TWI599067B - Monolithic glass substrate selenium sulfide process equipment - Google Patents

Monolithic glass substrate selenium sulfide process equipment Download PDF

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Wen Chueh Pan
Yih Hsing Wang
Ming June Lin
Jen Chieh Li
Shih Shan Wei
Tien Fu Wu
Tsan Tung Chen
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National Chung-Shan Institute Of Science And Tech
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Description

單片式玻璃基板之硒硫化製程設備
本發明係關於一種硒硫化製程設備,更特別的是關於一種單片式玻璃基板之硒硫化製程設備。
具有銅銦鎵硒(Cu/In/Ga/Se,CIGS)薄膜之太陽能電池,其使用直接能隙半導體材料,能隙值介於1.04eV到1.68eV之間,具有很高的光吸收係數,吸光範圍廣泛,長期照光穩定性佳,材料製造成本低且轉換效率佳,因此CIGS太陽能電池為目前最具發展潛力的太陽能電池。
對於CIGS太陽能電池產業而言,目前主流的技術幾乎為真空製程,包含濺鍍硒化及多源共蒸鍍法等,其中又以採用濺鍍硒化法為主,而濺鍍硒化法又可區分為兩種類型,其中一種方式為採用高溫爐的技術方案,在密閉真空中通入H2Se進行高溫硒化,此種方式係在基板表面已有前驅層的狀態下,一次可以置入多片基板於高溫爐中,經過抽真空、通氣、加溫、持溫、降溫、排氣等循環過程,其製程過程時間長(可能長達10小時),然而,多片製程很難達到一致的均勻性,耗能大且昂貴材料耗損大而使得生產成本不易降低;另一種方式係採用快速熱處理(rapid thermal processing, RTP)的技術方案,這種方案基本上又可區分為兩種技術類型,一種是將硒薄膜沉積於基板上,作為前驅層的一部份,之後採用連續式加溫/持溫/降溫及內運送的方式進行快速硒化,或者在可開啟/隔絕之連續腔體內進行加溫/持溫/降溫之快速硒化法。另外一類則為可合併硒薄膜前驅層或不含硒薄膜前驅層之硒氣氛(裂解硒)下之快速硒化技術。
在鈉玻璃基板上製作銅銦鎵硒硫(CIGSS)薄膜太陽能電池,使用真空濺鍍技術製作CIG(銅銦鎵)前驅物,結合快速熱處理(Rapid Thermal Processing,RTP)製程-硒/硫化法(Selenization/Sulfurization)製備CIGSS吸收層,具有高品質、速度快且適合大面積生產的優點。在RTP硒化製程設計上,會因為Cu-In-Ga前驅膜的晶體取向(Amorphous or polycrystalline)、各層間的應力(tensile or compressive stress)與設計結構(single layer or multi-layer)而有所不同,在全系統之設計上需要考量:(1)硒/硫化溫度(2)升溫與降溫的速率(3)硒/硫化時間與各階段溫度分佈(4)硒/硫裂解模組設計(5)高溫均勻性設計(6)腔體密閉與轉站設計(7)硒/硫氣氛均佈方式(8)硒/硫汙染防治及回收機制等,皆是關鍵因素,在硒氣氛中進行快速硒化或整合硒蒸鍍前驅物進行硒氣氛中快速硒化。
