KR20190091481A - 연속 분리 설비 및 이를 위한 조립체 - Google Patents

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마르쿠스 지버
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Abstract

본 발명은 물체(1) 상의 물질의 갈바닉 증착을 위한 연속 분리 설비(10; 20; 30; 50)에 관한 것으로, 상기 연속 분리 설비(10; 20; 30; 50)는 적어도 하나의 전기 전도성 접촉 암(13; 33a, 33b, 33c, 33d, 53a, 53b, 53c)을 갖는 접촉 장치(12; 22a, 22b; 32a, 32b; 52)를 포함하고, 접촉 장치(12; 22a, 22b; 32a, 32b; 52)는 물질의 갈바닉 증착을 위해 사용되는 전해질(7)이 없는 연속 분리 설비의 영역 내에 배치된다. 본 발명은 또한 연속 분리 설비(50)를 위한 조립체(60)에 관련된다.

Description

연속 분리 설비 및 이를 위한 조립체
본 발명은 청구범위 제 1 항의 전제에 기재된 물체 상의 물질의 전해질 증착을 위한 연속 증착 설비 및 물체 상의 물질의 전해질 증착을 위한 연속 증착 설비를 위한 조립체에 관한 것이다.
물질이 다수의 물체에 전기분해로 증착되도록 의도되면, 많은 경우에 연속 증착 설비를 사용하여 비용면에서 유리하게 구현될 수 있다. 예를 들어, 금속 또는 금속 합금은 태양 전지 기판 물질 또는 완성된 태양 전지와 같은 기판 상에 다량으로, 예를 들어 산업 규모의 비용과 관련하여 유리하게 증착될 수 있다. 전해질 증착은 증착될 물질의 이온을 함유하는 전해질을 사용하는 것을 포함한다. 또한, 전하 캐리어가 상기 이온에 공급될 수 있게 하는 전류 흐름이 요구되며, 그 결과 이온은 물체의 표면 상에 증착된다. 예를 들어, 금속 증착의 경우, 전자는 코팅될 물체 표면에 공급되고, 여기서 이들은 공지된 방식으로 전해질과 접촉할 때 전해액으로부터의 금속 양이온과 반응하며, 금속은 물체 표면에 증착된다.
연속 증착 설비에서 많은 물질에 전해질 물질을 침전시키기 위해서는 연속 설비를 통과하는 물체에 전기적으로 접촉할 필요가 있다. 물체가 연속 설비와 관련하여 이동하기 때문에, 이러한 목적으로 슬라이딩 접촉부가 가치가 있음이 입증되었다. 이러한 슬라이딩 접촉부는 예를 들어 전기 전도성 브러시 또는 적어도 부분적으로 탄성적으로 구부릴 수 있는 시트 또는 필름으로 형성될 수 있다. 특히, 금속, 높은 등급의 스틸 또는 흑연으로 구성된 필름을 사용할 수 있다.
다수의 물체가 해당 유형의 연속 설비를 통과하면 슬라이딩 접촉부가 먼저 첫 번째 물체와 접촉한 다음 이후에 추가의 물체가 후속하여 설비를 통과한다. 많은 응용 분야에서 통상적으로 또는 필요한 경우, 물체가 서로간에 소정의 공간적 거리에서 연속 설비를 통과하면, 슬라이딩 접촉부는 첫 번째 물체를 지나서 이동 한 후 후속 물체를 만나기 전에 소정의 시간 동안 물체에 닿지 않는다. 슬라이딩 접촉부와 전해질 사이의 직접 접촉은 상기 소정의 시간 동안 종종 발생한다. 예시로서, 슬라이딩 접촉부가 전해질 용액 내에 담그어진다. 이것은 특히 예로서 태양 전지와 같은 기판 상에 물질을 전해질 증착시키는 경우에 그러하다. 슬라이딩 접촉부와 전해질 사이의 이러한 원하지 않는 직접 접촉의 결과로 슬라이딩 접촉부 상에 전해질로부터 물질, 예를 들어 금속의 증착을 초래한다. 이러한 효과는 접촉 브러시의 경우뿐만 아니라 금속 롤러와 같은 다른 접촉 장치의 경우에도 발생한다. 슬라이딩 접촉부 또는 다른 접촉부 상의 바람직하지 않은 증착은 이후에 접촉된 물체의 표면을 손상시킬 수 있다. 예를 들어, 태양 전지 기판 또는 태양 전지와 같은 얇은 물체의 경우, 이는 물체의 파괴까지 이어질 수 있다. 또한, 접촉부에서 부식 현상이 발생할 수 있다.
이러한 배경에 대해, 본 발명에 의해 다루어지는 문제점은 접촉 장치 상의 물질의 전해질 증착을 감소시키거나 피할 수 있게 하는 물체 상의 물질의 전해질 증착을 위한 연속 증착 설비를 제공하는 것이다.
이 문제는 청구범위 제 1 항의 특징을 갖는 연속 증착 설비에 의해 해결된다.
또한, 본 발명은 이러한 연속 증착 설비가 비용면에서 바람직하게 제조될 수 있게 하는 문제점을 해결한다.
