专利名称：用于冷却涂有半导体的热玻璃片的系统和方法
用于冷却涂有半导体的热玻璃片的系统和方法发明背景 发明领域本发明涉及用于冷却涂有半导体的热玻璃片的系统和方法。
背景技术：
半导体设备如光电板先前已由在玻璃片底物上涂覆半导体材料而构造。参见美国 专利5016562 Madan 等人；5248349 Foote 等人；5372646 Foote 等人；5470397 Foote 等 人；和5536333 Foote等人，所有的这些专利都公开了用于在这种涂覆时输送玻璃片的卧 式棍子(horizontal roller)。在进行与本发明相关的研究时，所记录的其它已有技术文献包括美国专利 4545327 Campbell 等人；4593644 Hanak ；5288329 Nakamura 等人；6013134 Chu 等人；和 6827788 Takahashi人以及美国公开的专利申请US2007/0137574。发明概述本发明的目的是提供一种用于冷却涂有半导体的热玻璃片的改进的系统。在实施上述目的时，用于冷却涂有半导体的热玻璃片的本发明系统包括限定真空 室的壳体，并且还包括用于输送刚涂有半导体材料的热玻璃片通过真空室的输送器。冷却 站包括具有辐射热吸收元件的辐射热吸收器，该辐射热吸收元件以对立的关系彼此隔开， 涂有半导体的玻璃片在辐射热吸收元件之间输送，以便辐射热吸收元件从其吸收辐射热来 提供冷却。在该系统的一个所公开的实施方案中，输送器具有支持涂有半导体的玻璃片的上 部末端的上部支持物(upper support)，在穿过真空室和在辐射热吸收器的辐射热吸收元 件之间输送时，涂有半导体的玻璃片以垂直的方向从上部支持物向下垂挂。这个实施方案 的辐射热吸收器的辐射热吸收元件具有通常连续的平坦的热吸收表面，该热吸收表面垂直 地延伸，且以隔开和平行的关系互相对立，并且，垂直地定向的涂有半导体的玻璃片在热吸 收表面之间输送，以便进行冷却。在该系统的另一个所公开的实施方案中，输送器包括在真空室内沿着壳体隔开的 卧式辊子，用来穿过真空室和在辐射热吸收器的辐射热吸收元件之间水平地输送涂有半导 体的玻璃片。这个实施方案的辐射热吸收器包括上部热吸收元件和下部热吸收元件，上部 热吸收元件和下部热吸收元件都包括平坦的热吸收表面，且上部热吸收元件具有被隔开在 输送器辊子上面的通常连续的向下地面向的热吸收表面，并且下部热吸收元件包括位于输 送器辊子之间的隔开的部分，并且，隔开的部分具有向上地面向的热吸收表面部分，该热吸 收表面部分被隔开在被输送的涂有半导体的玻璃片的下面。此外，下部热吸收部分如已公 开的一样具有整体的单一的构造，该构造包括下部底座，它的隔开的部分在输送器辊子之 间从下部底座向上凸出。在两个实施方案中，辐射热吸收器可以是石墨或耐火材料，该耐火材料优选地是
5α态金刚砂。更具体地，第一个实施方案公开了它的输送器，该输送器设置有支持涂有半导体 的玻璃片的上部末端的上部支持物，在穿过真空室和在辐射热吸收器的辐射热吸收元件之 间输送时，涂有半导体的玻璃片从上部支持物以垂直的方向向下地垂挂，且辐射热吸收器 的辐射热吸收元件由耐火材料制得，并且具有通常连续的平坦的热吸收表面，该热吸收表 面垂直地延伸，且以隔开和平行的关系互相对立，并且，垂直地定向的涂有半导体的玻璃片 在热吸收表面之间输送，以便进行冷却。同样，第二个实施方案如已公开的一样具有它的输送器，该输送器设置有在真空 室内沿着壳体彼此隔开的卧式辊子，用来穿过真空室和在辐射热吸收器的辐射热吸收元件 之间水平地输送涂有半导体的玻璃片，且该辐射热吸收器包括上部热吸收元件和下部热吸 收元件，上部热吸收元件和下部热吸收元件都由耐火材料制得，且包括平坦的热吸收表面， 并且更具体地，上部热吸收元件具有被隔开在输送器辊子上面的通常连续的向下地面向的 热吸收表面，且下部热吸收元件包括位于输送器辊子之间的隔开的部分，并且，隔开的部分 具有向上地面向的热吸收表面部分，该热吸收表面部分被隔开在被输送的涂有半导体的玻 璃片的下面。