製造CIGS太陽電池的技術與方法眾多,但是習知技術上仍然沒有任何製程能同時滿足成本效益以及高效率的要求,主要的瓶頸在於穩定的大面積之CIGS太陽能電池製 程技術仍未成熟,且製程設備主要的議題包含:使用大面積玻璃基板進行製程時的輻射熱不均勻問題、硒蒸氣均勻散佈問題、硒蒸氣回收問題、高溫製程下產生玻璃基板變形問題等。於美國第5578503號專利中,描述了以每秒超過10℃之溫度變化的加熱速率進行製程,避免硒化過程中液化硒元素所導致之薄膜表面張力不均勻,而使得所形成之結晶不良導致太陽能電池轉換效率下降之情事,然而,對於大面積之玻璃基板使用每秒超過10℃之溫度變化的加熱速率進行製程,往往造成該玻璃基板碎裂;於美國第2010/0226629A1號專利中描述了一種連續式之量產硒化製程中避免硒汙染的方法,但在硒的回收以及熱均勻化之技術上並沒有有效的解決方法。
故有必要提供一種用於玻璃基板之硒硫化製程設備,用以解決習知技術的缺失。
本發明之一目的在於提供一種單片式玻璃基板之硒硫化製程設備,以對單片玻璃基板進行均勻加熱以及均勻硒硫化。
本發明之另一目的在於提供一種單片式玻璃基板之硒硫化製程設備,以裂解硒或硫混合惰性氣體於接近大氣壓力之環境下取代真空環境下具毒性之H2Se或H2S之硒化或硫化。
本發明之再一目的在於提供一種單片式玻璃基 板之硒硫化製程設備,以回收製程中多餘之硒蒸氣或硫蒸氣來再次利用,進而降低材料成本。
為達上述目的及其他目的,本發明提出一種用於單片式玻璃基板之硒硫化製程設備,係包括一第一腔體、一第一運載加熱模組、一第一加熱組、一第二腔體、一第二運載加熱模組、一第二加熱組、一氣體均佈模組、一氣體回收模組、一腔體連通道及一溫度量測裝置。該第一腔體係具有一第一閘門及一第二閘門,且分別設置於該第一腔體不相鄰的二側;該第一運載加熱模組係設置於該第一腔體中並介於該第一閘門及該第二閘門之間;該第一加熱組係設置於該第一腔體中並位於第一運載模組之頂側及底側;該第二腔體係具有一第三閘門,且設置於該第二腔體的一側;該第二運載加熱模組係設置於該第二腔體中並鄰設於該第三閘門;該第二加熱組係設置於該第二腔體中並位於第二運載模組之頂側及底側;該氣體均佈模組係與該第二腔體相連接,以將氣體導入該第二腔體中;該氣體回收模組係與該第二腔體相連接,以回收該第二腔體中之氣體;該腔體連通道係分別與該第一腔體的第一閘門及該第二腔體的第三閘門相連接;及該溫度量測裝置,係設置於該腔體連通道中。
於本發明之一實施例中,該第一運載加熱模組係具有複數第一加熱滾輪,且各該第一加熱滾輪中係設置有一第一滾輪加熱單元。
於本發明之一實施例中,該等第一加熱滾輪係由石墨、氧化矽陶瓷、氧化鋯陶瓷、石英或鉻鎳鐵合金(Inconel)材料所製成。
於本發明之一實施例中,該第二運載加熱模組係具有複數第二加熱滾輪,且各該第二加熱滾輪中係設置有一第二滾輪加熱單元。
於本發明之一實施例中,該等第二加熱滾輪係由石墨、氧化矽陶瓷、氧化鋯陶瓷、石英或鉻鎳鐵合金(Inconel)材料所製成。
於本發明之一實施例中,該氣體均佈模組係包括一蒸氣產生單元、一惰性氣體控制單元、一氣體混合單元、一混合氣體裂解加熱單元及一混合氣體分佈單元。該蒸氣產生單元係產生硒蒸氣或硫蒸氣並透過調控壓力來控制硒蒸氣或硫蒸氣之輸出量;該惰性氣體控制單元係可輸出惰性氣體並控制惰性氣體之輸出量;該氣體混合單元係與該蒸氣產生單元及該惰性氣體控制單元相連接,以將該蒸氣產生單元所產生之蒸氣與該惰性氣體控制單元所輸出之惰性氣體混合並輸出;該混合氣體裂解加熱單元係與該氣體混合單元相連接;及該混合氣體分佈單元係與該氣體裂解加熱單元及該第二腔體相連接,並將該混合氣體裂解加熱單元所輸出之氣體均勻分佈於該第二腔體中之玻璃基板上。
於本發明之一實施例中,該氣體回收模組係包括 一吸氣單元、一冷凝單元及一收集單元。該吸氣單元係透過一吸氣通道與該第二腔體相連接,以將該第二腔體中之氣體吸出;該冷凝單元係與該吸氣單元相連接,以使被該吸氣單元所吸出之蒸氣及惰性氣體相互分離;以及該收集單元係與該冷凝單元相連接,以收集分離出之蒸氣及惰性氣體。
於本發明之一實施例中,該第一加熱組係包括複數加熱燈管。
於本發明之一實施例中,該第二加熱組係包括複數加熱燈管及複數均溫板。
於本發明之一實施例中,更包括一第一絕熱墊,係設置於該第一腔體的內壁上。
於本發明之一實施例中,更包括一第二絕熱墊,係設置於該第二腔體的內壁上。