이 문제는 청구범위 제 9 항의 특징을 갖는 조립체에 의해 해결된다.
종속 하위 청구항은 각각이 바람직한 개발과 관련된다.
물체 상의 물질의 전해질 증착을 위한 본 발명에 따른 연속 증착 설비는 적어도 하나의 전기 전도성 접촉 암을 갖는 접촉 장치를 포함한다. 또한, 접촉 장치는 물질의 전해질 증착에 사용되는 전해질이 없는 연속 증착 설비의 영역에 배치된다. 이러한 배치로 인해, 접촉 장치와 전해질 사이의 직접 접촉은 접촉 장치가 물체과 접촉할 때나 물체와 접촉하지 않을 때 모두 발생하지 않는다. 따라서 접촉 장치 상의 물질의 바람직하지 않은 전해질 증착이 방지된다. 접촉 장치의 빠른 또는 조기 부식이 방지되고 증착 공정에 대한 보다 안정적인 공정 조건이 발생한다. 또한, 공정 제어가 크게 향상될 수 있다. 또한, 접촉 장치가 바람직하지 않게 증착된 물질을 세척할 필요가 없기 때문에 연속 증착 설비에 대한 유지 비용이 감소될 수 있으며, 그렇지 않다면 소정의 시간 후에 전류 방향을 에칭 또는 역류시킴으로써 세척이 수행되어야만 할 것이다. 또한, 많은 경우에서 보다 높은 전류 밀도를 사용할 수 있는 가능성이 생긴다.
접촉 암은 바람직하게는 신축성으로 구현된다. 이러한 방식으로 물체 표면의 불균일성을 유리하게 극복할 수 있다. 바람직하게는, 불균일한 물체 표면의 경우에도 접촉 장치에 의한 신뢰성 있는 접촉이 이러한 방식으로 구현될 수 있기 때문에, 복수의 접촉 암이 제공된다.
접촉 암 또는 전체 접촉 장치는 예를 들어 그라파이트 필름 또는 고급 스틸 시트로 제조될 수 있으며, 고강도 스틸 시트의 경우 약 0.5mm의 두께가 가치가 있는 것으로 판명되었다. 예를 들어 금과 같은 귀금속을 사용하여 접촉 암을 코팅하는 것은 개별 용도에 유리할 수 있다.
바람직하게는, 적어도 물체와 접촉하는 영역에서 접촉 암이 매끄러운 에지를 갖는 접촉 장치가 사용된다. 이러한 매끄러운 에지는 예를 들어 레이저 커팅, 와이어 침식 또는 전기분해 연마에 의해 구현될 수 있다. 매끄러운 가장자리를 갖는 접촉 암의 사용으로 인해, 물체의 스크래치 또는 다른 손상의 위험은 방지되거나 적어도 감소될 수 있다.
바람직하게는, 모든 접촉 장치는 전해질이 없는 영역에 배치된다. 본 발명의 이점은 이러한 방식으로 가능한 한 많이 이용될 수 있다.
그러나 원칙적으로 하나 이상의 접촉 장치를 다른 방식으로 배열하는 가능성 또한 존재한다.
하나의 유리한 구성 변형예에서, 전해질은 탱크 내에 배치된다. 적어도 하나의 유출 장치가 탱크에 제공되어, 적어도 하나의 유출 장치에 의해 전해질의 레벨이 유출 영역에서 국부적으로 감소될 수 있다. 접촉 장치는 접촉 표면을 가지며, 이 접촉 표면에 의해 물체가 접촉 가능하다. 이들은 예를 들어 연속 증착 설비의 작동 중에 물체와 접촉하는 적어도 하나의 전기 전도성 접촉 암의 표면일 수 있다. 접촉 장치의 상기 접촉 표면은 상기 유출 영역에 배치된다. 이러한 방식으로, 접촉 장치가 연속 증착 설비의 전해질이 없는 영역에 배치되는 것에 따른 특징은 비용면에서 유리하게 구현될 수 있다.
바람직하게는, 적어도 하나의 유출 장치는 적어도 하나의 접촉 장치의 접촉 표면 아래에 적어도 부분적으로 배치되고 적어도 부분적으로 전해액이 흐를 수 있는 중공체를 포함한다. 중공체는 단일 접촉 장치의 접촉 표면 아래에만 위치하도록 성형 및 배치될 수 있다. 대안적으로, 중공체가 복수의 접촉 장치의 접촉 표면 아래에 적어도 부분적으로 위치하도록 치수가 정해질 수 있다. 이러한 방식으로, 유출 영역은 특히 비용면에서 유리하게 접촉 표면의 위치에 적응될 수 있거나 그 반대일 수 있다.
특히 바람직하게는, 적어도 하나의 유출 장치는 그 상단면에 적어도 부분적으로 전해질의 레벨 아래에 배치된 개구를 갖는다. 이는 국부적인 방식으로 전해질의 레벨을 낮추는 것을 가능하게 한다.
실제로, 중공체로서 파이프를 제공하는 것이 중요하며, 이 파이프의 상부 개구는 적어도 하나의 접촉 장치의 접촉 표면 아래에 배치된다.