另外，耐火材料的下部热吸收部分如已公开的一样具有整体的单一的构造，该 构造包括下部耐火材料底座，它的耐火材料的隔开的部分在输送器辊子之间从下部耐火材 料底座向上凸出。本发明的另一个目的是提供一种用于冷却涂有半导体的热玻璃片的改进的方法。在实施紧接的上述目的时，用于冷却涂有半导体的热玻璃片的本发明的方法是通 过在真空室内将刚涂有半导体材料的热玻璃片输送到一对隔开的辐射热吸收元件之间而 实施的，该辐射热吸收元件接收来自涂覆的玻璃片的辐射热，用来提供冷却。在所述方法的一次实践中，涂有半导体的热玻璃片在垂直地延伸的方向由输送器 在涂覆的玻璃片的上部末端支持着来输送，且被输送到垂直地延伸的辐射热吸收元件之 间，以便进行冷却。在所述方法的另一次实践中，涂有半导体的热玻璃片以水平地延伸的方向在辊子 输送器的辊子上输送到上部辐射热吸收元件和下部辐射热吸收元件之间，且半导体材料向 上朝着上部热吸收元件。在所述方法的这次实践中，涂有半导体的热玻璃片通过上部辐射 热吸收元件从上面来冷却，并且通过下部辐射热吸收元件从下面来冷却，该上部辐射热吸 收元件具有连续的向下地面向的表面，该下部辐射热吸收元件具有在输送机辊子之间向上 地凸出的隔开的部分。在所述方法的两次实践中，辐射热吸收元件可以由耐火材料制得，特别是α态金 刚砂。当结合附图从优选的实施方案的详细描述来看时，本发明的目的、特征和优势是 非常明显的。附图简述
图1是依照本发明的用于冷却涂有半导体的热玻璃片的系统的一个实施方案的 透视图。图2是说明传动装置和梭子(shuttle)的透视图，所述梭子用来从上部末端垂直 地悬挂玻璃片，并提供其通过系统的输送。
图3是局部视图，说明了磁的旋转传动元件支持且旋转地驱动梭子和悬挂在梭子 上的垂直的玻璃片的方式。图4是所述系统的上部示意图，说明了系统的模块构造和一对并排的输送器，所 述输送器垂直地输送玻璃片通过系统的壳体真空室，以便进行半导体沉积。图5是通过上面涂覆了半导体材料的玻璃片的剖视图，并且为了说明的目的放大 了半导体材料的厚度。图6是说明在炉的加热站中的辐射加热器的示意性的平面图，所述炉用来提供被 垂直地输送的玻璃片的辐射加热，以为半导体沉积作准备。图7是说明在沉积站内输送垂直的玻璃片的示意性的上部平面图，半导体材料在 所述沉积站内沉积。图8是说明输送涂有半导体的玻璃片通过冷却站时的示意性的上部平面图，辐射 热吸收器在所述冷却站内提供玻璃片的冷却。图9是正视图，说明了细长的玻璃片以其长轴水平来输送的方式。图10是与图9相似的图，说明了细长的玻璃片以其长轴垂直来输送的方式。图IOa和IOb是所得到的玻璃片的侧视图和端视图，不考虑是否如图9所示或如 图10所示来输送，且说明了所得到的上部末端40在玻璃片的两个表面上都包括夹具标记 (tong mark)44，图11是依据本发明的系统的另一个实施方案的上部平面图，该系统冷却涂有半 导体的热玻璃片。图12是沿着图11中的通过系统的冷却站的线12-12的方向得到的剖视图，以说 明在辐射热吸收器的辐射热吸收元件之间在辊子输送器上水平地输送涂有半导体的玻璃 片的方式。优选实施方案的详述参考图1，依据本发明的用于冷却涂有半导体的热玻璃的系统20的一个实施方案 通常通过20来说明，且所述系统20被操作用来实施用于冷却带有半导体材料的热玻璃片 的方法。将以整体的方式描述所述系统和所述方法，以促进对本发明的所有的方面的理解。继续参考图1，系统20包括细长的壳体，该细长的壳体统一用22表示，并具有在其 中进行半导体涂覆的真空室24。系统的入口装载闸站(entry load lock station)26用于 使玻璃片进入真空室24，且出口装载闸站(exit load lock station) 28用于在涂覆之后使 涂覆的玻璃片从真空室24退出。壳体包括用于加热玻璃片的加热站30、一对用于为化学 气相沉积提供半导体材料的沉积站32和34，以及冷却站36，所有这些都在下面更详细地描 述。如图4所示的系统20包括一对输送器38，该对输送器38沿着对方以并排的关系 延伸通过细长的壳体22。