於本發明之一實施例中,該溫度量測裝置係為非接觸式。
於本發明之一實施例中,更包括一第四閘門,係設置於該第二腔體並相對該第三閘門之側面。
藉此,本發明之單片式玻璃基板之硒硫化製程設備藉由二個腔體分別對玻璃基板快速加熱及硒/硫化,因此一方面可以避免該玻璃基板長時間處於軟化點之上之持溫溫度,也可以依製程之需求提高薄膜硒/硫化溫度以降低持溫硒/硫化的時間,達到節能省時之功效;藉由使該玻璃基板於在 該等腔體中來回往復運動,以達到該玻璃基板各處的溫度更為均勻,且在進行硒/硫化作業時能使硒/硫化氣體更均勻的分佈於該玻璃基板;再者,回收之液態硒/硫及惰性氣體可再次利用,進而降低材料成本。
以上之概述與接下來的詳細說明及附圖,皆是為了能進一步說明本發明達到預定目的所採取的方式、手段及功效。而有關本發明的其他目的及優點,將在後續的說明及圖示中加以闡述。
1‧‧‧玻璃基板
10‧‧‧快速熱處理裝置
100‧‧‧第一腔體
101‧‧‧第一閘門
102‧‧‧第二閘門
110‧‧‧第一運載加熱模組
111‧‧‧第一加熱滾輪
112‧‧‧第一滾輪加熱單元
120‧‧‧第一加熱組
121‧‧‧第一加熱組
130‧‧‧第一絕熱墊
20‧‧‧硒硫化持溫裝置
200‧‧‧第二腔體
201‧‧‧第三閘門
202‧‧‧第四閘門
210‧‧‧第二運載加熱模組
211‧‧‧第二加熱滾輪
212‧‧‧第二滾輪加熱單元
220‧‧‧第二加熱組
221‧‧‧加熱燈管
222‧‧‧均溫板
230‧‧‧氣體均佈模組
231‧‧‧蒸氣產生單元
232‧‧‧惰性氣體控制單元
233‧‧‧氣體混合單元
234‧‧‧混合氣體裂解加熱單元
235‧‧‧混合氣體分佈單元
2351‧‧‧圓管
2352‧‧‧平板
2353‧‧‧主氣孔
2354‧‧‧通孔噴氣孔
240‧‧‧氣體回收模組
241‧‧‧吸氣單元
242‧‧‧冷凝單元
243‧‧‧收集單元
250‧‧‧第二絕熱墊
300‧‧‧腔體連通道
301‧‧‧溫度量測裝置
圖1係為本發明一實施例中之快速熱處理裝置的示意圖。
圖2係為本發明一實施例中之硒硫化持溫裝置的示意圖。
圖3係為本發明一實施例中之氣體均佈模組的功能方塊圖。
圖4係為本發明一實施例中之混合氣體分佈單元的示意圖。
圖5係為本發明一實施例中之氣體回收模組的功能方塊圖。
圖6係為本發明一實施例中之快速熱處理裝置與硒硫化持溫裝置的結合示意圖。
以下係藉由特定的具體實例說明本發明之實施方式,熟悉此技藝之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地瞭解本發明之其他優點與功效。
本發明之單片式玻璃基板之硒硫化製程設備一 實施例中,可依功能將本發明之設備分為兩部分:快速熱處理(RTP)裝置與硒硫化持溫裝置。請參閱圖1,係為本發明一實施例中之快速熱處理(RTP)裝置的示意圖。本發明之快速熱處理裝置10係用於對一玻璃基板1進行均勻化之快速升溫,其目的在提供一可快速對玻璃基板加溫(例如10℃/S)之裝置,並且具備對玻璃基板快速轉站、往復運動之功能。該快速熱處理裝置10具有一第一腔體100、一第一運載加熱模組110及二第一加熱組120、121。
該第一腔體100係具有可活動開啟或關閉的一第一閘門101及一第二閘門102,該第一閘門101及該第二閘門102係分別設置於該第一腔體100中不相鄰的二側面。該第一運載加熱模組110係設置於該第一腔體100中,且該第一運載加熱模組110係設置於該第一閘門101及該第二閘門102之間。該等第一加熱組120、121係設置於該第一腔體100中,且該第一加熱組120係設置於該第一運載加熱模組110之頂側,而該第一加熱組121係設置於該第一運載加熱模組110之底側。
於製程作業中,本發明之快速熱處理裝置10係可藉由一真空幫浦(圖未示)來使其為一真空狀態,即透過該第一腔體100、該第一閘門101及該第二閘門102來與外界隔絕以形成一氣密空間,其中,該真空狀態係可為一低度真空狀態。該玻璃基板1係可透過該第一閘門101及該第二閘門102來移 入至該第一腔體100中,或由該第一腔體100中移出。