일 변형예에서, 복수의 접촉 장치, 바람직하게는 모든 접촉 장치는 동일한 전압원에 전기 도전성으로 연결된다. 따라서 이 전압원을 통해 전원이 공급된다. 이는 비용면에서 바람직한 접촉 장치의 케이블 연결을 가능하게 한다. 그러나 접촉 장치에서 상이한 증착 속도가 확립될 수 있다. 이것은 전압원에서 각각의 접촉 장치까지의 경로 상에 크게 다른 전기 저항이 존재한다는 사실에 기인한다. 이를 보상하기 위해, 복수의 접촉 장치의 적어도 일부의 상류에 부하 저항이 연결되도록 한다. 이 경우, 각각의 부하 저항은 접촉이 이루어질 때 실질적으로 동일한 크기의 전류가 상기 복수의 접촉 장치 각각에 인가되도록 치수가 정해진다. 다시 말하면, 부하 저항은 전압원으로부터 각각의 접촉 장치까지의 경로상의 전기 저항의 전술 한 차이가 보상되고 동일한 전류가 각각의 접촉 장치를 통해 흐르도록 선택된다. 현재의 의미에서 이루어지는 접촉은 접촉 표면이 전류가 흐를 수 있는 방식으로 물체을 지탱함을 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 모든 접촉 장치가 전압원에 연결되면 중앙 전압 공급이 가능하며, 모든 접촉 장치는 병렬로 접속된다. 설명된 장점과 상충되는 점은 개별 접촉 장치에 대한 저항의 차이를 결정하고 보상해야 하기 때문에 설치 비용이 증가된다는 것이다. 또한, 보다 높은 전력 손실이 확립되어 전압원이 상당히 높은 전압을 제공해야 하며, 이는 연속 증착 설비의 생산을 위한 장치 지출을 증가시킬 수 있다.
대안적으로, 각각의 접촉 장치에 대해 전용 정류기가 제공될 수 있다. 상기 정류기는 바람직하게는 정전류원으로 구현된다. 저항의 차이를 보상하는 부하 저항의 결정 및 설비는 이러한 방식으로 방지하거나 적어도 감소될 수 있다. 그러나 이러한 절차로, 현재 태양 전지 제조를 위한 통상적인 산업용 연속 증착 설비의 경우, 대략 250개의 정류기 또는 정전류원이 필요할 것이다. 이것은 설치를 위한 상당한 공간을 필요로 하는데, 이는 일반적으로 실제 연속 설비의 외부에 제공되어야한다. 또한 이러한 방식으로 치수가 지정된 설비의 경우 높은 케이블 연결 비용이 발생한다.
물체 상의 물질의 전해질 증착을 위한 연속 증착 설치를 위한 본 발명에 따른 조립체는 적어도 하나의 접촉 장치 및 전압 공급원에 연결 가능한 제어 장치를 포함한다. 적어도 하나의 접촉 장치 각각은 전류가 적어도 하나의 접촉 장치 각각에 개별적으로 인가될 수 있도록 별도의 전기선을 통해 제어 장치에 연결된다. 이러한 조립체에 의해, 전술된 연속 증착 설비는 모듈식으로 구성될 수 있다.
바람직하게는, 적어도 하나의 접촉 장치는 복수의 접촉 장치, 바람직하게는 적어도 4개의 접촉 장치를 포함한다. 이는 각각의 접촉 장치에 대해 전술된 정전류 원의 장점을 비용면에서 유리하게 구현할 수 있게 한다.
따라서, 제어 장치는 적어도 하나의 접촉 장치의 개별 접촉 장치에 인가된 전류가 개별 접촉 장치 각각에 대해 개방-루프 제어 및/또는 폐쇄-루프 제어에 의해 제어되는 효과가 있도록 구성되는 것이 유리하다. 예를 들어, 각각의 접촉 장치를 통한 전류 흐름 또는 각각의 접촉 장치에서의 접촉 저항과 같은 폐쇄-루프 제어 공정에 사용되는 측정 변수는 공정 이력에 기록될 수 있으며 각 물체에 대한 추가 공정은 각각의 접촉 장치 또는 다른 공정 위치에 최적으로 적응될 수 있다.
바람직하게는, 제어 장치는 적어도 하나의 접촉 장치의 각각의 개별 접촉 장치에 대해 정전류 폐쇄-루프 제어로서 구성되어, 일정 크기의 전류가 적어도 하나의 접촉 장치의 각각의 개별 접촉 장치에 개별적으로 인가될 수 있다. 이러한 방식으로, 전해질 연속 증착 설비에서 물질의 균일한 전해질 증착은 비용면에서 비교적 유리하게 구현될 수 있다.