每一个输送器38支持如图2所示的垂直的玻璃片G的上部末端 40，并用于悬挂着输送这些垂直的玻璃片通过系统。这个输送开始于进入入口装载闸站26， 并通过入口装载间站26进入壳体真空室24，通过用于加热玻璃片的加热站30，然后通过用 于将半导体材料沉积在玻璃片上的两个沉积站32和34，然后到达冷却站36，且最后通过出 口装载闸站28从真空室24出来，以便传递涂覆的玻璃片。如图2和图4所说明的，每一个输送器38都包括用于支持垂直的玻璃片的上部末端40的梭子42，具体地是通过在图2所示的夹具44。夹具44可以是由美国专利3391958 Furer公开的类型，该专利的全部的公开内容在此通过引用并入。在图4中所示的每一个 输送器38还包括传动件(drive)，该传动件统一地由46表示，并具有沿着系统定位的传动 装置48，该传动装置48用于输送梭子和悬挂在梭子上的垂直的玻璃片通过系统。因此，传 动件46通过它的传动装置48首先将梭子输送进入入口装载间站26，并从入口装载间站26 进入细长的壳体22的真空室24，以便输送通过加热站30、沉积站32和34、冷却站36，并最 后进入用于使涂覆的玻璃片从系统出来和传递的出口装载闸站28。任一类型的适当的返回 输送器(return conveyor) 50可以用来输送从出口装载闸站28出来后的梭子42回到入口 装载闸站26而用于另一个循环。如图2和4所示，每一个梭子42具有细长的形状和向下地垂挂的支持物部分 52 (图2)，支持物部分52具有沿其隔开的孔54，用来在适合于所输送的玻璃片的特定长度 的合适的位置接收和支持夹具44，以便悬挂的支持物通常与被输送的玻璃片G的上部末端 40的上游端56和下游端58相邻。输送器传动件46的传动装置48每一个都具有细长的形 状，并包括沿其细长的形状隔开的旋转的传动元件60，用来旋转地传动梭子42，以便输送 垂直的玻璃片进入、通过和离开系统。更具体地，旋转的传动元件60在细长的板62上由轴 承64支持，且传动元件60是磁性的，以便为输送提供梭子42的旋转的传动。梭子42具有 上部支持和传动表面66，所述上部支持和传动表面66由磁性的旋转的传动元件60支持，所 述传动元件60如图3所示地通过板62中的孔68向下凸出，从而支持并传动地接触上部的 梭子表面60。如先前已讨论过的，输送器传动件46的输送器传动装置48沿着系统的长度隔开， 且每一个都具有如图2所示的相关的电传动马达70，如图解地所示的一样，所述电传动马 达70从真空室24向外地与壳体22隔开。每一个传动马达70的轴输出(shaft output) 通过密封的轴承延伸到相邻的磁性的旋转的传动单元60的传动轴72的一端，且该轴的另 一端被连接到传动链齿轮(drive sprocket) 74，用来驱动连续的环状传动带或链条76，而 该连续的环状传动带或链条76用以传动相邻的磁性的旋转的传动元件60的轴72的一端 上的另一个链齿轮74，且传动装置48的交替的侧面上的相关的链齿轮和连续的传动元件 又彼此协同地提供所有的磁性的旋转的传动元件60的旋转的传动。如图5所示，半导体材料的沉积在玻璃片G的一个表面上实施，所述玻璃片G最初 具有用来提供电接触的氧化锡涂层78。在如图4所示的加热站30内加热之后，第一沉积站 32提供硫化镉层80，该硫化镉层80是N-类型的半导体，且具有约0. 15 μ m的厚度。当玻 璃片的传输进行到第二沉积站34时，碲化镉层82沉积在硫化镉层80之上，且具有约3 μ m 的厚度，用来提供I-类型的半导体。在这种沉积和从系统出来之后，氧化锡层78、硫化镉 层80和碲化镉层82可被分离成多个单元，并在碲化镉层82之上提供另一个接触，用来作 为用于从阳光产生电的多单元光电板。在图4中图解地显示的系统壳体22具有包括多个壳体模块84的模块化构造，壳 体模块84具有互相连接的对立端85，以用来提供壳体22，壳体22包括加热站30、沉积站 32和34，以及冷却站36。