熱處理裝置以及具備該熱處理裝置的熱處理系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于通過砸化工序形成CIGS層的熱處理裝置以及具備該熱處理裝置的熱處理系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]時(shí)至今日，為了減少對日益枯竭的化石燃料的依賴性，對于利用不會枯竭且環(huán)保的太陽能的太陽能電池(Solar Cell)的研究開發(fā)進(jìn)行得很活躍。
[0003]作為該研究開發(fā)的一個(gè)環(huán)節(jié)，開發(fā)出了一種形成有CIGS{Cu(Im-xGax)Se2}層的薄膜型太陽能電池，其太陽光的吸收率高，太陽光或放射線引起的劣化現(xiàn)象少，可實(shí)現(xiàn)薄膜化，可節(jié)約制造材料成本。
[0004]薄膜型太陽能電池是包括如下的多層層積結(jié)構(gòu)，即玻璃等基板、形成于基板上并由金屬層構(gòu)成的作為(+ )極的電極層、形成于電極層上并吸收光的P型的CIGS層、形成于CIGS層上的η型的緩沖層、以及形成于緩沖層上的作為(-)極的透明電極層。
[0005]因此，如果太陽光通過作為受光部的透明電極層射入，則在ρ-η接合部位附近生成被激發(fā)的具有大致1.04eV的帶隙能量的一對電子以及空穴。并且，被激發(fā)的電子和空穴通過擴(kuò)散到達(dá)Ρ-η接合部，通過接合部的內(nèi)部電場，電子分離后集合到η區(qū)域，空穴分離后集合至Ijp區(qū)域。
[0006]這時(shí)，η區(qū)域帶負(fù)電，P區(qū)域帶正電，形成于各區(qū)域的電極之間產(chǎn)生電勢差。并且，將電勢差作為電動勢，用導(dǎo)線連接各電極之間，則能夠獲得光電流。
[0007]薄膜型太陽電池的CIGS層的形成方法經(jīng)過如下工序，即前體膜形成工序，在形成于基板上的電極層上以適當(dāng)比率真空濺射銅、銦、鎵等元素，從而形成前體膜；砸化(selenizat1n)工序，向如此沉積的前體膜上供應(yīng)砸化氫(H2Se)氣體并對基板施加溫度。根據(jù)這樣的一系列的工序，可以形成具有銅(Cu)、銦(In)、鎵(Ga)以及砸(Se)元素的適當(dāng)組成比的 CIGS {Cu(In1-xGax)Se2}層。
[0008]該砸化工序?yàn)槿缦滤龅墓ば?，即將形成有前體膜的基板裝載于密閉的腔室，用惰性氣體填充腔室后，將作為處理氣體的砸化氫(H2Se)導(dǎo)入到腔室后，使腔室升溫至一定溫度并保持一定時(shí)間，從而形成砸化的CIGS層。
[0009]現(xiàn)有的用于形成CIGS層的熱處理裝置，由石英或陶瓷制造用于處理大面積基板的腔室時(shí)，具有成本上升的缺點(diǎn)。
[0010]并且，由石英或陶瓷形成的主體有可能會破損，因此，具有因主體的破損導(dǎo)致氣體向外部泄露的危險(xiǎn)。另外，單一的主體內(nèi)部形成有腔室，因此更加進(jìn)一步加重了投入到腔室的氣體向外部泄露的危險(xiǎn)。
[0011]并且，對基板進(jìn)行加熱的加熱器設(shè)置在主體的外部，因此具有加熱性能降低的缺點(diǎn)。
[0012]并且，僅有一個(gè)載放多個(gè)基板的晶舟裝載于腔室并被處理，因此具有生產(chǎn)性降低的缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]發(fā)明所要解決的技術(shù)問題
[0014]本發(fā)明是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的問題而提出的，本發(fā)明的目的在于，提供一種能夠節(jié)約成本的熱處理裝置以及熱處理系統(tǒng)。
[0015]本發(fā)明的另一目的在于，提供一種能夠防止氣體泄漏的熱處理裝置以及熱處理系統(tǒng)。
[0016]本發(fā)明的又另一目的在于，提供一種能夠提高加熱性能以及生產(chǎn)率的熱處理裝置以及熱處理系統(tǒng)。
[0017]解決問題的技術(shù)方案