바람직하게는, 제어 장치는 적어도 하나의 접촉 장치의 각각의 개별 접촉 장치에 대해 별개의 사전 정의된 전류 프로파일을 런스루하도록 구성된다. 이 경우, 전류 프로파일은 전류 값의 시간에 따라 임시로 가변적인 시퀀스를 의미하는 것으로 이해되어야 한다. '런스루(run through)'라는 용어는 전류 프로파일에 해당하는 전류 값이 시간상 계속해서 영향을 받는 접촉 장치에 인가됨을 의미한다. 이 경우, 상기 전류 값은 개방-루프 제어 또는 폐쇄-루프 제어에 의해 제어될 수 있다. 이러한 조립체 구성은 향상된 공정 엔지니어 가능성을 제공한다. 예를 들어, 전류 펄스가 접촉 장치에 인가될 수 있고, 따라서 연속 증착 설비에서 접촉 장치에 접촉되는 물체에 전류 펄스가 인가될 수 있다. 영어권 영역에서, 이 절차는 경우에 따라 펄스 도금이라고도 한다. 또한, 반전 또는 교번 극성의 전류를 인가하는 것이 가능하며, 영어를 사용하는 일부 경우에는 역도금(reverse plating)으로 지칭된다. 증착 공정에서의 지연 또는 일시정지 또한 구현될 수 있다.
하나의 바람직한 구성 변형예에서, 제어 장치는 데이터 처리 장치와 양방향으로 데이터를 교환할 수 있는 통신 인터페이스를 갖는다. 이 경우에, 상기 통신 인터페이스는 바람직하게는 버스 인터페이스, 예를 들어 CAN 버스의 인터페이스로서 구현된다. 기술된 통신 인터페이스에 의해, 현재 제어 장치는 데이터 처리 장치로부터 현재 제어에 대한 규정을 얻을 수 있다. 또한, 처리 데이터의 프로세스 모니터링 및 파일보관을 위해 제어 장치에 의해 결정된 측정 데이터, 예를 들어 개별 접촉 장치에의 전류 흐름이 데이터 처리 장치로 전달될 수 있으며, 이들은 예를 들어 상기 데이터 처리 장치에 저장될 수 있다. 이는 특히 적응된 공정 파라미터를 통해 후속 설치 영역에서 공정 과정에서 확립된 결함을 보완하는 것을 가능하게 한다. 통신 인터페이스를 통한 데이터 교환은 바람직하게는 보호된 프로토콜에 의해 수행된다.
본 발명에 따른 연속 증착 설비는 바람직하게는 전술된 조립체 중 적어도 하나를 포함한다. 이러한 방식으로, 그의 장점이 연속 증착 설비에서 사용 가능하게 될 수 있다.
본 경우에 기술된 연속 증착 설비는 금속 또는 금속 합금의 전해질 증착에 유리하게 사용될 수 있다. 특히 바람직하게는, 기판, 특히 태양 전지 상에 금속 또는 금속 합금을 전해질 증착하는 동안 사용될 수 있다.
실제로, 본 발명에 따른 연속 증착 설비는 영어 사용권에서 알루미늄 후방 표면 필드로서 종종 지칭되는 태양 전지의 금속화, 패시베이션된 이미터 및 후면 태양 전지, 소위 PERC의 금속화, 패시베이션된 이미터 후방의 완전히 확산된 태양 전지, 소위 PERT의 금속화 및 양 측면 광민감성 태양 전지, 소위 양면 태양 전지의 금속화에서 가치가 있음이 입증되었다.
본 발명은 이하의 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명된다. 편의상, 동일하게 작용하는 요소에는 본 명세서에서 동일한 참조부호가 제공된다. 본 발명은 도면에 도시된 예시적인 실시예에 제한되지 않으며 기능적 특징과 관련이 없다. 위의 설명 및 아래의 도면의 설명은 종속 하위 청구항의 조합에서 복수로 부분적으로 표현되는 수많은 특징을 포함한다. 그러나 상기 특징 및 이하에 도시된 도면의 설명에서 개시된 모든 다른 특징은 또한 개별적으로 고려되어 당업자에 의해 적절한 조합을 형성하도록 결합될 것이다. 특히, 언급된 모든 특징들은 각각의 경우 개별적으로, 그리고 독립항에 청구된 바와 같은 연속 증착 설비 및 조립체와 임의의 적절한 조합으로 결합될 수 있다.
도면에서:
도 1은 본 발명에 따른 연속 증착 설비의 제 1 예시적인 실시예를 개략적 단면도로 도시하고,
도 2는 본 발명에 따른 연속 증착 설비의 제 2 예시적인 실시예를 개략적 단면도로 도시하고,
도 3은 본 발명에 따른 연속 증착 설비의 제 3 예시적인 실시예를 부분도로 도시하며,
도 4는 본 발명에 따른 조립체를 포함하는 본 발명에 따른 연속 증착 설비의 제 4 예시적인 실시예의 개략적인 부분도를 도시한다.
도 1은 본 발명에 따른 연속 증착 설비의 제 1 실시예를 개략적인 단면도로 도시한다. 도시된 연속 증착 설비(10)는 액체 전해질(7)이 배치된 탱크(5)를 포함한다. 연속 증착 설비(10)에서, 태양 전지(1)는 운송 롤러(4)에 의해 운송 방향(3)으로 운송된다. 이 경우, 태양 전지(1)의 하부면은 전해질(7)과 접촉한다. 탱크(5)는 전해질(7)의 레벨(8)이 탱크(5)의 상부 에지보다 높아 전해질이 주변 탱크(도시되지 않음) 내로 넘치도록 그 자체로서 알려진 방식으로 유출 탱크로 구현될 수 있다.