输送器传动件46具有一个先前已描述过的传动装置48，该传动 装置48沿着每一个壳体模块84的长度在它的上游端和下游端之间延伸，以提供梭子42和 悬挂在梭子42上的玻璃片通过系统壳体的真空室的输送，以便进行加热、沉积和冷却。入口装载间站26和出口装载间站28也每一个都包括相关的壳体模块86，输送器38延伸通 过该壳体模块86，用来将玻璃片输入和输出由壳体22界定的真空室24。这些装载间壳体 (load lock housing) 86每一个都具有入口 门结构(entry door structure) 88和出 口门结 构90，它们的结构在后面将更完整地描述。当通过如图4所示地从右边向着左边输送玻璃片来开始加工时，入口装载闸站26 的入口门结构88被开启，以便允许将梭子42和垂直地悬挂在梭子42上的玻璃片输送进入 相关的壳体86，然后，入口门结构关闭，且入口装载闸站由真空泵来抽真空以提供约20托 的真空。在达到所需的真空状态时，出口门结构98开启，以允许梭子被输送到最初的加热 站30的传动装置48，当梭子从入口装载间站向前移动进入每一个壳体模块，然后通过加热 站30、沉积站32和34以及冷却站36时，所述梭子桥接(bridging)所述传动装置。在开 始进入壳体22的真空室之后，入口装载闸站26的出口门结构90关闭，然后，它的壳体模块 86被带回到环境压力，且它的入口门结构88被开启，以允许将下一个梭子42和悬挂在梭子 42上的玻璃片输送到入口装载闸站，以开始下一个循环的工艺。在每一个梭子42在系统20的壳体22的真空室内被加工之后，所述梭子到达出口 装载闸站28，如图4所示的出口装载闸站28的入口门结构88和出口门结构90是关闭的， 因为它的壳体模块86被抽真空到约20托的真空。出口装载闸站28的入口门结构88然后 开启，以允许梭子和悬挂的玻璃片输送到出口装载闸站28，然后，出口装载闸站28的入口 门结构88关闭，且其壳体回到环境压力，并且，出口装载闸站28的出口门结构90随后开 启，以允许将梭子和悬挂的玻璃片输送出系统，以便进行传递。应注意到，冷却站36如已公开的一样位于出口装载闸站28的上游，以便于 进行操作，并有利于入口装载闸站26和出口装载闸站28两者的普通构造(common construction)。但是，冷却站位于出口装载闸站28内也是可能的，虽然在上游的位置是优 选的。在半导体材料暴露于氧气和任一随后的与氧气的反应之前，这种冷却对于将半导体 材料的温度降低到约400°C以下是重要的。再参考图2，应注意到，每一个梭子具有相对的侧边(opposite lateral side)92， 而传动装置板62具有倾斜边(angled side) 93，用于支持位于梭子的相对的侧边92的下面 的故障保护辊子(failsafe roller) 94。当磁性的旋转的传动元件60支持刚好稍微在故障 保护辊子94的上面的梭子42时，这些故障保护辊子94保证梭子42在重力或其他力下不掉落。如图6所示，加热站的每一个壳体模块84都包括辐射加热器96，该辐射加热器96 在垂直地输送的玻璃片的相对侧隔开，且这些辐射加热器96具体表现为辐射加热板98，该 辐射加热板98以彼此隔开且平行的关系垂直地定向，使得垂直地传输的玻璃片在其间移 动。任一类型的适当的位置调整器100可用于调整辐射加热器的间距，以从玻璃片的两个 相对地面向的表面提供玻璃片的均勻性。每一个如图4所示的沉积站32和34都具有类似于如图7所示的构造，沉积站32 和34的壳体模块84容纳沉积模块102和垂直地延伸的辐射加热器104，玻璃片G在沉积模 块102和辐射加热器104之间输送，用于将相关的半导体材料沉积在玻璃片上。辐射加热 器104与加热站中的辐射加热器一样，包括垂直地延伸的加热板106，该加热板106的位置 可根据需要通过调整器108改变，以在沉积时提供玻璃温度的均勻性。沉积模块102包括并入到其中的辐射加热器也是可能的，以便另外提供作为半导体材料而沉积的热气体。