[0018]為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明的熱處理裝置包括:主體，形成有作為裝載多個(gè)晶舟的空間的腔室，所述晶舟中分別載放有多個(gè)基板，在該主體的前面形成有出入口；門，設(shè)置成能夠沿著所述主體的前后方向以及左右方向滑動，用于開閉所述出入口；第一加熱器，設(shè)置在所述主體的內(nèi)部，用于加熱所述基板。
[0019]另外，用于達(dá)成上述目的的本發(fā)明涉及的熱處理系統(tǒng)，包括:熱處理裝置;其具有:主體，形成有作為裝載多個(gè)晶舟的空間的腔室，所述晶舟中分別載放有多個(gè)基板，在該主體的前面形成有出入口；門，設(shè)置成能夠沿著所述主體的前后方向以及左右方向滑動，用于開閉所述出入口；第一加熱器，設(shè)置在所述主體的內(nèi)部，用于加熱所述基板;第一移送裝置，使所述門沿著所述主體的前后方向以及左右方向滑動;第二移送裝置，移送所述晶舟，以將所述晶舟裝載于所述腔室，或從所述腔室卸載所述晶舟；以及冷卻裝置，設(shè)置在所述熱處理裝置的一側(cè)，從所述第二移送裝置接收所述晶舟并冷卻經(jīng)熱處理的所述基板。
[0020]發(fā)明效果
[0021]本發(fā)明涉及的熱處理裝置以及熱處理系統(tǒng)，主體由價(jià)格相對低廉的金屬材料形成，因此節(jié)約成本。
[0022]并且，形成腔室的內(nèi)部主體由金屬材料形成，因此不具有破損的危險(xiǎn)，以包圍內(nèi)部主體的形式設(shè)置外部主體，因此，防止腔室的氣體向外部泄露。
[0023]并且，在形成腔室的內(nèi)部主體的內(nèi)部設(shè)置第一加熱器而對基板進(jìn)行加熱，因此，內(nèi)部主體的溫度相對低于腔室的溫度。由此，防止內(nèi)部主體在高溫下被氣體腐蝕。另外，在內(nèi)部主體的內(nèi)部設(shè)置第一加熱器而對基板進(jìn)行加熱，因此，提高加熱性能。
[0024]并且，在內(nèi)部主體的外面設(shè)置有用于對內(nèi)部主體進(jìn)行加熱的第二加熱器以及用于使內(nèi)部主體冷卻的冷卻管，因此，能夠防止氣體在內(nèi)部主體的內(nèi)表面冷凝，同時(shí)進(jìn)一步防止內(nèi)部主體在高溫下被氣體腐蝕。
[0025]并且，多個(gè)基板載放于晶舟上，多個(gè)晶舟裝載于腔室中，因此能夠一次性處理大量基板。因此提尚生廣率。
【附圖說明】
[0026]圖1是本發(fā)明的一實(shí)施例涉及的熱處理裝置的立體圖。
[0027]圖2是圖1示出的熱處理裝置的部分剖切分解立體圖。
[0028]圖3是圖2示出的內(nèi)部主體的側(cè)剖視圖。[0029 ]圖4是圖3的“A”部分放大圖。
[0030]圖5是本發(fā)明的一實(shí)施例涉及的熱處理系統(tǒng)的立體圖。
[0031]圖6是圖5示出的第一移送裝置的放大分解立體圖。
[0032]圖7是圖5示出的第二移送裝置的放大立體圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033]對于后述的本發(fā)明的詳細(xì)說明，參照了例示出能夠?qū)嵤┍景l(fā)明的特定實(shí)施例的附圖。這些實(shí)施例充分詳細(xì)說明，以便本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)嵤┍景l(fā)明。應(yīng)理解為，本發(fā)明的各種實(shí)施例雖彼此不同，但無需相互排斥。例如，這里所記載的特定形狀、特定結(jié)構(gòu)以及特性與一實(shí)施例相關(guān)，在不超出本發(fā)明的精神以及范圍的情況下，可以實(shí)現(xiàn)為其他實(shí)施例。另夕卜，應(yīng)理解為，各公開的實(shí)施例內(nèi)的個(gè)別結(jié)構(gòu)要素的位置或配置在不超出本發(fā)明的精神以及范圍的情況下可以變更。因此，后述的詳細(xì)說明并非旨在限定本發(fā)明，本發(fā)明的范圍僅被權(quán)利要求書和其等同的所有范圍限定。為方便起見，附圖中示出的實(shí)施例的長度、面積、厚度以及形狀有可能被夸大示出。