연속 증착 설비(10)는 접촉 장치(12)를 포함한다. 설명의 편의상, 후자는 도 1에서 단지 하나의 전기 전도성 접촉 암(13)으로 도시되어 있지만, 복수의 접촉 암이 용이하게 제공될 수 있다. 유출 장치로서의 파이프(16)는 탱크(5) 내에 제공된다. 상기 파이프(16)의 상부 개구(17)는 전해질(7)의 레벨(8) 아래에 배치된다. 결과적으로, 전해질(15)은 파이프(16)의 주위로부터 파이프의 개구(17) 내로 그리고 파이프(16)를 통해 아래로 전해질(15)이 흐른다. 결과적으로, 전해질의 레벨(8)은 유출 영역(18)에서 국부적으로 낮아진다.
접촉 장치(12)는 그 하단부에 접촉 표면(14)을 갖는다. 이들은 태양 전지(1)가 연속 증착 설비(10)를 통과할 때 태양 전지(1)의 표면과 접촉하는 접촉 장치(12)의 표면이다. 상기 접촉 장치(12)의 접촉 표면(14)은 유출 영역(18) 내에 배치된다. 결과적으로, 접촉 표면(14), 즉 접촉 장치(12)는 그 전체가 이들이 태양 전지(1) 중 하나에 현재 지지하고 있지 않더라도 전해질(7)과 접촉하지 않는다. 결과적으로, 접촉 표면(14) 및 유사하게 접촉 장치(12)는 전체적으로 전해질(7)과 접촉하지 않으며, 전술된 바와 같이 접촉 장치(12) 상에 금속의 바람직하지 않은 증착이 방지된다. 태양 전지(1)가 접촉 장치(12) 아래를 통해 운송되고 접촉 표면(14)에 의해 접촉되는 순간에, 파이프(16)의 치수결정에 따라서 실제로 태양 전지(1)의 표면 상에 지지하는 접촉 표면(14)이 유출 영역(18)의 외측에 위치된다. 그럼에도 불구하고, 접촉 표면(14)이 이러한 순간에 전해질(7)의 레벨(8) 위에 있기 때문에, 한 쪽으로는 접촉 표면(14) 또는 접촉 장치(12)의 다른 부분과 다른 한 쪽으로는 전해질(7) 사이에 접촉이 발생하지 않는다.
도 1의 예시적인 실시예에서, 현재 적용상의 의미 내에서 접촉 장치(12)의 접촉 표면(14)은 유출 영역(18) 내에 배치된다. 또한, 파이프(16)는 접촉 장치(12)의 접촉 표면(14) 아래에 배치된다. 상응하게, 도 2에 도시된 예시적인 실시예에서, 접촉 장치(22a, 22b)의 접촉 표면(14)은 유출 장치(28) 내에 배치되고 파이프(26)는 접촉 장치(22a, 22b)의 접촉 표면(14) 아래에 배치된다.
도 2의 개략적인 단면도에 도시된 제 2 예시적인 실시예는 두 개의 접촉 장치(22a, 22b)가 유출 영역(28)에 제공된다는 점에서 도 1의 연속 증착 설비(10)와 본질적으로 상이한 연속 증착 설비(20)를 도시하며, 상기 접촉 장치는 태양 전지(1)의 운송 방향(3)으로 서로에 대해 오프셋된 방식으로 배치된다. 이러한 구성 변형은 개별 응용에서 바람직한 것으로 판명되었다. 나머지의 경우, 도 1의 예시적인 실시예와 동일한 조건이 존재한다. 접촉 장치(22a, 22b)의 접촉 표면(14)은 유출 영역(28)에 배치되고 결코 전해질(7)과 접촉하지 않는다. 파이프(26)의 개구(27)는 다시 전해질(7)의 레벨(8) 아래에 배치된다.
도 3은 다른 예시적인 실시예의 부분적인 사시도를 도시한다. 도시된 연속 증착 설비(30)의 경우, 각각 4개의 접촉 암(33a, 33b, 33c, 33d)을 포함하는 접촉 장치(32a, 32b)가 제공된다. 도 2의 예시적인 실시예의 접촉 장치(22a, 22b)와 유사한 방식으로, 태양 전지(1)의 운송 방향(3)에 인접하여 배치된 2개의 접촉 장치(32a, 32b)가 연속 증착 설비(20)의 경우에서와 같이 파이프에 의해 형성되는 동일한 유출 장치 위에 배치된다. 대신에 다른 유출 장치가 제공될 수 있다. 유출 장치로서 작용하는 파이프는 도 3에 보이지 않는다. 접촉 장치(32b) 역시 장소 및 작은 부분에서만 식별 가능하다. 대부분의 경우, 접촉 장치(32b)는 접촉 장치 캐리어(34)에 의해 은폐된다. 이들 접촉 장치 캐리어(34)는 접촉 장치(32a, 32b)를 수용하는 접촉 장치 모듈(36)을 지지하는 역할을 한다.