不论是位于出口装载闸站28的上游还是位于出口装载闸站内，冷却站36包括如 图8所示的包括辐射热吸收元件112的辐射热吸收器110，该辐射热吸收元件112以彼此 隔开且平行的关系垂直地延伸，且刚涂有半导体的垂直的玻璃片被放置在辐射热吸收元件 112之间，以用于冷却。辐射热吸收元件112具有对立的通常连续的平坦的表面113，在该 表面上，辐射热从热的涂有半导体的玻璃片中被吸收。调整器114控制辐射热吸收元件112 和玻璃片G之间的位置，以便提供冷却的均勻性。可使用不同的材料来提供加热站中的辐射加热板98、沉积模块102的任一辐射 加热器和每一个沉积站的辐射加热板106，以及冷却站的辐射热吸收元件112。例如，石墨 是可使用的相对便宜的材料，且具有良好的热导性，以便提供整体的均勻性和温度；但是 石墨即使在真空中也扁圆(oblates)，且对氧气敏感。也可使用α态金刚砂，因为它是无 孔的、抗震的和不受氧气影响的；但是，它也相对昂贵。可能的是，将加热器元件插入到加 热站和沉积站的辐射加热器内，或由例如具有镍铬耐热合金加热元件(Nichrome heating element)的石英管提供通过板的辐射热，使得板作为热量散布器而使用。其它的辐射加热 器设计也是可能的。在玻璃片加工期间，每一个玻璃片可在壳体模块内以单一的方向从入口端到出口 端输送，可在每一个模块内以向前和向后的方向震荡，或可向前移动一定长度且然后相继 地向后移动一较小的长度，例如以向前两步和向后一步的方式。如图9和图10所示，细长的玻璃片G可从相关的梭子42通过夹具悬挂，且玻璃片 的长轴可以是水平的或垂直的。垂直悬挂将提供较大的涂覆能力，但是需要较大垂直高度 的加热站、涂覆站和冷却站元件。不管玻璃片是如图9所示在水平细长的方向还是如图10所示在垂直细长的方向 悬挂和垂直地输送，所得到的玻璃片都将在它的上部末端40在玻璃片的相对地面对的两 个表面上变形为具有夹具标记44’。这些夹具标记44’来自由夹具和加热的玻璃片提供的 变形。这种位于上部末端的夹具标记44’位于如图5所示的氧化锡层78之上的半导体层 80和82的操作区域之外，且并不会负面影响所得到的玻璃片的操作，例如当作为光电板使 用时。在加热时，在输送的玻璃片的上部末端进行垂直地悬挂，这能保持玻璃片的平坦，且 也能促进以均勻的温度进行加热而不发生变化，例如，这种变化可能在输送器辊子上进行 加热时发生，在输送时，输送器辊子的辐射和传导会发生变化。现在将描述使用上述的用来提供光电板的系统20的特定的加工方法。这种加工 开始于涂有氧化锡的厚度为近似3. 2mm,尺寸为600mmX 1200mm即近似为24英寸X 48英寸 的玻璃片。起初，玻璃片底物的边缘是到1号铅笔(number 1 pencil)的菱形底子(diamond ground)，且被抛光来提供操作时的舒适性和消除裂缝，裂缝可导致操作和加热处理时的损 坏。磨边速度(edging speed)需要近似40mm每秒，即90英寸每分钟，以便得到进入系统 的每分钟两片的循环速率。在磨边之后，用适当的清洁剂清洗玻璃片底物，以移除微粒和提 供涂覆的准备，然后用去离子水冲洗，用来在空气干化之后提供无矿物质的表面。从系统20 的上游，适当的激光站将在玻璃片上印下代码，用于在工艺过程中进行产品控制和定位。为提供循环时间，将真空泵系统与装载闸室的体积匹配，以提供抽气时间，例如大 约21秒到20托。在装载间室体积为56立方英尺，泵速为580立方英尺每分钟的情况下，每一个装载闸站的输入和输出加上排气和抽气时间总计为60秒的总循环时间，其中，21秒 用于抽气时间，10秒用于输入装载闸站，10秒用于输出，而19秒用于提供门启动和大气排 放。在与图4有关的先前已描述过的系统加热站30中，玻璃片底物将被加热到近似 585°C，以为最初的半导体涂覆作准备。这个通过先前关于图6所描述的辐射加热器96进 行的加热将在最初的区域被提供约25千瓦每侧，而在随后的区域16千瓦每侧，且辐射热室 在近似680°C，以便在近似150秒内提供预期的580°C的玻璃表面底物温度。当然，对于正 被涂覆的特定的玻璃片，传送速度可以和所需温度一起变化。