而於製程作業期間,該玻璃基板1係可被置於該第一運載加熱模組110上,該第一運載加熱模組110可帶動該玻璃基板1進行反覆的往返運動。該第一運載加熱模組110係具有複數第一加熱滾輪111,且各該第一加熱滾輪111中係設置有一第一滾輪加熱單元112,該等第一滾輪加熱單元112係用於對該等第一加熱滾輪111進行加熱,透過均勻加熱該等第一加熱滾輪111,使該等第一加熱滾輪111與該玻璃基板1相接觸之面的溫度以及該玻璃基板1的溫度能夠限制在一定之範圍內。再者,該等第一加熱滾輪111可為耐高溫硒硫化之材料所製成,例如為石墨、氧化矽陶瓷、氧化鋯陶瓷、石英或鉻鎳鐵合金(Inconel)等材料,且外層以電漿披覆陶瓷薄膜藉以提升表面摩擦係數以及維持較低之熱傳導係數。
該等第一加熱組120、121係用於對該玻璃基板1本身以及位於該玻璃基板1之上表面的CIGS薄膜(圖未示)進行加熱。於本實施例中,該等第一加熱組120、121可為加熱燈管,加熱燈管具有較佳之加熱速率,且可選擇地使用特定之加熱燈管,使被選擇地加熱燈管所產生之光源波長,係與該玻璃基板1及位於其上表面的CIGS薄膜的吸收熱能之波長能相互匹配,以增加加熱效率。
為盡量維持該第一腔體100中之熱能,於該第一腔體100內壁上係可設置有第一絕熱墊130(例如石墨毯),以維 持來該第一腔體100中之溫度。
請參閱圖2,係為本發明一實施例中之硒硫化持溫裝置的示意圖。本發明之硒硫化持溫裝置20,係用於對該玻璃基板1進行均勻化之硒硫化製程,其目的在提供一可對玻璃基板高溫持溫硒硫化之裝置,並且具備對玻璃基板快速轉站、往復運動之功能。該硒硫化持溫裝置20包括一第二腔體200、一第二運載加熱模組210、一第二加熱組220、一氣體均佈模組230及一氣體回收模組240。
該第二腔體200係具有可活動開啟或關閉的一第三閘門201及可依設計需求而選擇性設置的一第四閘門202。該第二運載加熱模組210係設置於該第二腔體200中,且該第二運載加熱模組210係設置於該第三閘門201及該第四閘門202之間。該第二加熱組220係設置於該第二腔體200中,且該第二加熱組220係設置於該第二運載加熱模組210之頂側及底側。
於製程作業中,該硒硫化持溫裝置20亦類似於該快速熱處理裝置10,透過該第二腔體200、該第三閘門201及該第四閘門202來與外界隔絕以形成低度真空狀態的氣密空間。該玻璃基板1係可透過該第三閘門201及該第四閘門202來移入至該第二腔體200中,或由該第二腔體200中移出。
於製程作業期間,該玻璃基板1係可被置於該第二運載加熱模組210上,該第二運載加熱模組210可帶動該玻 璃基板1進行反覆的往返運動。類似於該第一運載加熱模組110,該第二運載加熱模組210亦可具有複數第二加熱滾輪211,且各該第二加熱滾輪211中係設置有一第二滾輪加熱單元212。再者,該等第二加熱滾輪211可為耐高溫硒硫化之材料所製成,例如為石墨、氧化矽陶瓷、氧化鋯陶瓷、石英或鉻鎳鐵合金(Inconel)等材料,且外層以電漿披覆陶瓷薄膜藉以提升表面摩擦係數以及維持較低之熱傳導係數。
該第二加熱組220係用於對該玻璃基板1本身以及位於該玻璃基板1之上表面的CIGS薄膜(圖未示)進行加熱,該第二加熱組220係包括複數加熱燈管221及複數均溫板222,透過該等加熱燈管221來將該等均溫板222加熱至製程所需求之溫度。再者,於放置該玻璃基板1之該第二腔體200的側面上更可具有反射罩(圖未示)之設計,以補償邊界較低之溫度。值得注意的是,於該第二腔體200內部上方的均溫板222係可具有複數開口,以作為該氣體均佈模組230及該氣體回收模組240的氣體出入口之通道。
為盡量維持該第二腔體200中之熱能,於該第二腔體100內壁上亦可設置有第二絕熱墊250(例如石墨毯),以維持該第二腔體200中之溫度。
請一併參閱圖3,係為本發明一實施例中之氣體均佈模組的功能方塊圖。該氣體均佈模組230係包括一蒸氣產生單元231、一惰性氣體控制單元232、一氣體混合單元233、 一混合氣體裂解加熱單元234及一混合氣體分佈單元235。
