellenlänge zwischen 150 und 800 nm auf. Im Allgemeinen ist es ausreichend, das Substrat mit einem oder mehreren Lasern einer einzigen Wellenlänge zu beleuchten. Es ist jedoch auch vorgesehen, Laser unterschiedlicher Wellenlänge zu verwenden. Die entsprechenden Laserstrahlen können gleichzeitig oder nacheinander auf die gleiche Stelle bzw. die gleichen Stellen des Substrats gerichtet werden.The laser beam or the laser beams preferably have a wavelength between 150 and 800 nm. In general, it is sufficient to cover the substrate with one or more lasers of a single wel lenlänge to illuminate. However, it is also intended to use lasers of different wavelengths. The corresponding laser beams may be directed simultaneously or sequentially to the same location or locations of the substrate.
Die Laserwellenlänge richtet sich erfindungsgemäß nach den verschiedenen Prozessfenstern der einzelnen Verfahrensschritte und den verschiedenen jeweiligen Strukturen der herzustellenden elektronischen Bauelemente. Geht man von einer Herstellung einer a-Si/μc-Si-Tandensolarzelle aus, so hängt die zu verwendende Laserwellenlänge konkret von den Silizium Mikrostrukturen der unterschiedlichen Tandemzelltypen ab. Die Mikrostruktur und Morphologie des abgeschiedenen Si, i. e. a-Si oder schon kristallisiertes μc-Si, bestimmt zusammen mit der Wellenlänge die Absorptionslange und damit zusammen mit der Laserleistung, der Pulsdauer (ggf. auch unendlich bei Verwendung eines CW-Lasers), dem zeitlichen Pulsverlauf, dem Laserstrahlprofil auf der Si-Schicht und deren zeitlich veranderten Reflektivität R (Ra-Si ≠ Rμc-Si ≠ Rflussiges Si) das 3-dimensionale Temperaturprofil in der Si-Schicht. Die Absorptionslänge von einem Excimer-Laser emittiertem Licht bei z. B. 193 nm, 248 nm, 351 nm mit typischen Pulsdauern von ~20 nsec beträgt wenige Nanometer, während Licht von diodengepumpten Festkörperlasern (Diode Pumped Solid State Laser, DPSSL), wie z. B. frequenzverdoppelte Nd:YLF-, Nd:YAG-, oder Nd:YVO4-Laser, bei 532 nm innerhalb wesentlich größerer Absorptionslängen absorbiert wird und somit die Schicht gleichmäßiger in der Tiefe aufheizt. Zur Herstellung dünner (Saat-) Schichten zum Beispiel nach den SLS2 Verfahren sind geringere Laserleistungen pro cm2 (i. e. Laserfluenzen) notwendig. Es ist daher erfindungsgemäß besonders energieeffizient zunächst mit einem Excimer-Laser eine dünne Keimschicht zu kristallisieren, um dann mit einem Laser größerer Wellenlänge (z. B. DPSSL) eine dickere auf die Saatschicht abgeschiedene a-Si-Schichten in einem weiteren Schritt zu kristallisieren. Im Falle der o. a.The laser wavelength depends on the invention according to the various process windows of the individual process steps and the various respective structures of the electronic components to be produced. Assuming the production of an a-Si / μc-Si tandem solar cell, the laser wavelength to be used depends concretely on the silicon microstructures of the different tandem cell types. The microstructure and morphology of the deposited Si, ie a-Si or already crystallized μc-Si, determined along with the wavelength of the absorption length and thus together with the laser power, the pulse duration (possibly also infinitely when using a CW laser), the temporal Pulse curve, the laser beam profile on the Si layer and its time-varying reflectivity R (R a-Si ≠ R μc-Si ≠ R liquid Si ), the 3-dimensional temperature profile in the Si layer. The absorption length of light emitted by an excimer laser at z. B. 193 nm, 248 nm, 351 nm with typical pulse durations of ~20 nsec is a few nanometers, while light from diode-pumped solid state lasers (diode pumped solid state laser, DPSSL) such. For example, frequency-doubled Nd: YLF, Nd: YAG, or Nd: YVO 4 laser is absorbed at 532 nm, within much greater absorption lengths, thus heating the layer more uniformly at depth. For the production of thin (seed) layers, for example according to the SLS 2 method, lower laser powers per cm 2 (ie laser fluences) are necessary. It is therefore particularly energy-efficient according to the invention first to crystallize a thin seed layer with an excimer laser in order then to crystallize a thicker a-Si layer deposited on the seed layer in a further step with a laser of a longer wavelength (eg DPSSL). In the case of the above
Tandenzzelle kann für die abschließende dünne n-dotierte Kollektorschicht wieder z. B. ein Excimer-Laser verwendet werden, welcher Licht mit geringer Absorptionslänge emittiert.Tandenzzelle can be n-doped for the final thin Collector layer again z. B. an excimer laser can be used, which emits light with a short absorption length.