在与图4有关的先前已描述过的沉积模块32和34中沉积半导体材料时，通过如 图7所示的沉积模块102提供的热气与背部的辐射加热器104组合而保持底物处在均勻的 温度。垂直的定向消除了针孔、有核材料和冷凝蒸汽与玻璃片底物接触的可能。膜层厚度 的均勻性取决于玻璃片底物的温度和源蒸汽(source vapor)几何学，且电性能取决于粘住 表面的孔和先结核材料(pre nucleated material)的缺乏。在如图4所示的最初的沉积站32，用升华且被加热到950°C的温度的硫化镉气体 来施加提供N-层的硫化镉。被证实，涂覆速率将为约1000埃每秒到约900至1500埃的总 厚度，且沉积模块内的适当的检测设备将被用来扫描涂层厚度。先前关于图4所描述的第二沉积站34提供了 P-层的碲化镉层。玻璃片底物温度 将近似为605°C，碲化镉将升华且被加热到约1050°C，且涂层将通过可变的孔来提供，以控 制沉积速率，对于厚度约3微米，该沉积速率将被认为是2. 5微米每秒的速率。与图4有关的先前已描述过的冷却站36然后接收涂有半导体的玻璃片底物，用来 提供约400°C以下的冷却，以便防止涂覆的材料暴露于氧气和随后的与氧气的反应。虽然如 先前已描述过的一样，在出口装载间站内提供辐射冷却也是可能的，但这种工艺将导致增 加的出口时间，而该出口时间可增加循环时间。在涂覆的玻璃片离开出口装载闸站以便进行输递之后，适当的后面的冷却器将提 供适合操作的至约50°C的冷却。然后将测试碲化镉的厚度，用来确定正确性，将氯化镉的稀 释的水溶液喷洒或滚涂在半导体涂层之上，且然后加热玻璃片至约40(TC约15分钟，用来 促进光到电的转化。然后将处理的玻璃片用去离子水洗涤、冲洗和干燥。然后使用适当的 激光划片(laser scribing)和加工，以便随后将涂有半导体的玻璃片转换成光电板。为了获得对上面已描述过的系统20的更详细的描述，应参考美国专利申请系 列号(代理人案号No. WKSG 0101 PUSP)，在此由James E. Heider等人一起提出申请，标 题为 SYSTEM AND METHOD FOR GLASS SHEET SEMICONDUCTOR COATING AND RESULTANT PRODUCT (用于玻璃片半导体涂覆和所得到的产品的系统和方法)，它的整个公开内容在此 通过引用并入。参考图11，用于冷却涂有半导体的热玻璃片的系统20’的另一个实施方案与在图 1-10中所示的先前描述过的系统相似，除将要注意的，且因此具有应用于其相同的组件的 相同的参考数字，且大部分已有的描述是可应用的，且因此将不重复。如图11和12所示的系统20’具有辊子输送器116，该辊子输送器116包括卧式辊 子118，在卧式辊子118上，玻璃片G被输送通过系统，以便在它的向上地面向的表面上沉 积半导体材料。如图12所示的冷却站36的辐射热吸收器110具有以相对的关系彼此隔开的上部和下部辐射热吸收元件112 和IU1，辊子输送器116在上部和下部辐射热吸收元件 112 和IU1之间输送涂有半导体的玻璃片，以便辐射热吸收元件从其中吸收辐射热以提供 冷却。上部和下部辐射热吸收元件112 和IU1具有平坦的热吸收表面120和122，该热吸 收表面120和122分别从上面和下面面向被输送的玻璃片G以提供辐射冷却。更具体地， 上部热吸收元件112u的向下地面向的平坦的表面120通常是连续的。下部热吸收IlA具 有在输送器辊子118之间向上地凸出的隔开的部分124，并且，该隔开的部分124限定表面 122的向上地面向的热吸收表面部分126，用来提供从玻璃片G的下部表面的辐射热吸收。如图12所示，下部热吸收元件112具有整体的单一的构造，该构造包括下部底座 128，隔开的部分124从下部底座128向上地凸出到达输送器辊子118之间。下部隔开的表 面部分126的组合的面积因此少于上部连续表面120的总面积，且上部玻璃表面辐射热量 通过涂覆的半导体层，而下部玻璃表面不具有那样的涂层。