該蒸氣產生單元231係用於在硒或硫化製程中產生硒蒸氣或硫蒸氣,並透過調控適當之壓力以控制硒或硫蒸氣之輸出量;該惰性氣體控制單元232係透過調控適當之壓力以及流速以控制惰性氣體之輸出量;該氣體混合單元233係與該蒸氣產生單元231及該惰性氣體控制單元232相連接,以將該蒸氣產生單元231所產生之蒸氣與該惰性氣體控制單元232所輸出之惰性氣體混合並輸出;該混合氣體裂解加熱單元234係與該氣體混合單元233相連接,以產生具有高溫裂解之硒蒸氣或硫蒸氣的混合氣體,相較於習知硒硫化製程,透過裂解硒或硫混合惰性氣體於接近大氣壓力之環境下取代真空環境下具毒性之H2Se或H2S之硒化或硫化,使製程作業更具安全性;及該混合氣體分佈單元235係與該氣體裂解加熱單元234及該第二腔體200相連接,並將該混合氣體裂解加熱單元234所輸出之氣體均勻分佈於該第二腔體200中,使具有高溫裂解之硒蒸氣或硫蒸氣的混合氣體以均勻之氣體流量分佈於該玻璃基板1上;其中,該混合氣體分佈單元235之開口形狀以及大小,係可透過CFD運算分析而決定,以使於垂直該玻璃基板1之運動方向上之氣體分佈能夠符合製程需求。
請參閱圖4,係為本發明一實施例中之混合氣體分佈單元的示意圖。該混合氣體分佈單元235係由一圓管2351剖半後與一平板2352組合而成。該圓管2351的上端為一主氣 孔2353,係連接該混合氣體裂解加熱單元234,該圓管2351內設有該平板2352,該平板2352及該圓管2351的下端具有複數個通孔噴氣孔2354,可將硒/硫蒸氣與惰性氣體混氣經由此等通孔噴氣孔2354均勻散佈於該玻璃基板1上。
請一併參閱圖5,係為本發明一實施例中之氣體回收模組的功能方塊圖。該氣體回收模組240係包括一吸氣單元241、一冷凝單元242及一收集單元243。
該吸氣單元241係透過一吸氣通道(圖未示)與該第二腔體200相連接,以將製程中於該第二腔體200中多餘之硒蒸氣、硫蒸氣及惰性氣體吸出;該冷凝單元242係與該吸氣單元241相連接,以使該吸氣單元241所吸取的硒/硫蒸氣及惰性氣體,利用冷凝方式使該硒/硫蒸氣固化,藉由氣、固相之分離機制來將固態硒/硫以及惰性氣體分別回收利用;以及該收集單元243係與該冷凝單元242相連接,以收集分離出之固態硒及惰性氣體,以供將回收之固態硒及惰性氣體再利用,進而降低材料成本。
請參閱圖6,係為本發明一實施例中之快速熱處理裝置與硒硫化持溫裝置的結合示意圖,為清楚顯示本發明之快速熱處理裝置10及硒硫化持溫裝置20之結合關係,因此於圖6中僅示出本發明之部份構件,詳細構件配置可一併參考圖1至圖5。
請參閱圖6,本發明一實施例中係透過一腔體連 通道300,以將該第一腔體100與該第二腔體200相連接,該腔體連通道300的二端係分別連接該第一腔體100的第二閘門102及該第二腔體200的第三閘門201。該腔體連通道300上係設置有一溫度量測裝置301,其中該溫度量測裝置301係為非接觸式。該溫度量測裝置301係可對通過該腔體連通道300之玻璃基板1表面上的薄膜進行即時溫度量測。
一般而言,硒硫化製程會以以下步驟進行:當該第一腔體100的第一閘門101開啟後,該玻璃基板1係透過該第一運載加熱模組110將其導入至該第一腔體100中。關閉該等第一至第四閘門101、102、201以及202;開啟真空抽氣系統(例如一真空幫浦),並當該第一腔體100與該第二腔體200內分別達到低度真空狀態時(例如10-2torr時),開啟該第一腔體100與該第二腔體200之加熱系統(如圖1之第一運載加熱模組110、第一加熱組120及圖2之第二運載加熱模組210、第二加熱組220)。當該玻璃基板1置於低度真空之第一腔體100內的第一運載加熱模組110上後,設置於該等第一加熱滾輪111內部的第一滾輪加熱單元112對該等第一加熱滾輪111進行加熱,而同時該第一加熱組120、121對該玻璃基板1進行快速加熱,期間位於該第一運載加熱模組110下方的第一加熱組121也同時對該等第一加熱滾輪111進行加熱,其目的在使得該等第一加熱滾輪111表面溫度與該玻璃基板1溫度差限制在一定之範圍內。