Für das nachfolgend beschriebene Verfahren der Laserkristallisation mittels „self propagating liquid layer" ist ein gepulster langwelliger Laser vorteilhaft um ein Temperaturprofil in der Tiefe der Schicht zu erzeugen, das eine möglichst lange Propagation des „liquid layer" und somit eine möglichst große Schichtdicke pro Kristallistationsschritt ermöglicht, bevor der Prozess aus energetischen Gründen endet. Erfindungsgemäß ist hier auch eine Vorheizung der Si-Schicht (z. B. mit Halogenlampen) in Kombination mit einem UV-Excimer-Laser möglich, allerdings dann nur mit Glassubstraten, die diese Temperaturen aushalten. Ggf. können zusätzliche Diffusionsbarrieren vorgesehen sein, um die Diffusion von Verunreinigungen und Dotierungen vom Substrat in die Solarzelle oder innerhalb der Zelle zu verhindern.For the method of laser crystallization described below using "self-propagating liquid layer" is a pulsed long-wave laser advantageous to a temperature profile in depth to produce the layer that propagates as long as possible the "liquid layer" and thus the largest possible Layer thickness per crystallization step allows before the process ends for energetic reasons. According to the invention is here also a preheating of the Si layer (eg with halogen lamps) in Combination with a UV excimer laser possible, however then only with glass substrates that can withstand these temperatures. Possibly. can provide additional diffusion barriers be to the diffusion of impurities and dopants from Substrate in the solar cell or inside the cell to prevent.
Die Laserfluenzen liegen je nach Schichtdicke und Wellenlänge bei ungefähr 150–500 mJ/cm2 für dünne Keimschichten und das Verfahren mit „self propagating liquid layer" sowie bei ~ 500–1500 mJ/cm2 für die Kristallation dickerer Schichten (100–500 nm) im „complete melting" oder „near complete melting" Bereich wobei sich „complete melting" auf die a-Si-Schicht und nicht auf eine vorher kristallisierte darunterliegende μc-Si oder PECVD a-Si-Schicht bezieht.Depending on the layer thickness and wavelength, the laser fluences are approximately 150-500 mJ / cm 2 for thin seed layers and the method with "self-propagating liquid layer" and ~ 500-1500 mJ / cm 2 for the crystallization of thicker layers (100-500 nm ) in the "complete melting" or "near complete melting" region, wherein "complete melting" refers to the a-Si layer and not to a previously crystallized underlying μc-Si or PECVD a-Si layer.
Besonders vorteilhaft für hohen Durchsatz und geringe Produktionskosten der Durchlaufbeschichtungsanlage ist es auch die Laserstrahlung nach Reflektion an der a-Si oder geschmolzenen Si Schicht mittels Spiegeln wieder auf dieselbe Stelle zurückzureflektieren, um die Leistung zu erhöhen bzw. die erforderliche Laserleistung bei gleichen Prozessbedingen zu verringern. Aufgrund der hohen Reflektivität des geschmolzenen Siliziums ~ 50% je nach Einfallswinkel und Wellenlänge ist durch dieses „Beam Recycling" eine Steigerung der Effizienz der Anlage möglich.Especially advantageous for high throughput and low production costs the continuous coating machine, it is also the laser radiation after reflection on the a-Si or molten Si layer by means of mirrors reflect back to the same place to the Increase power or the required laser power to reduce the same process conditions. Due to the high reflectivity of molten silicon ~ 50% depending on the angle of incidence and wavelength is an increase in efficiency due to this "beam recycling" the system possible.
