蒸汽分配装置及其用于太阳能板的方法
【专利摘要】本发明提供了一种装置，包括连接至蒸汽源并且具有多个喷嘴的歧管、内圆筒和包括内圆筒的外圆筒，其中，内圆筒与外圆筒之间存在限定的空间。内圆筒或外圆筒中的一个相对于内圆筒或外圆筒中的另一个是可旋转的。外圆筒具有连接至歧管的入口以接收来自喷嘴的蒸汽。外圆筒具有用于分配蒸汽的出口。本发明还提供了一种蒸汽分配装置用于太阳能板的方法。
【专利说明】蒸汽分配装置及其用于太阳能板的方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及薄膜太阳能电池的制造工艺。
【背景技术】
[0002]太阳能电池是用于从太阳光直接产生电流的光伏组件。在可被称为太阳能电池基板、太阳能板或太阳能模块的基板上提供多个太阳能电池。太阳能电池基板从太阳光获取能量。太阳光中的光子撞击太阳能电池并通过包括诸如Cu(In，Ga)Se2 (CIGS)、硅或其他吸收材料的吸收层吸收光子。通过光子，带负电的电子从它们的原子中释放，从而引起电位差。电流开始流经太阳能电池材料以抵消电位差并且产生电流。将由太阳能电池基板上的大量太阳能电池产生的电流制约并且连接到电力传输介质(例如，电缆)。
[0003]由于其高效率、长期稳定的性能和低成本生产的潜力，诸如CuInSe2 (CIS)、Cu (In，Ga) Se2 (CIGS)和CdTe化合物半导体的多晶薄膜吸收膜在光伏太阳能电池中非常重要。在形成CIGS吸收层中，成功沉积硒是重要的，因为硒流量控制最后黄铜矿相的形成和结晶的质量。对于在整个太阳能模块或太阳能光伏板上方的大规模的沉积，很难保持硒的均匀性。不均匀的硒分布影响吸收层的质量。
【发明内容】
[0004]根据本发明的一个方面，提供了一种装置，包括:歧管，连接至蒸汽源，歧管具有多个喷嘴；内圆筒；以及外圆筒，容纳内圆筒并且在内圆筒与外圆筒之间限定空间，内圆筒和外圆筒中的一个相对于内圆筒和外圆筒中的另一个是可旋转的，外圆筒具有连接至歧管的入口以接收来自喷嘴的蒸汽，外圆筒具有用于分配蒸汽的出口。
[0005]优选地，出口是细长形的槽。
[0006]优选地，出口是可调节的矩形窗口。
[0007]优选地，该装置还包括连接以旋转内圆筒或外圆筒的电动机。
[0008]优选地，该装置还包括用于加热内圆筒和/或外圆筒的加热器。
[0009]优选地，该装置还包括用于保持外圆筒的温度高于内圆筒的温度的加热控制器。
[0010]优选地，出口距离入口约270度。
[0011]优选地，内圆筒是可旋转的，并且外圆筒是静止的。
[0012]优选地，该装置还包括输送机以输送太阳能板基板经过外圆筒的出口。
[0013]优选地，该装置还包括可旋转基板支架，可旋转基板支架被配置为支撑太阳能板基板并且移动太阳能板基板经过外圆筒的出口。
[0014]根据本发明的另一方面，提供了一种装置，包括:歧管，连接至蒸汽源，歧管具有多个喷嘴；圆柱形重分配容器，具有连接至歧管以接收来自喷嘴的蒸汽的入口和分配蒸汽的出口 ；以及用于支撑太阳能板基板并且移动太阳能板基板经过出口的装置。
[0015]优选地，重分配容器包括:可旋转的内圆筒；静止的外圆筒，容纳内圆筒并且在内圆筒与外圆筒之间限定空间，外圆筒包括入口和可调节的构成出口的矩形窗口；以及电动机，连接以旋转内圆筒。
[0016]优选地，该装置还包括:至少一个加热器，用于加热内圆筒和/或外圆筒；以及加热控制器，用于保持外圆筒的温度高于内圆筒的温度。
[0017]根据本发明的又一方面，提供了一种方法，包括:将来自歧管的多个喷嘴的蒸汽注入重分配容器的入口，重分配容器具有出口 ；在重分配容器内混合蒸汽，使得出口处的蒸汽密度比入口处的蒸汽密度更加均匀；以及将来自重分配容器的出口的蒸汽分配到太阳能板基板上。
[0018]优选地，重分配容器包括可旋转的内圆筒和外圆筒，在内圆筒和外圆筒之间存在空间；在空间中执行混合步骤；以及混合步骤包括旋转内圆筒。