於此同時,該第二腔體200之第二加熱組220的加熱燈管221已針對該等均溫板222進行加熱,而設置於該第二運載加熱模組210之第二加熱滾輪211內部的第二滾輪加熱單元212針對該等第二加熱滾輪211進行加熱,且位於該第二運載加熱模組210下方之均溫板222也同時對該第二加熱滾輪211,其目的在使得該第二加熱滾輪211表面溫度與該玻璃基板1溫度差限制在一定之範圍內。
當於該第一腔體100中的溫度升溫至一特定溫度後,該第一腔體100的第二閘門102及該第二腔體200的第三閘門201開啟,此時該第一腔體100中之第一運載加熱模組110、該第二腔體200中之第二運載加熱模組210、該玻璃基板1、該第二腔體200中之均溫板222的溫度將處於一定之範圍內。接著,該第一腔體100中之第一運載加熱模組110經由該腔體連通道300而將該玻璃基板1快速運送至該第二腔體200內,並由該第二腔體200之第二運載加熱模組210承接,以使該玻璃基板1可進行於該第二腔體200腔體內之往復運動。當該玻璃基板1送至該第二腔體200腔體後,該第一腔體100的第二閘門102及該第二腔體200的第三閘門201關閉,並各自形成密閉空間,此時,若該製程為一連續製程,該第一腔體100亦可為另一回合之玻璃基板1進行快速加熱。該第二腔體200之持溫硒化製程,如前述由該氣體均佈模組230產生量可控之硒/硫蒸氣混合惰性氣體以高溫與玻璃基板1上之薄膜完成硒/硫化反應 以形成CIGS薄膜。
若製程係採多階段硒硫化反應之製程方法時,當該玻璃基板1於該第二腔體200完成第一階段的硒硫化反應後,可依上述方式而被運回至該第一腔體100中以進行第二階段的持續快速熱處理作業,並於溫度達到第二階段所指定之製程溫度後再將該玻璃基板1運送至該第二腔體200中,以續行第二階段的持溫硒硫化反應;或者,當第一階段的硒硫化反應完成後,該玻璃基板1可由該第二腔體200被運送至與該第二腔體200之第四閘門202相連接之其他腔體(圖未示,例如另一組之硒硫化製程設備)中,以進行後續階段的快速熱處理作業及硒硫化反應。
藉此,本發明之單片式玻璃基板之硒硫化製程設備藉由二個腔體分別對玻璃基板快速加熱及硒/硫化,因此一方面可以避免該玻璃基板長時間處於軟化點之上之持溫溫度,也可以依製程之需求提高薄膜硒/硫化溫度以降低持溫硒/硫化的時間,達到節能省時之功效;藉由使該玻璃基板於在該等腔體中來回往復運動,以達到該玻璃基板各處的溫度更為均勻;再者,回收之液態硒/硫及惰性氣體可再次利用,進而降低材料成本。
上述之實施例僅為例示性說明本發明之特點及其功效,而非用於限制本發明之實質技術內容的範圍。任何熟習此技藝之人士均可在不違背本發明之精神及範疇下,對 上述實施例進行修飾與變化。因此,本發明之權利保護範圍,應如後述之申請專利範圍所列。
1‧‧‧玻璃基板
10‧‧‧快速熱處理裝置
100‧‧‧第一腔體
110‧‧‧第一運載加熱模組
20‧‧‧硒硫化持溫裝置
200‧‧‧第二腔體
210‧‧‧第二運載加熱模組
300‧‧‧腔體連通道
301‧‧‧溫度量測裝置

Claims (14)

  1. 一種單片式玻璃基板之硒硫化製程設備,係包括:一第一腔體,係具有一第一閘門及一第二閘門,且分別設置於該第一腔體不相鄰的二側;一第一運載加熱模組,係設置於該第一腔體中並介於該第一閘門及該第二閘門之間;一第一加熱組,係設置於該第一腔體中並位於第一運載模組之頂側及底側;一第二腔體,係具有一第三閘門,且設置於該第二腔體的一側;一第二運載加熱模組,係設置於該第二腔體中並鄰設於該第三閘門;一第二加熱組,係設置於該第二腔體中並位於第二運載模組之頂側及底側;一氣體均佈模組,係與該第二腔體相連接,以將氣體導入該第二腔體中;一氣體回收模組,係與該第二腔體相連接,以回收該第二腔體中之氣體;一腔體連通道,係分別與該第一腔體的第一閘門及該第二腔體的第三閘門相連接;及一溫度量測裝置,係設置於該腔體連通道中; 