Die Erfindung betrifft weiter nach dem Patentanspruch 40 ein Verfahren zur Herstellung einer Siliziumtandemsolarzelle mit wenigstens einer auf amorphem Silizium basierenden Solarzelle und wenigstens einer auf kristallinem Silizium basierenden Solarzelle, welche übereinander angeordnet sind, mit folgenden zwei Verfahrensschritten:
- A) Bereitstellung einer auf amorphem Silizium basierenden Solarzelle auf einem transparenten Substrat und
- B) Herstellung einer auf kristallinem Silizium basierenden Solarzelle.
- A) providing an amorphous silicon based solar cell on a transparent substrate and
- B) Preparation of a crystalline silicon based solar cell.
Der Verfahrensschritt B) umfasst dabei erfindungsgemäß folgende Verfahrensteilschritte:
- aa) Bereitstellen oder Aufbringen einer p-dotierten oder in einer alternativen Ausführung n-dotierten wahlweise amorphen oder kristallinen Siliziumschicht,
- bb) optional Bereitstellen oder Aufbringen einer Keim- und/oder Pufferschicht aus intrinsischem kristallinem Silizium,
- cc) Abscheidung einer amorphen Siliziumschicht mit Hilfe eines physikalischen, Gasphasenprozesses,
- dd) Kristallisation der mit Hilfe des physikalischen Gasphasenprozesses hergestellten amorphen Siliziumschicht mit Hilfe eines Laserkristallisationsprozesses,
- ee) optional mehrfache Wiederholung der Verfahrensteilschritte cc) und dd) ff) optional Aufbringen oder Bereitstellen einer n-dotierten Siliziumschicht oder in der alternativen Ausführung p-dotierten wahlweise amorphen oder kristallinen Siliziumschicht
- gg) wahlweise Kristallisation der amorphen n-dotierten oder in der alternativen Ausführung p-dotierten Siliziumschicht mit einem Laserkristallisationsprozess.
- hh) Abscheidung eines leitenden Kontaktes.
- aa) provision or application of a p-doped or, in an alternative embodiment, n-doped optionally amorphous or crystalline silicon layer,
- bb) optionally providing or applying a seed and / or buffer layer of intrinsic crystalline Silicon,
- cc) deposition of an amorphous silicon layer by means of a physical, gas phase process,
- dd) crystallization of the amorphous silicon layer produced by means of the physical vapor phase process by means of a laser crystallization process,
- ee) optionally multiple repetition of process steps cc) and dd) ff) optionally applying or providing an n-doped silicon layer or in the alternative embodiment p-doped optionally amorphous or crystalline silicon layer
- gg) optionally crystallization of the amorphous n-doped or in the alternative embodiment p-doped silicon layer with a laser crystallization process.
- hh) deposition of a conductive contact.
Optional kann nach der letzten Laserkristallation und/oder nach Fertigstellung der auf kristallinem Silizium basierenden Solarzelle eine Wasserstoffpassivierung durchgeführt werden.optional can after the last laser crystallization and / or after completion the solar cell based on crystalline silicon, a hydrogen passivation be performed.
Die Verfahrensteilschritte cc) bis ee) werden erfindungsgemäß vorzugsweise nach dem in den vorausgegangenen Abschnitten beschriebenen Verfahren durchgeführt.The Process substeps cc) to ee) are preferred according to the invention according to the procedure described in the previous sections carried out.
Der Verfahrensschritt A) umfasst in einer vorteilhaften Ausführungsvariante folgende Verfahrensteilschritte:
- i) Abscheidung einer transparenten leitfähigen Schicht auf dem transparenten Substrat,
- ii) Abscheidung einer p-dotierten oder in einer alternativen Ausführung n-dotierten amorphen Siliziumschicht,
- iii) wahlweise Abscheidung einer intrinsischen amorphen Siliziumschicht,
- iv) Abscheidung einer n-dotierten amorphen Siliziumschicht oder in der alternativen Ausführung p-dotierten Siliziumschicht.