此外，下部玻璃片表面也辐射和 传递热量到输送器辊子118。调整器114允许热吸收元件112 和IlA的调整，以便提供来 自上面和下面的相同的冷却，且因此保持玻璃在冷却时的平坦。应注意到，下部输送器辊子 118可通过烧结结合的熔融的硅石颗粒有利地制得，以便具有低的热膨胀系数，且因此防止 热变形。像之前描述的实施方案一样，上部和下部辐射热吸收元件IU1^PIU1两者可由石 墨或耐火材料制得，耐火材料优选地是α态金刚砂。虽然已经说明和描述了本发明的实施方案，但并不意味着这些实施方案说明和描 述了本发明的所有的可能形式。而是，在说明书中使用的词是描述性的词而不是限制性的 词，且应理解为可做各种变化而不偏离本发明的精神和范围。
权利要求
一种用于冷却涂有半导体的热玻璃片的系统，包括壳体，其界定真空室；输送器，其用于输送刚涂有半导体材料的热玻璃片通过所述真空室；以及冷却站，其包括辐射热吸收器，所述辐射热吸收器具有以对立的关系彼此隔开的辐射热吸收元件，所述涂有半导体的玻璃片在所述辐射热吸收元件之间输送，以便所述辐射热吸收元件从所述涂有半导体的玻璃片中吸收辐射热，从而提供冷却。
2.如权利要求1所述的用于冷却涂有半导体的热玻璃片的系统，其中，所述输送器具 有支持所述涂有半导体的玻璃片的上部末端的上部支持物，在穿过所述真空室和在所述辐 射热吸收器的所述辐射热吸收元件之间输送时，所述涂有半导体的玻璃片以垂直的方向从 所述上部支持物向下垂挂，且所述辐射热吸收器的所述辐射热吸收元件具有通常连续的平 坦的热吸收表面，所述通常连续的平坦的热吸收表面垂直地延伸且以隔开且平行的关系互 相对立，垂直地定向的涂有半导体的玻璃片在所述通常连续的平坦的热吸收表面之间输 送，以便进行冷却。
3.如权利要求1所述的用于冷却涂有半导体的热玻璃片的系统，其中，所述输送器包 括卧式辊子，所述卧式辊子在所述真空室内沿着所述壳体隔开，用来穿过所述真空室和在 所述辐射热吸收器的所述辐射热吸收元件之间水平地输送所述涂有半导体的玻璃片，所述 辐射热吸收器包括上部热吸收元件和下部热吸收元件，所述上部热吸收元件和所述下部热 吸收元件包括平坦的热吸收表面，所述上部热吸收元件具有被隔开在所述输送器辊子上面 的通常连续的向下地面向的热吸收表面，且所述下部热吸收元件包括位于所述输送器辊子 之间的隔开的部分，并且，所述隔开的部分具有向上地面向的热吸收表面部分，所述向上地 面向的热吸收表面部分被隔开在被输送的涂有半导体的玻璃片的下面。
4.如权利要求3所述的用于冷却涂有半导体的热玻璃片的系统，其中，所述下部热吸 收部分具有整体的单一的构造，所述整体的单一的构造包括下部底座，所述下部热吸收部 分的隔开的部分在所述输送器辊子之间从所述下部底座向上地凸出。
5.如权利要求1所述的用于冷却涂有半导体的热玻璃片的系统，其中，所述辐射热吸 性器由选自石墨和耐火材料的材料制得。
6.如权利要求1所述的用于冷却涂有半导体的热玻璃片的系统，其中，所述辐射热吸 收器是α态金刚砂。
7.如权利要求1所述的用于冷却涂有半导体的热玻璃片的系统，其中，所述输送器具 有支持所述涂有半导体的玻璃片的上部末端的上部支持物，在穿过所述真空室和在所述辐 射热吸收器的所述辐射热吸收元件之间输送时，所述涂有半导体的玻璃片在垂直的方向从 所述上部支持物向下地垂挂，且所述辐射热吸收器的所述辐射热吸收元件由耐火材料制 得，并具有通常连续的平坦的热吸收表面，所述通常连续的平坦的热吸收表面垂直地延伸 且以隔开且平行的关系互相对立，垂直地定向的涂有半导体的玻璃片在所述通常连续的平 坦的热吸收表面之间输送，以便进行冷却。
8.如权利要求1所述的用于冷却涂有半导体的热玻璃片的系统，其中，所述输送器包 括卧式辊子，所述卧式辊子在所述真空室内沿着所述壳体隔开，用来穿过所述真空室和在 所述辐射热吸收器的所述辐射热吸收元件之间水平地输送所述涂有半导体的玻璃片，所述 辐射热吸收器包括上部热吸收元件和下部热吸收元件，所述上部热吸收元件和所述下部热吸收元件由耐火材料制得，并包括平坦的热吸收表面，所述上部热吸收元件具有被隔开在 所述输送器辊子上面的通常连续的向下地面向的热吸收表面，且所述下部热吸收元件包括 位于所述输送器辊子之间的隔开的部分，并且，所述隔开的部分具有向上地面向的热吸收 表面部分，所述向上地面向的热吸收表面部分被隔开在被输送的涂有半导体的玻璃片的下