[0019]优选地，重分配容器包括可旋转的内圆筒和外圆筒，在内圆筒和外圆筒之间存在空间；在空间内执行混合步骤；方法还包括加热内圆筒和/或外圆筒。
[0020]优选地，加热步骤包括保持外圆筒的温度高于内圆筒的温度。
[0021]优选地，该方法还包括调整出口的长宽比。
[0022]优选地，出口包括细长形的窗口，并且调整步骤包括滑动板以部分覆盖或完全揭开窗口。
[0023]优选地，该方法还包括移动太阳能板基板经过出口，出口包括与太阳能板的移动方向垂直的细长形的槽或窗口。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1是根据本发明的一些实施例的用于在制造光伏太阳能电池中使用蒸汽沉积系统的不意图；
[0025]图2示出了图1的内圆筒；
[0026]图3示出了图1的外圆筒；
[0027]图4示出了图3的外圆筒的变型；
[0028]图5A和图5B示出了图1中所示的入口和出口的相对位置的两个实例；
[0029]图6示出了在具有循环输送机的系统中的图1的装置；
[0030]图7示出了通过汽相沉积来沉积两种不同材料的图6的系统的变型；
[0031]图8示出了包括图1的装置的转盘式太阳能板沉积系统；
[0032]图9示出了多个如图1所示的汽相沉积装置的布置；
[0033]图10是使用图1的装置的方法的实施例的流程图；
[0034]图1lA和图1lB示出了图1的内圆筒的变型；
[0035]图12示出了图1的内圆筒的另一个变型；
[0036]图13是具有非圆形内圆筒的蒸汽分配装置的实施例的平面图；
[0037]图14是具有两个分开的蒸汽源的蒸汽分配装置的实施例的示意图；
[0038]图15是自身具有蒸发源和分配喷嘴的内圆筒的实施例的示意图。
【具体实施方式】
[0039]示例性实施例的说明旨在结合附图进行阅读，附图被认为是整个说明书的一部分。在描述中，相关术语如“低于”“高于”“水平的”“垂直的”“在上面”“在下面”“上”“下”“顶部”和“底部”，也包括其衍生词(如“水平地” “向下地” “向上地”等)应该解释为是指在所讨论的附图中描述或示出的方位。这些相关术语仅为描述的方便而不要求装置以特定方位进行构造或操作。除了特别说明，术语附接、耦合等(诸如“连接”和“互连”)是指结构间直接或通过其间结构间接互相固定或附接的关系，也包括可移动或刚性的附接或关系。
[0040]为了使用汽相沉积以提高太阳能光伏板薄膜的均一性，提供装置(图1中的110)使得不均匀的蒸汽分配更加均匀。在一些实施例中，将蒸汽注入两个同心圆筒112和130之间的空间113，并且从空间113的另一部分中的孔或窗口 134处排放出来。同心圆筒装组件110的结构适于促进空间113内的蒸汽密度的均质化。
[0041]图1是汽相沉积装置100的示意正视图。装置100包括被配置为包含具有至少一个分配喷嘴103的至少一个歧管102的腔室101，以及至少一块待涂覆从喷嘴103分配的蒸汽的基板150。虽然示出了圆柱形蒸发歧管102，但也可以使用具有其他配置(例如，具有一个或多个平面)的歧管。
[0042]在一些实施例中，基板150是薄膜太阳能电池或具有多个薄膜太阳能电池的板。这些太阳能电池或板150包括形成于基板上方起着光吸收材料作用的光伏薄膜。用于下面的基板的合适的材料包括但不限于，例如，玻璃(诸如钠钙玻璃)、陶瓷、诸如不锈钢薄片和铝薄片的金属或诸如聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、高分子碳氢化合物、纤维素聚合物、聚碳酸酯、聚醚以及它们的组合等的聚合物。吸收膜形成于基板上方。
[0043]在一些实施例中，吸收材料是铜铟镓(二)硒(CIGS)，即由铜、铟、镓和硒组成的1-1I1-VI2族半导体材料。CIGS是硒化铜铟(通常缩写为“CIS”)和硒化铜镓的固溶体。CIGS是四面键合半导体，其具有黄铜矿晶体结构和在约1.0eV (对于硒化铜铟)到约1.7eV (对于硒化铜镓)之间连续变化的带隙。