- i) depositing a transparent conductive layer on the transparent substrate,
- ii) deposition of a p-doped or in an alternative embodiment n-doped amorphous silicon layer,
- iii) optionally depositing an intrinsic amorphous silicon layer,
- iv) deposition of an n-doped amorphous silicon layer or in the alternative embodiment p-doped silicon layer.
Eine erfindungsgemäße Tandem- oder Multisolarzelle bevorzugter Ausführung mit wenigstens einer auf amorphem Silizium basierenden Solarzelle und wenigstens einer auf nano-, mikro-, poly- oder mikrokristallinem Silizium basierenden Solarzelle, welche monolithisch übereinander angeordnet sind, wobei die auf kristallinem Silizium basierende Solarzelle eine intrinsische Siliziumschicht aufweist ist dadurch gekennzeichnet, dass die intrinsische Siliziumschicht Kristallite mit Korndurchmessern zwischen 20 nm und 5 μm aufweist.A Tandem or multi-solar cell according to the invention preferred embodiment with at least one on amorphous Silicon-based solar cell and at least one on nano-, micro, poly or microcrystalline silicon based solar cell, which are monolithically stacked, wherein the crystalline silicon based solar cell is intrinsic Silicon layer is characterized in that the intrinsic Silicon layer crystallites with grain diameters between 20 nm and 5 microns.
Die Erfindung wird nunmehr anhand der Zeichnung näher beschrieben. Gleiche oder funktionsgleiche Bestandteile der in den unterschiedlichen Figuren dargestellten Vorrichtungen sind mit identischen Bezugszeichen versehen. Es zeigen:The Invention will now be described with reference to the drawing. Same or functionally identical components in different Figures illustrated devices are denoted by identical reference numerals Mistake. Show it:
Die
Weiterer
Bestandteil der in den
Unterhalb
des Substrathalters
Aus
den Zeichnungsfiguren 1 und 2 ergibt sich, dass der Dampfstrahl
Weiterhin
sind in der Zeichnung zwei Effusionszellen
Erfindungsgemäß ist
ein Laserkristallisationssystem
Erfindungsgemäß ist
vorgesehen, dass der Laserstrahl
Die
Bestandteile
der Anlage
Das
Laserkristallisationssystem
Die
Laserstrahlen
Jeder
der zwölf Laserstrahlen
Für
das später beschriebene SLS2- oder
TDX2-Verfahren zur Erzeugung größerer
Kristallite mit weniger Korngrenzen pro cm2 zu
Beginn der Laserkristallisation auf einer PECVD-a-Si Schicht ist
eine Linienfokussierung des Laserstrahls in orthogonalen Richtungen
nacheinander, z. B. in x- und y-Richtungen, notwendig. Dies ist
mit dem optischen System nach
Die
Durch
ein nicht dargestelltes Kammerfenster
Die
Laserkristallisationseinrichtung
Die
von den drei Laser
Jeder
Teillaserstrahl
Auch
mit der Anlage nach
Die
Die
Durchlaufbeschichtungsanlage
Als
weiterer Bestandteil der Durchlaufbeschichtungsanlage
Im
vorliegenden Ausführungsbeispiel entspricht die Länge
einer Beleuchtungslinie
Die
Die
Laserkristallisationseinrichtung
Die
Nicht
dargestellt ist hier das PVD-Beschichtungssystem, welches ähnlich
der in der
Eingezeichnet
ist in dem vorliegenden Fall die Laserkristallisationseinrichtung
Excimerlaser
und DPSSL (Diode Pumped Solid State Laser), CW oder gepulste Laser
mit verschiedenen Wellenlängen. Die von den Lasern
Eine
hier ebenfalls nicht dargestellte Fokussieroptik vor dem Kammerfenster
Die
beiden Ablenkspiegel
Die nachfolgend dargestellte Tabelle 1 fasst die unterschiedlichen Möglichkeiten zusammen, einen Laserstrahl über die gesamte Substratoberfläche zu führen.The Table 1 below summarizes the different possibilities together, a laser beam over the entire substrate surface respectively.