9.如权利要求8所述的用于冷却涂有半导体的热玻璃片的系统，其中，耐火材料的所 述下部热吸收部分具有整体的单一的构造，所述整体的单一的构造包括耐火材料的下部底 座，所述下部热吸收部分的耐火材料的隔开的部分在所述输送器辊子之间从所述耐火材料 的下部底座向上地凸出。
10.如权利要求1所述的用于冷却涂有半导体的热玻璃片的系统，其中，所述输送器包 括卧式辊子，所述卧式辊子在所述真空室内沿着所述壳体隔开，用来穿过 所述真空室和在 所述辐射热吸收器的所述辐射热吸收元件之间水平地输送所述涂有半导体的玻璃片，所述 辐射热吸收器包括上部热吸收元件和下部热吸收元件，所述上部热吸收元件和所述下部热 吸收元件由耐火材料制得，并包括平坦的热吸收表面，所述上部热吸收元件具有被隔开在 所述输送器辊子上面的通常连续的向下地面向的热吸收表面，且所述下部热吸收元件具有 整体的单一的构造，所述整体的单一的构造包括下部底座和在所述输送器辊子之间从所述 底座向上地凸出的隔开的部分，并且，所述隔开的部分具有向上地面向的热吸收表面部分， 所述向上地面向的热吸收表面部分被隔开在被输送的涂有半导体的玻璃片的下面。
11.一种用于冷却涂有半导体的热玻璃片的方法，包括在真空室内将刚涂有半导体材料的热玻璃片输送到一对隔开的辐射热吸收元件之间， 所述一对隔开的辐射热吸收元件接收来自涂覆的玻璃片的辐射热，用来提供冷却。
12.如权利要求11所述的用于冷却涂有半导体的热玻璃片的方法，其中，所述涂有半 导体的热玻璃片在垂直地延伸的方向由输送器在涂覆的玻璃片的上部末端支持着来输送， 且被输送到垂直地延伸的辐射热吸收元件之间，以便进行冷却。
13.如权利要求11所述的用于冷却涂有半导体的热玻璃片的方法，其中，所述涂有半 导体的热玻璃片以水平地延伸的方向在辊子输送器的辊子上输送到上部辐射热吸收元件 和下部辐射热吸收元件之间，并且半导体材料向上面向所述上部热吸收元件。
14.如权利要求13所述的用于冷却涂有半导体的热玻璃片的方法，其中，所述涂有半 导体的热玻璃片通过上部辐射热吸收元件从上部来冷却，所述上部辐射热吸收元件具有连 续的向下地面向的表面。
15.如权利要求13所述的用于冷却涂有半导体的热玻璃片的方法，其中，所述涂有半 导体的热玻璃片通过下部辐射热吸收元件从下部来冷却，所述下部辐射热吸收元件具有在 所述输送器辊子之间向上地凸出的隔开的部分。
16.如权利要求13所述的用于冷却涂有半导体的热玻璃片的方法，其中，所述涂有半 导体的热玻璃片通过上部辐射热吸收元件从上部来冷却，所述上部辐射热吸收元件具有连 续的向下地面向的表面，且其中，所述涂有半导体的玻璃片通过下部辐射热吸收元件从下 部来冷却，所述下部辐射热吸收元件具有在所述输送器辊子之间向上地凸出的隔开的部 分。
17.如权利要求11所述的用于冷却涂有半导体的热玻璃片的方法，其中，所述涂有半导体的热玻璃片在由耐火材料制得的辐射热吸收元件之间来冷却。
18.如权利要求11所述的用于冷却涂有半导体的热玻璃片的方法，其中，所述涂有半 导体的热玻璃片在由α态金刚砂制得的辐射热吸收元件之间来冷却。
全文摘要
用于在真空室(24)内的冷却站(36)内冷却涂有半导体的热玻璃片的系统(20、20’)和方法。在辐射热吸收器(110)的辐射热吸收元件(112)之间输送涂有半导体的热玻璃片，用来提供冷却。在一个实施方案中，垂直地输送玻璃片来冷却，而在另一个实施方案中，水平地输送玻璃片。
文档编号C03B13/00GK101959810SQ200980107276
公开日2011年1月26日 申请日期2009年1月5日 优先权日2008年1月28日
发明者加里·T·法伊科施, 詹姆士·E·海德 申请人:威拉德&凯尔西太阳能集团有限责任公司