[0044]在实施例中，光伏电池可以包括P型材料。例如，吸收层可以是P型硫属化物材料。在又一个实施例中，吸收层可以是CIGSjP Cu (In，Ga) Se2材料。在其他实施例中，硫属化物材料包括但不限于 Cu (In, Ga) (Se, S) 2 或 “CIGSS”、CuInSe2' CuGaSe2, CuInS2 和 Cu (In, Ga)S2，硫属化物材料可用作吸收层材料。可用于形成吸收层的合适的P型掺杂剂包括但不限于硼(B)或元素周期表中的II族或III族的其他元素。在另一个实施例中，吸收层可包括η型材料,包括但不限于硫化镉(CdS)。
[0045]在其他实施例中，光伏材料是非晶娃(a-Si)、原晶娃(protocrystalline)、纳米晶(nc-Si或nc-S1:H)、黑硅或其他薄膜硅(TF-Si)、碲化镉(CdTe)、染料敏感太阳能电池(DSC)或其他有机太阳能电池材料。
[0046]例如，在一些实施例中，将包括起始钥(Mo)双层的背面电极首先溅射到玻璃、金属箔或聚合物基板上以作为第一电极层。在Mo层中划出Pl微沟道。然后将前文所述的光伏(吸收)层沉积在Mo层上方。在一些实施例中，钠层从蒸发源沉积到背面电极上方。在一些实施例中，通过共蒸法从一个或多个蒸发源104进入至腔室101中沉积一个或多个吸收CIGS前体。然后通过溅射、原子层沉积(ALD)或化学浴沉积(CBD)形成缓冲层CdS、AnS或InS0划出P2微沟道。然后，将第二电极层(例如，氧化锌(1-ZnO)或铝掺杂的ZnO (ΑΖ0)、硼掺杂的ZnO (BZO))溅射到缓冲层上方(或通过金属有机化学汽相沉积MOCVD形成)。然后形成P3划线。在一些实施例中，在划出P3之后，也可以使用蒸发方法沉积诸如氟化镁(MgF2)的抗反射涂层。
[0047]进行沉积的腔室101通过合适的真空泵(未示出)保持真空。提供真空出口 117以用于排出腔室101的空气。装置100适用于加工基板150，基板150的表面区域大于将要沉积的材料所经过的歧管102的截面。因此，在诸如太阳能板的大型基板的情况下，材料不能同时沉积在基板150的整个表面区上方。在一些实施例中，使基板150在循环输送机180(图6、图7)上运输通过腔室101。在其他实施例中，将基板150分批放置在转盘式装置上(图8)。在任何类型的沉积装置中，材料沉积在基板150的每个区域上，当那些区域经过蒸汽喷雾器136时。
[0048]在一些实施例中，如图1所示，歧管102具有多个喷嘴103，喷嘴103经过与太阳能电池基板的宽度相对应的线来传送蒸汽。宽度方向垂直于运送基板150经过歧管102的输送机180(或圆盘传送带400)的移动方向。在一些实施例中，喷嘴103的直径介于约1.5mm至约3mm之间，而喷嘴103之间的距离介于约2.5cm至约3cm之间。
[0049]蒸发源104供给蒸汽。在一些实施例中，蒸发源104包括内表面涂有钛的不锈钢罐。出于简化，小喷嘴103的线性结构在本发明中称为“线源”。在一些实施例中，气体导管106中提供可控的气体阀(未示出)以控制蒸汽从蒸发源104的喷出速率。
[0050]气体导管106将歧管102连接到蒸发源104。在一些实施例中，导管106具有位于其上或邻近的加热器(未示出)以加热导管至通过导管运送的蒸汽的熔点以上的温度。
[0051]在本说明书中，省略了对密封和紧固硬件(fastener hardware)的论述。本领域普通技术人员可容易地将这些元件酌情应用于密封和连接各个容器及导管。
[0052]如果放置线源102使得喷嘴103直接喷射到太阳能板基板(solar panelsubstrate) 150上以实现大范围的沉积，喷嘴103之间的流率的均匀性(或不均匀性)可影响沉积的层的均匀性。对于大型喷射系统，由于歧管内的不同的分压分布，歧管102中的每个喷嘴103都表现出不同的喷射行为。例如，如果将蒸汽注入歧管的一端，对于接近供给端的喷嘴，压力通常是最大的，而对于歧管的另一端的喷嘴，压力是最小的。此外，如图2所示，一个或多个喷嘴103随着时间而出现的部分堵塞可引起流量进一步的差别，使得蒸汽密度可在歧管102的供给端和其相对端之间非线性地变化。