其中該氣體均佈模組係包括:一蒸氣產生單元,係產生硒蒸氣或硫蒸氣,並透過調控適當之壓力以控制硒或硫蒸氣之輸出量;一惰性氣體控制單元,係控制惰性氣體之輸出量;一氣體混合單元,係與該蒸氣產生單元及該惰性氣體控制單元相連接,以將該蒸氣產生單元所產生之蒸氣與該惰性氣體控制單元所輸出之惰性氣體混合並輸出;一混合氣體裂解加熱單元,係與該氣體混合單元相連接;及一混合氣體分佈單元,係與該氣體裂解加熱單元及該第二腔體相連接,並將該混合氣體裂解加熱單元所輸出之氣體均勻分佈於該第二腔體中。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之單片式玻璃基板之硒硫化製程設備,其中該第一運載加熱模組係具有複數第一加熱滾輪,且各該第一加熱滾輪中係設置有一第一滾輪加熱單元。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之單片式玻璃基板之硒硫化製程設備,其中該等第一加熱滾輪係由石墨、氧化矽陶瓷、氧化鋯陶瓷、石英或鉻鎳鐵合金(Inconel)材料所製成。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之單片式玻璃基板之硒硫化製程設備,其中該等第一加熱滾輪的外表面係以電漿披覆陶瓷薄膜之材料製成。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之單片式玻璃基板之硒硫化製程設備,其中該第二運載加熱模組係具有複數第二加熱滾 輪,且各該第二加熱滾輪中係設置有一第二滾輪加熱單元。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之單片式玻璃基板之硒硫化製程設備,其中該等第二加熱滾輪係由石墨、氧化矽陶瓷、氧化鋯陶瓷、石英或鉻鎳鐵合金(Inconel)材料所製成。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之單片式玻璃基板之硒硫化製程設備,其中該等第二加熱滾輪的外表面係以電漿披覆陶瓷薄膜之材料製成。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之單片式玻璃基板之硒硫化製程設備,其中該氣體回收模組係包括:一吸氣單元,係透過一吸氣通道與該第二腔體相連接,以將該第二腔體中之氣體吸出;一冷凝單元,係與該吸氣單元相連接,以使被該吸氣單元所吸出之蒸氣及惰性氣體相互分離;以及一收集單元,係與該冷凝單元相連接,以收集分離出之蒸氣及惰性氣體。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之單片式玻璃基板之硒硫化製程設備,其中該第一加熱組係包括複數加熱燈管。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之單片式玻璃基板之硒硫化製程設備,其中該第二加熱組係包括複數加熱燈管及複數均溫板。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之單片式玻璃基板之硒硫化製程設備,更包括一第一絕熱墊,係設置於該第一腔體的內壁上。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之單片式玻璃基板之硒硫化製程設備,更包括一第二絕熱墊,係設置於該第二腔體的內壁上。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之單片式玻璃基板之硒硫化製程設備,其中該溫度量測裝置係為非接觸式。
  14. 如申請專利範圍第1項所述之單片式玻璃基板之硒硫化製程設備,更包括一第四閘門,係設置於該第二腔體並相對該第三閘門之側面。
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