연속 증착 설비(30)의 경우에, 모든 접촉 장치(32a, 32b)는 전압원(40)에 전기 전도성으로 접속된다. 위에 상세히 기술된 바와 같은 전기 저항의 차이를 보상하기 위해, 모든 접촉 장치(32a, 32b)의 상류에 부하 저항(38)이 접속된다. 도 3의 예시적인 실시예에서, 상기 부하 저항은 접촉 장치 모듈(36) 내에 배치된다. 원칙적으로, 이들은 또한 다른 위치에 배치될 수 있다. 보다 명확하게 하기 위해, 전압원(40)에 대한 전기 리드는 도 3의 도시되지 않았다.
도면에 도시된 다른 예시적인 실시예에서와 같이, 태양 전지(1)는 운송 롤러(4)에 의해 운송 방향(3)에서 운송되고 공정에서 접촉 장치(32a, 32b)를 지나 안내된다. 이 경우, 도 3의 예시적인 실시예에서 고급 스틸 시트로 형성된 접촉 장치(32a, 32b)는 약간 구부러지고 태양 전지(1)의 상단면 상에서 이와 접촉한다. 태양 전지(1)의 이동은 접촉 장치(32a, 32b)와의 접촉에 의해 감속되거나 멈추지 않는다. 도 1 내지 4에 도시된 모든 예시적인 실시예에서, 접촉 장치는 이들이 태양 전지에 접촉하는 동안 시간의 일부 동안 전류 또는 전하 캐리어를 태양 전지로 운송한다. 이 전기 회로는 공지된 방식으로 전해질(7) 및 어노드(도면에 도시되지 않음)를 통해 폐쇄된다.
도 4는 본 발명에 따른 조립체의 하나의 예시적인 실시예를 개략적으로 도시한다. 이 조립체(60)는 파선으로 식별된다. 동시에, 도 4는 개략적인 부분적인 도면에 기초한 연속 증착 설비의 다른 예시적인 실시예를 도시한다. 이러한 연속 증착 설비(50)는 탱크, 전해질, 유출 장치 및 운송 롤러를 포함한다. 그러나 보다 명확하게 하기 위해, 이들 구성 부품은 도 4에 도시되지 않았다. 대조적으로, (도시되지 않은) 운송 롤러에 의해 운송 방향(3)으로 운송되는 태양 전지(1)가 도시되었다. 도 1 및 2의 예시적인 실시예의 경우와 유사하게, 유출 영역을 형성하는 유출 장치, 특히 파이프가 제공되며, 이 유출 장치에 접촉 장치(52)의 접촉 표면이 배치된다.
연속 증착 설비(50)는 4개의 조립체(60)를 포함한다. 조립체의 수는 필요에 따라 증가되거나 감소될 수 있다. 상기 조립체들 각각은 도 4의 예시적인 실시예에서 3개의 접촉 장치(52)을 포함한다. 따라서 조립체는 3-트랙 설비를 위해 설계된다. 예를 들어, 도 3의 예시적인 실시예에서와 같이 조립체(60) 내의 트랙당 2개의 접촉 장치를 제공하거나 또는 추가 트랙에 의해 연속 증착 설비(50)를 확장하기 위해 접촉 장치의 수가 증가될 수 있다. 각각의 접촉 장치(52)는 3개의 접촉 암(53a, 53b, 53c)을 포함한다. 접촉 암의 수는 각각의 용도에 적응될 수 있다. 접촉 장치(52)는 접촉 장치 캐리어(54) 상에 지지된다.
접촉 장치(52) 외에, 조립체(60)는 전압 공급 장치에 접속 가능한 제어 장치(64)를 포함한다. 상기 제어 장치는 도 4의 예시에서 연속 증착 설비(50) 내의 조립체(60)의 사용으로 인해 전압 공급 장치(70)에 이미 접속되었다. 또한, 각각의 접촉 장치(52)는 개별 전기선(62)을 통해 제어 장치(64)에 접속된다. 이것은 전류가 각각의 접촉 장치(52)에 개별적으로 인가될 수 있는 방식으로 수행된다.
또한, 조립체(60)는 조립체 내의 측정 프로세스, 예를 들어 개별 접촉 장치(52) 또는 접촉 암(53a, 53b, 53c)에서의 전류 또는 저항 측정을 수행하고 측정 값을 검출하여 필요에 따라 이들을 추가로 처리하도록 구성된 데이터 처리 유닛(68)을 포함한다. 제어 장치는 각 접촉 장치에 대해 정전류 폐쇄-루프 제어로 구성된다. 또한, 제어 장치는 각각의 접촉 장치(52)에 대해 별개의 사전 정의된 전류 프로파일을 런스루하도록 구성된다. 제어 장치의 언급된 기능은 개별 전기 또는 전자 회로 또는 부품에 의해 구현될 수 있다. 바람직하게는, 데이터 처리 유닛(68)은 적절하다면 제어 장치(64)의 다른 구성 요소에 의존하여 이들 기능을 제공하도록 구성된다. 이는 프로세스 관리에서 높은 유연성을 가능하게 한다. 이러한 유연성은 부가적으로 조립체(60) 내에 제공된 버스 인터페이스(66)에 의해 추가로 강화되며, 상기 버스 인터페이스는 데이터 처리 장치(72)와의 양방향 데이터 교환을 가능하게 한다. 상기 버스 인터페이스를 사용하여, 제어 장치(66)에 의해 결정된 측정 데이터는 데이터 처리 장치 및 운송 방향(3)의 하류에 배치된 조립체(60) 내에서 평가될 수 있거나, 또는 상기 조립체의 접촉 장치가 각각의 개별 태양 전지에 대해 타깃화된 방식으로 구동될 수 있다. 이는 연속 증착 설비(50)의 순차적으로 횡단된 부분들에서 프로세스 파라미터들을 적응시키거나 프로세스 파라미터들을 각각의 태양 전지(1)의 개별 특성에 적응시킴으로써 확인된 단점을 보완하거나 적어도 감소시키는 것을 가능하게 한다. 또한, 프로세스 보관을 위해 각각의 처리된 태양 전지에 대한 측정 및 처리 데이터는 데이터 처리 장치(72)에 통신되어 보관될 수 있다.