Tabelle
1: Mechanische Anordnungen zur Beleuchtung unterschiedlicher Stellen
auf einem eine erfindungsgemäße Durchlaufbeschichtungsanlage
durchlaufenden Substrat 
Die erste Zeile und die erste Spalte der Tabelle 1 geben jeweils die Einrichtung zur Bewegung des Laserstrahls in der entsprechenden Richtung an. Es wird davon ausgegangen, dass die Durchlaufrichtung des Substrats die y-Richtung ist.The first row and the first column of Table 1 give the respective Device for moving the laser beam in the corresponding Direction. It is assumed that the passage direction of the substrate is the y-direction.
Zusammenfassend kann der Laserstrahl in jeder Raumrichtung x oder y unbeweglich sein (Spalte 2, Zeile 2), mit Hilfe eines mechanischen Linearscanners (Spalte 3, Zeile 3) Vorzugweise linear bewegt werden oder mit Hilfe eines Winkelscanners (Spalte 4, Zeile 4) unter unterschiedlichen Winkeln auf das Substrat gerichtet werden. Lässt man die Bewegung des Substrats außer Acht, so ergeben sich durch Permutation neun Varianten zur Beleuchtung des Substrats.In summary The laser beam can be immovable in any spatial direction x or y be (column 2, line 2), using a mechanical linear scanner (Column 3, line 3) Preferably be moved linearly or with the help of an angle scanner (column 4, line 4) under different Angles are directed to the substrate. If you leave that Disregard movement of the substrate, as shown by Permutation nine variants to illuminate the substrate.
Berücksichtigt man zusätzlich die Möglichkeit zur Bewegung des Substrats in x- und/oder y-Richtung (Bewegung nur in x-Richtung, Bewegung in x- und y-Richtung) verdoppelt sich die Anzahl der Varianten. Weiterhin besteht die Möglichkeit, die Substratoberfläche mit lediglich einem homogenisierten Laserprofil oder mit einer Vielzahl davon auszuleuchten.Considered In addition, you have the opportunity to move the Substrate in the x and / or y direction (movement only in the x direction, Movement in the x and y direction) doubles the number of variants. Furthermore, there is the possibility of the substrate surface with only one homogenized laser profile or with a plurality to illuminate it.
Mit
einer Vorrichtung der vorstehend beschriebenen Art lässt
sich die kristalline Siliziumsolarzelle einer a-Si:H/μc-Si
Tandemsolarzelle mit zum Beispiel der in der
Die
a-Si:H-Solarzelle
Es
gibt verschiedenen Möglichkeiten, die auf kristallinem
Material basierende zweite Solarzelle
Ein
erstes Verfahrensbeispiel wird nachfolgend anhand der Zeichnungsfigur
9 erläutert. Die
In
einer ersten Variante wird davon ausgegangen, dass die amorphe Siliziumschicht
Erfindungsgemäß ist
vorgesehen, die Oberfläche dieser mittels PVD hergestellten
a-Si-Schicht
In
einer zweiten Variante wird davon ausgegangen, dass die amorphe
Siliziumschicht
Ein
zweites Verfahrensbeispiel wird nachfolgend anhand der Zeichnungsfigur
10 beschrieben. Die
Die
Dicke der Pufferschicht ist so gewählt, dass zum einen
bei nachfolgenden Prozessschritten keine Zerstörung der
darunter liegenden a-Si-Zelle
Auf
diese Pufferschicht
Experimentelle
Untersuchungen haben gezeigt, dass der PECVD-Prozess zur Herstellung
der p-dotierte nc-Si-Schicht
Ein
viertes Verfahrensbeispiel wird nachfolgend anhand der Zeichnungsfigur
12 erläutert. Die
Abweichend
von obigem Ausführungsbeispiel ist die i-Si-Schicht nicht
so feinkörnig. Durch entsprechende Variation des SiH4:H-Verhältnisses während
des PECVD-Prozesses zur Abscheidung der i-Si-Schicht können
Kristallite mit Durchmessern von wenigen zehn Nanometern mit einer
bevorzugten (
Anstelle
eines epitaktischen Schichtwachstums kann auch ein nicht epitaktisches
Schichtwachstum eine kristalline Schicht mit hinreichender Schichtqualität
erzeugen. So kann z. B. das im Zusammenhang mit den
Ein
sechstes Verfahrensbeispiel wird nunmehr anhand der
Jeder
Laserpuls
Führt
man das Verfahren im Anschluss noch einmal quer zur Richtung
Schichtabscheidung und nachfolgende Laserkristallisation mit dem ELA, SLS- bzw. dem SLS2-Verfahren erfolgen mehrmals bis die gewünschte Enddicke von etwa 1,5 μm erreicht ist.Layer deposition and subsequent laser crystallization with the ELA, SLS or SLS 2 method are carried out several times until the desired final thickness of about 1.5 μm is achieved.