[0034]下面，參照附圖，對本發(fā)明的一實(shí)施例涉及的熱處理裝置進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0035]在對本發(fā)明的一實(shí)施例涉及的熱處理裝置進(jìn)行說明時(shí)，將CIGS{Cu(Inl-xGax)Se2}層形成裝置為例進(jìn)行說明。
[0036]圖1是本發(fā)明的一實(shí)施例涉及的熱處理裝置的立體圖，圖2是圖1示出的熱處理裝置的部分剖切分解立體圖，圖3是圖2示出的內(nèi)部主體的側(cè)剖視圖，圖4是圖3的“A”部分放大圖。
[0037]如圖所示，本實(shí)施例涉及的熱處理裝置100包括形成外觀的主體110。在主體110的內(nèi)部形成腔室110a，該腔室IlOa為裝載玻璃等基板50(參照圖5)并對其進(jìn)行處理的空間，在前面形成用于基板50進(jìn)行出入的出入口 110b。
[0038]主體110包括在內(nèi)部形成有腔室IlOa的內(nèi)部主體111和包圍內(nèi)部主體111的外部主體115，出入口 IlOb包括形成在內(nèi)部主體111的前面的內(nèi)部出入口 IlOba和形成在外部主體115的前面并與內(nèi)部出入口 IlOba對置的外部出入口 llObb。
[0039]主體110由金屬材料形成。因此，可以容易制造成一次性裝載大量基板50并對其進(jìn)行處理的大容量，主體110不會破損，因此防止氣體的泄露，價(jià)格相對低廉而節(jié)約成本。
[0040]更加具體說明，內(nèi)部主體111具備內(nèi)部盒體112、以接觸的方式結(jié)合于內(nèi)部盒體112的外面的外部盒體113以及形成于外部盒體113的外面的多個(gè)剛性加強(qiáng)用支承肋條114。并且，內(nèi)部盒體112可以由選自具有耐腐蝕性的鋁(Al)、鈦(Ti)、鋯(Zr)、鉭(Ta)、鈮(Nb)、鎳合金、鈦合金或S1-DLC( Si Iicon-Diamondl ike Carbon:娃-類金剛石碳)中的任一種形成，夕卜部盒體113可以由不銹鋼(SUS)或鋼(Steel)形成。優(yōu)選，支承肋條114也由不銹鋼(SUS)或鋼(steel)形成。
[0041]外部主體115可以由不銹鋼(SUS)或鋼(Steel)形成。
[0042]在外部主體115的前面設(shè)置有門120，該門120設(shè)置為可以沿著主體110的前后方向以及左右方向滑動，從而開閉外部出入口 I 1bb。如果利用門120封閉外部出入口 I 1bb，則腔室11Oa被密閉，如果開放外部出入口 11Obb，則腔室11Oa被開放是理所當(dāng)然的?？梢栽陂T120和外部主體115的前面之間夾設(shè)密封部件(未圖示)，以便通過門120完全封閉外部出入PllObbo
[0043]在內(nèi)部主體111的內(nèi)部可以設(shè)置有對基板50進(jìn)行加熱的第一加熱器130。更加具體說明，第一加熱器130呈板狀，分別設(shè)置在內(nèi)部主體111的內(nèi)部側(cè)面、前后面以及上下面。
[0044]例如，假設(shè)在500°C下加熱基板50。但是，如果用于加熱基板50的第一加熱器130被設(shè)置在內(nèi)部主體111的外部，則需將內(nèi)部主體111加熱到500°c以上，腔室I 1a的溫度才能達(dá)至|J500°C，金屬制的內(nèi)部主體111在大于規(guī)定溫度的溫度下被腐蝕性工藝氣體腐蝕。
[0045]為了防止這種情況，本實(shí)施例涉及的熱處理裝置100，第一加熱器130設(shè)置在內(nèi)部主體111的內(nèi)部而直接對腔室I 1a進(jìn)行加熱。即，僅以加熱基板50所需的溫度加熱腔室I 1a即可，因此，內(nèi)部主體111不會被加熱為大于加熱基板50所需的溫度。因此，相對防止內(nèi)部主體111在高溫下被氣體腐蝕。
[0046]此時(shí)，在內(nèi)部盒體112和第一加熱器130之間夾設(shè)隔熱材料135，也可以防止內(nèi)部主體111的溫度因腔室I 1a的熱量而升高。
[0047]本實(shí)施例涉及的熱處理裝置100，在內(nèi)部主體111的內(nèi)部形成腔室110a，并以包圍內(nèi)部主體111的形式設(shè)置外部主體115，因此，防止流入腔室IlOa的氣體向外部泄露。并且，第一加熱器130設(shè)置在內(nèi)部主體