복잡한 전류 프로파일은 데이터 처리 유닛(68)에 의해 구현될 수 있다. 예로서, 먼저 태양 전지에 존재할 수 있는 전해질 스플래시가 건조되고 스파크가 회피될 수 있게 하기 위해 낮은 전류 값을 사용할 수 있다. 공정 과정의 추후 시점에서, 필요한 증착 속도를 구현하기 위해 더 높은 전류가 제공될 수 있다.
도면에 도시된 모든 예시적인 실시예에서, 보호의 가치가 있는 구성요소는 필요하다면 에폭시 수지 내의 보호 래커 또는 포팅(potting)에 의해 부식으로부터 보호될 수 있다.
본 발명은 바람직한 예시적인 실시예에 의해 보다 구체적으로 설명되고 기술되었지만, 본 발명은 본 발명의 개시된 예시적인 실시예에 의해 제한되지 않으며, 본 발명의 다른 변형예는 본 발명의 기본 개념을 벗어나지 않고 당업자에 의해 도출될 수 있다.
1 태양 전지
3 운송 방향
4 운송 롤러
5 탱크
7 전해질
8 레벨
10 연속 증착 설비
12 접촉 장치
13 접촉 암
14 접촉 표면
15 전해질
16 파이프
17 개구
18 유출 영역
20 연속 증착 설비
22a 접촉 장치
22b 접촉 장치
26 파이프
27 개구
28 유출 영역
30 연속 증착 설비
32a 접촉 장치
32b 접촉 장치
33a 접촉 암
33b 접촉 암
33c 접촉 암
33d 접촉 암
34 접촉 장치 캐리어
36 접촉 장치 모듈
38 부하 저항
40 전압원
50 연속 증착 설비
52 접촉 장치
53a 접촉 암
53b 접촉 암
53c 접촉 암
54 접촉 장치 캐리어
60 조립체
62 전기선
64 제어 장치
66 버스 인터페이스
68 데이터 처리 유닛
70 전압 공급 장치
72 데이터 처리 장치

Claims (15)

  1. 물체(1) 상의 물질의 전해질 증착을 위한 연속 증착 설비(10; 20; 30; 50)로서,
    상기 연속 증착 설비(10; 20; 30; 50)는 적어도 하나의 전기 전도성 접촉 암(13; 33a, 33b, 33c, 33d, 53a, 53b, 53c)을 갖는 접촉 장치(12; 22a, 22b; 32a, 32b; 52)를 포함하고,
    상기 접촉 장치(12; 22a, 22b; 32a, 32b; 52)는 물질의 전해질 증착을 위해 사용되는 전해질(7)이 없는 연속 증착 설비의 영역 내에 배치되는 것으로 특징지어지는, 연속 증착 설비.
  2. 제 1 항에 있어서,
    - 상기 전해질(7)이 탱크(5) 내에 배치되고;
    - 적어도 하나의 유출 장치(16)가 상기 탱크(5) 내에 제공되어 상기 적어도 하나의 유출 장치에 의해서 전해질(7)의 레벨(8)이 유출 영역(18; 28)에서 국부적으로 하강될 수 있고;
    - 상기 접촉 장치(12; 22a, 22b; 32a, 32b; 52)는 상기 물체(1)가 접촉할 수 있는 접촉 표면(14)을 가지며;
    - 상기 접촉 장치(12; 22a, 22b; 32a, 32b; 52)의 접촉 표면(14)은 유출 영역(18; 28) 내에 배치되는 것으로 특징지어지는, 연속 증착 설비.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 유출 장치(16;26)는 상기 적어도 하나의 접촉 장치(12; 22a, 22b; 32a; 32b; 52)의 접촉 표면(14; 24) 아래에 적어도 부분적으로 배치된 중공체(16)를 포함하고 상기 중공체(16)를 통해서 전해질(7)이 적어도 부분적으로 흐를 수 있는 것으로 특징지어지는, 연속 증착 설비.