Ein
siebtes Verfahrensbeispiel wird nachfolgend anhand der
Anstelle
des in der
Jeder
Laserpuls
Führt
man das Verfahren im Anschluss noch einmal quer zur Richtung
Sämtliche mit den vorstehend beschriebenen Verfahren hergestellten Schichten werden nach der Laserkristallisation vorzugsweise einer Wasserstoffpassivierung unterzogen.All layers produced by the methods described above become after the laser crystallization preferably a hydrogen passivation subjected.
Die
n-Schicht
Auf
diese n-leitenden Schicht wird wiederum eine transparente Elektrode
abgeschieden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird
Aluminium dotiertes Zinkoxyd
- 100100
- DurchlaufbeschichtungsanlageContinuous coating installation
- 102102
- Zuführöffnungfeed
- 104104
- Abführöffnungdischarge opening
- 106106
- Substratsubstratum
- 108108
- Substrathalter mit Transportrollensubstrate holder with transport wheels
- 110110
- Vakuumkammervacuum chamber
- 112112
- ElektronenstrahlverdampfungseinrichtungElectron beam evaporation device
- 114114
- Elektronenstrahlelectron beam
- 116116
- Verdampfertiegelvaporizing crucible
- 118118
- Siliziumsilicon
- 120120
- gerichteter Dampfstrahldirected steam jet
- 122122
- Laserkristallisations(beleuchtungs)systemLaser crystallization (lightening) system
- 124124
- Laserstrahllaser beam
- 126126
- Oberfläche des Substratssurface of the substrate
- 128128
- Kammerfensterchamber window
- 130130
- momentan beschichtete Teilflächecurrently coated part surface
- 132132
- momentan beleuchtete Unterteilfläche, Laserstrahlprofilcurrently illuminated lower part surface, laser beam profile
- 134134
- bereits beschichtete Teilflächealready coated part surface
- 136136
- DurchlaufrichtungThroughput direction
- 138138
- Effusionszelleeffusion cell
- 140140
- Spaltgap
- 142142
- Dampfstrahlsteam jet
- 144144
- Effusionszelleeffusion cell
- 146146
- Spaltgap
- 148148
- Dampfstrahlsteam jet
- 200200
- DurchlaufbeschichtungsanlageContinuous coating installation
- 202202
- Laserlaser
- 204204
- Laserlaser
- 206206
- Laserlaser
- 208208
- zweidimensionaler Einstufenhomogenisierertwo-dimensional Einstufenhomogenisierer
- 210210
- zweidimensionaler Einstufenhomogenisierertwo-dimensional Einstufenhomogenisierer
- 212212
- zweidimensionaler Einstufenhomogenisierertwo-dimensional Einstufenhomogenisierer
- 214214
- QuadprismaQuad prism
- 216216
- QuadprismaQuad prism
- 218218
- QuadprismaQuad prism
- 220220
- Pupillenebenepupil plane
- 222222
- Pupillenebenepupil plane
- 224224
- Pupillenebenepupil plane
- 226226
- Feldebenefield level
- 228228
- zweidimensionaler Galvoscannertwo-dimensional galvoscanners
- 230230
- GalvospiegelGalvospiegel
- 232232
- GalvospiegelGalvospiegel
- 234234
- Drehachseaxis of rotation
- 236236
- Drehachseaxis of rotation
- 238238
- Scanobjektivscanning objective
- 240240
- Laserstrahllaser beam
- 242242
- Laserstrahllaser beam
- 244244
- erste Scanrichtungfirst scanning direction
- 246246
- zweite Scanrichtungsecond scanning direction
- 248248
- Feldfield
- 250250
- Feldfield
- 252252
- Feldfield
- 254254
- Laserstrahllaser beam
- 256256
- Laserstrahllaser beam