[0053]如图1至图5B所示，蒸汽分配装置110包括圆柱形再分配容器130，圆柱形再分配容器130具有连接至歧管102以接收来自喷嘴103的蒸汽的入口 108，以及分配蒸汽136的出口 134。
[0054]在一些实施例中，蒸汽分配装置110包括内圆筒112和容纳内圆筒的外圆筒130，其中内圆筒112与外圆筒130之间的空间定义为空间113。在一些实施例中，内圆筒112相对于外圆筒130是可旋转的。外圆筒130具有连接至歧管102以接收来自喷嘴103的蒸汽的入口 108。外圆筒130具有用于分配蒸汽136的出口 134。
[0055]在一些实施例中，内圆筒112和外圆筒130包括根据其耐热特性选择的材料以避免蒸汽的冷凝。内圆筒112和外圆筒130可包括不锈钢、石墨复合材料、碳复合材料或其他材料。在一些实施例中，内圆筒112和外圆筒130具有涂层。
[0056]内圆筒112和外圆筒130可以是任何尺寸。在一些实施例中，内圆筒112和外圆筒130的高度至少与线源的长度一样大。具有喷嘴103的歧管102的尺寸是选择内罐112和外罐130的尺寸的主要因素。例如，在一个实施例中，歧管102的长度是60cm ;而内圆筒112和外圆筒130的高度是50cm至70cm。
[0057]如图1所示，重分配装置连接有电动机116以使内圆筒112或外圆筒130环绕纵向轴线114旋转。电动机可以是AC电动机、DC有刷电动机或DC步进电动机。
[0058]控制器118控制电动机的工作以旋转内圆筒112。控制腔室101工作的控制器118可应用处理器(例如，嵌入式处理器或外部微型计算机)来实现。
[0059]控制器118控制内圆筒的旋转以促进蒸汽的混合并且提高内圆筒与外圆筒之间的空间113内的蒸汽密度的均匀性。
[0060]控制器118可以控制内圆筒112的旋转以控制入口 108与出口 134之间的空间113内的蒸汽流是否为层流或湍流。蒸汽流是否是层流或湍流也取决于内圆筒112和外圆筒130之间的间距。窄间距和/或低转速提供蒸汽行为更具均匀性的层流，但使得离开出口 134并且沉积在基板150上的蒸汽流量136较低。另一方面，宽间距和/或更快转速提供相对较高的蒸汽流量。在一些实施例中，宽间距和/或快转速导致湍流。
[0061]内圆筒112和外圆筒130之间的间距115通常是固定的。因此，如果通常所期望的是层流，则选择内圆筒112和外圆筒130之间的窄间距115，或者如果通常所期望的是湍流，则选择内圆筒112和外圆筒130之间的宽间距115。在操作过程中，控制器118对旋转速度的调整取决于所期望的工艺或流量。
[0062]如果所期望的是瑞流，附加的技术可用于增加流体的紊动(turbulence)。例如，内圆筒112和外圆筒130的筒壁之间的大温差可引起湍流。当内圆筒112的筒壁比外圆筒130的筒壁具有更低的温度时，蒸汽将倾向于在内壁处更加密集。这将有助于旋转过程中分子的重分布。在一些实施例中，内圆筒112和外圆筒130的温度均大于待沉积材料的蒸发温度。在一些实施例中，内圆筒112的温度与外圆筒130的温度大致相同或稍低于外圆筒130的温度。
[0063]在一些实施例中，为了加热内圆筒，在内圆筒112上提供至少一个加热器120 (图
2)。在一些实施例中，为了加热外圆筒，在外圆筒130上提供至少一个加热器142 (图4)。示例性地示出了加热器120和142。加热器120和142可具有多种结构以促进从空间113的顶部到空间113的底部的均匀加热。例如，在一些实施例中，加热器120和142被配置为从空间113的顶部延伸到空间113的底部。在一些实施例中，加热器120和/或142围绕内圆筒112或外圆筒130的整个圆周360度延伸。在其他实施例中，加热器120和/或142围绕圆周部分延伸，例如，90度或180度。