  4. 제 3 항에 있어서,
    파이프(16)가 중공체(16)로서 제공되고, 상기 파이프의 상부 개구(17; 27)가 상기 적어도 하나의 접촉 장치(12; 22a, 22b; 32a; 32b; 52)의 접촉 표면(14; 24) 아래에 배치되는 것으로 특징지어지는, 연속 증착 설비.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    복수의 접촉 장치(32a, 32b), 바람직하게는 모든 접촉 장치(32a, 32b)가 전압원(40)에 전기 전도성으로 접속되고, 부하 저항(38)이 상기 복수의 접촉 장치(32a, 32b)의 적어도 일부의 상류에 접속되며, 각각의 부하 저항(38)은 접촉이 이루어지면 실질적으로 동일한 크기의 전류가 상기 복수의 접촉 장치(32a, 32b)의 각각에 인가되도록 치수가 정해지는 것으로 특징지어지는, 연속 증착 설비.
  6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    각각의 접촉 장치에 대해 전용 정류기가 제공되는 것으로 특징지어지는, 연속 증착 설비.
  7. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 하나의 조립체(60)를 포함하고, 이것은:
    - 복수의 접촉 장치(52);
    - 전압 공급 장치(70)에 접속 가능한 제어 장치(64)를 포함하고;
    - 상기 복수의 접촉 장치(52)의 각각의 접촉 장치(52)에 전류가 개별적으로 인가될 수 있도록 상기 복수의 접촉 장치(52)의 각각의 접촉 장치(52)가 별도의 전기선(62)을 통해 제어 장치(64)에 접속되고;
    - 상기 제어 장치(64)는 상기 복수의 접촉 장치(52)의 개별 접촉 장치(52)에 인가된 전류가 상기 개별 접촉 장치(52) 각각에 대해 개별적으로 개방-루프 제어 또는 폐쇄-루프 제어, 바람직하게는 폐쇄-루프 제어에 의해 제어되는 효과를 위해 구성되고;
    - 상기 제어 장치(64)는 일정한 크기의 전류가 상기 개별 접촉 장치(52) 각각에 개별적으로 인가될 수 있도록 상기 개별 접촉 장치(52) 각각에 대한 정전류 폐쇄-루프 제어로서 구성되고;
    - 상기 제어 장치(64)는 상기 개별 접촉 장치(52) 각각에 대해 별개의 사전 정의 가능한 전류 프로파일을 런스루(run through)하도록 구성되고;
    - 상기 제어 장치(64)는 데이터를 양방향으로 상호 교환할 수 있게 하는 통신 인터페이스(66)를 가지며, 상기 통신 인터페이스(64)는 버스 인터페이스(64)로서 구현되는 것이 바람직한, 연속 증착 설비.
  8. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 따른 연속 증착 설비(50)로서, 제 9 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 조립체(60)를 포함하는, 연속 증착 설비.
  9. 물체 상의 물질을 증착시키기 위한 연속 증착 설비(50)를 위한 조립체(60)로서,
    - 적어도 하나의 접촉 장치(52);
    - 전압 공급 장치(70)에 접속 가능한 제어 장치(64)를 포함하고;
    - 상기 적어도 하나의 접촉 장치(52) 각각에 전류가 개별적으로 인가될 수 있도록 상기 적어도 하나의 접촉 장치(52) 각각이 별개의 전기선(62)을 통해 상기 제어 장치(64)에 접속되는, 조립체.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 접촉 장치(52)는 복수의 접촉 장치(52), 바람직하게는 적어도 4개의 접촉 장치를 포함하는 것으로 특징지어지는, 조립체.
  11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
    상기 제어 장치(64)는 상기 적어도 하나의 접촉 장치(52)의 개별 접촉 장치(52)에 인가된 전류가 상기 개별 접촉 장치(52)의 각각에 대해 개별적으로 개방-루프 제어 및/또는 폐쇄-루프 제어에 의해서 제어되는 효과를 위해 구성되는 것으로 특징지어지는, 조립체.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제어 장치(64)는 일정한 크기의 전류가 적어도 하나의 접촉 장치(52)의 각각의 개별 접촉 장치(52)에 개별적으로 인가될 수 있도록 상기 적어도 하나의 접촉 장치(52)의 각각의 개별 접촉 장치(52)에 대해 정전류 폐쇄-루프 제어로서 구성되는 것으로 특징지어지는, 조립체.
  13. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 제어 장치(64)는 상기 적어도 하나의 접촉 장치(52)의 각각의 개별 접촉 장치(52)에 대해 별개의 사전 정의 가능한 전류 프로파일을 런스루하도록 구성되는 것으로 특징지어지는, 조립체.
  14. 제 9 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어 장치(64)는 데이터를 양방향으로 상호 교환할 수 있게 하는 통신 인터페이스(66)를 가지며, 상기 통신 인터페이스(64)는 버스 인터페이스(64)로서 구현되는 것이 바람직한 것으로 특징지어지는, 조립체.
  15. 금속 또는 금속 합금의 전해질 증착을 위한 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 연속 증착 설비(10; 20; 30; 50)의 용도로서, 상기 금속 또는 금속 합금은 기판(1), 바람직하게는 태양 전지(1) 상에 증착되는, 용도.
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