- 258258
- Laserstrahllaser beam
- 260260
- homogenisierter Laserstrahlhomogenized laser beam
- 262262
- homogenisierter Laserstrahlhomogenized laser beam
- 262262
- homogenisierter Laserstrahlhomogenized laser beam
- 264264
- unterteilter Laserstrahldivided laser beam
- 266266
- unterteilter Laserstrahldivided laser beam
- 268268
- unterteilter Laserstrahldivided laser beam
- 270270
- unterteilter Laserstrahldivided laser beam
- 272272
- in Feldebene abgebildeter Laserstrahlin Field level imaged laser beam
- 274274
- in Feldebene abgebildeter Laserstrahlin Field level imaged laser beam
- 276276
- in Feldebene abgebildeter Laserstrahlin Field level imaged laser beam
- 278278
- in Feldebene abgebildeter Laserstrahlin Field level imaged laser beam
- 300300
- DurchlaufbeschichtungsanlageContinuous coating installation
- 302302
- Laserlaser
- 304304
- Laserlaser
- 306306
- Laserlaser
- 308308
- Laserstrahllaser beam
- 310310
- Laserstrahllaser beam
- 312312
- Laserstrahllaser beam
- 314314
- zweidimensionaler Einstufenhomogenisierertwo-dimensional Einstufenhomogenisierer
- 316316
- Dachprismaroof prism
- 318318
- Pupillenebenepupil plane
- 320320
- Feldebenefield level
- 322322
- homogenisierter Laserstrahlhomogenized laser beam
- 324324
- unterteilter und abgelenkter Laserstrahldivided and deflected laser beam
- 326326
- unterteilter und abgelenkter Laserstrahldivided and deflected laser beam
- 328328
- eindimensionaler Galvoscannerdimensional galvoscanners
- 330330
- eindimensionaler Galvoscannerdimensional galvoscanners
- 332332
- Scanobjektivscanning objective
- 334334
- Scanobjektivscanning objective
- 336336
- Scanrichtung des Galvoscannersscanning direction the Galvoscanner
- 338338
- Scanrichtung des Galvoscannersscanning direction the Galvoscanner
- 340340
- Feldfield
- 342342
- Feldfield
- 344344
- Feldfield
- 346346
- Scanrichtung des Substrathaltersscanning direction of the substrate holder
- 400400
- DurchlaufbeschichtungsanlageContinuous coating installation
- 402402
- Laserlaser
- 404404
- Laserlaser
- 406406
- Laserlaser
- 408408
- Laserstrahllaser beam
- 410410
- Laserstrahllaser beam
- 412412
- Laserstrahllaser beam
- 414414
- zweidimensionaler Zweistufenhomogenisierertwo-dimensional Zweistufenhomogenisierer
- 416416
- homogenisierter Laserstrahlhomogenized laser beam
- 418418
- Dachprismaroof prism
- 420420
- Pupillenebenepupil plane
- 422422
- Feldebenefield level
- 424424
- anamorphotisches Objektivanamorphic lens
- 426426
- anamorphotisches Objektivanamorphic lens
- 428428
- unterteilter und abgelenkter Laserstrahldivided and deflected laser beam
- 430430
- unterteilter und abgelenkter Laserstrahldivided and deflected laser beam
- 432432
- in einer Richtung aufgeweiteter und in einer Richtung fokussierter Laserstrahlin a direction widened and more focused in one direction laser beam
- 434434
- in einer Richtung aufgeweiteter und in einer Richtung fokussierter Laserstrahlin a direction widened and more focused in one direction laser beam
- 436436
- Zylinderlinsecylindrical lens
- 438438
- Zylinderlinsecylindrical lens
- 440440
- Zylinderlinsecylindrical lens
- 442442
- Zylinderlinsecylindrical lens
- 444444
- Beleuchtungslinie mit kurzer und langer Achseillumination line with short and long axis
- 446446
- Beleuchtungslinie mit kurzer und langer Achseillumination line with short and long axis
- 448448
- Scanrichtung des Substrathaltersscanning direction of the substrate holder
- 500500
- DurchlaufbeschichtungsanlageContinuous coating installation
- 502502
- Laserlaser
- 504504
- Laserlaser
- 506506
- Laserlaser
- 508508
- Laserstrahllaser beam
- 510510
- Laserstrahllaser beam
- 512512
- Laserstrahllaser beam
- 514514
- zweidimensionaler Zweistufenhomogenisierertwo-dimensional Zweistufenhomogenisierer
- 516516
- zweidimensionaler Zweistufenhomogenisierertwo-dimensional Zweistufenhomogenisierer
- 518518
- zweidimensionaler Zweistufenhomogenisierertwo-dimensional Zweistufenhomogenisierer
- 520520
- Reflektorreflector
- 522522
- Reflektorreflector
- 524524
- Reflektorreflector
- 526526
- ZylinderlinsenanordnungCylindrical lens arrangement
- 528528
- Linienfokiline foci
- 530530
- Feldebenefield level
- 532532
- Laserstrahllaser beam
- 534534
- Laserstrahllaser beam
- 536536
- Laserstrahllaser beam
- 700700
- DurchlaufbeschichtungsanlageContinuous coating installation
- 702702
- Laserlaser
- 704704
- Laserlaser
- 706706
- Laserstrahllaser beam
- 708708
- Laserstrahllaser beam
- 710710
- Homogenisiererhomogenizer
- 712712
- Homogenisiererhomogenizer
- 714714
- Scanspiegelscanning mirror
- 716716
- Scanspiegelscanning mirror
- 718718
- homogenisierter Laserstrahlhomogenized laser beam
- 720720
- homogenisierter Laserstrahlhomogenized laser beam
- 722722
- Scanrichtungscanning direction
- 724724
- Scanrichtungscanning direction
- 726726
- Laserstrahllaser beam
- 728728
- Laserstrahllaser beam
- 800800
- TandemsolarzelleTandem solar cell
- 802802
- Glassubstratglass substrate
- 804804
- transparente Elektrode (SnO2)transparent electrode (SnO 2 )
- 806806
- a-Si(p-dotiert)a-Si (P-doped)
- 808808
- a-Si(undotiert)a-Si (undoped)
- 810810
- a-Si(n-dotiert)a-Si (n-doped)
- 812812
- a-Si Solarzelle (Top Cell)a-Si Solar cell (Top Cell)
- 814814
- μc-Si(p-dotiert)c-Si (p-doped)
- 816816
- Saatschichtseed layer
- 818818
- μc-Si(undotiert)c-Si (undoped)
- 820820
- μc-Si(n-dotiert)c-Si (n-doped)
- 822822
- μc-Si Solarzelle (Bottom Cell)c-Si Solar cell (bottom cell)
- 824824
- transparente Elektrode (ZnO2:Al)transparent electrode (ZnO 2 : Al)
- 826826
- Metallrückelektrode (Ag/Al)Metal back electrode (Ag / Al)
- 828828
- nano-kristallines Siliziumnano-crystalline silicon
- 830830
- Schmelzzonefusion zone
- 832832
- a-Sia-Si
- 834834
- Laserstrahllaser beam
- 836836
- dünne amorphe Siliziumschichtenthin amorphous silicon layers
- 838838
- lineare Beleuchtungslinielinear illumination line
- 840840
- Laserpulslaser pulse
- 842842
- Linselens
- 844844
- Bewegungsrichtungmovement direction
- 846846
- Bewegungsrichtungmovement direction
- 848848
- aufeinandertreffende Kristallitemeet one another crystallites
- bb
- Substratbreitesubstrate width
- ll
- Substratlängesubstrate length
- hνhv
- Lichtenergielight energy
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