[0064]在一些实施例中，提供加热控制器122以用于维持外圆筒130的温度大于内圆筒112的温度。温度传感器121感测圆筒112和130的表面温度，并且将温度反馈信号提供给加热控制器122。加热控制器122对感测到的温度与设定值进行比较并且相应地调整输送至加热器120和142的电流。温度控制可以是不具有滞后或具有滞后的加热器的简单地打开/关闭的控制。在一些实施例中，提供的电流与设定值和感测到的温度之间的差值是成比例的。在其他实施例中，使用比例积分(PI)控制、比例微分(PD)控制或比例积分微分(PID)控制。
[0065]在一些实施例中，单一加热器控制单元122控制加热器120和142 (分别如图2和图4所示)。例如，在一些实施例中，对于每一类型待沉积的材料，加热器控制单元122对每个内圆筒加热器120和每个外圆筒加热器142都有相应的预先设定值温度。对于闭合回路控制，在蒸汽沉积过程中感测圆筒112和130的温度，而加热器控制单元122控制供给加热器的电流以维持温度在设定值。在一些实施例中，加热控制器122也控制附加的加热器(未示出)以控制歧管102及其喷嘴103以及蒸汽源104的温度。
[0066]在一些实施例中，加热器控制单元122是编程通用处理器。在其他实施例中，加热器控制单元122是嵌入式微控制器或微处理器或是可编程逻辑控制器(PLC)。
[0067]在其他实施例中，提供两个分开的加热器控制单元(未示出)以分别控制加热器120 和 142。
[0068]在其他实施例中，通过操作腔室的同一处理器118(图1)来控制加热器120和142。
[0069]在其他实施例中，提供了用于引起空间113中湍流的其他方法。例如，内圆筒112和/或外圆筒130的表面可以是有纹理的(例如，成脊状的或有凸边的)以促进湍流并提高混合。
[0070]在一些实施例中，出口 134是如图3中所示的细长槽形的固定孔径(例如，矩形)。出口 134可以与入口 108具有大致相同的尺寸，但是出口 134处的蒸汽密度的均匀性好于入口 108处的蒸汽密度的均匀性。
[0071]在其他实施例中，如图4所示，出口 134是可调节的矩形窗口。例如，可滑动的板144可以部分地覆盖矩形孔径。通过向左或向右滑动板，可以调节矩形孔径的长宽比。当打开窗口时，出口 134的长宽比减小，并且在任何一个时间均将蒸汽提供到基板150的大面积上。
[0072]虽然示出了内圆筒112旋转而外圆筒130静止的实例，但是在其他实施例中(未示出)，外圆筒130相对于内圆筒112是可旋转的。由于为了沉积材料，外圆筒130的出口134面对着基板，所以外圆筒130是不可360度连续旋转的。例如，外圆筒可跨越窄角往复旋转运动，使得出口从基板150的一端往复经过基板的另一端。在一些实施例中，取决于出口 134与基板150之间的距离以及基板150的长度，往复运动所对的角在约30度至约120度之间。在外圆筒130具有往复运动的实施例中，外圆筒130配置有步进电动机以提供期望范围内的精确的往复运动。
[0073]在其他实施例中，内圆筒112具有用于连续旋转的第一电动机，而外圆筒130具有用于往复运动的单独的电动机(未示出)。
[0074]图1的蒸发装置100也适用于将材料沉积至其他类型和尺寸的基板上，包括但不限于半导体晶圆。
[0075]将出口 134放置于与入口 108有一定距离的位置处以期望在入口和出口之间提供良好的混合。例如，在一些实施例中，如图5A所示，出口 134远离入口约180度。在其他实施例中，如图5B所示，出口 134远离入口约270度。如果内圆筒112缓慢旋转(例如，为引起层流)，然后，如图5B所示的大角度在入口 108与出口 134之间提供更好的混合。空间113内的压力偏差在到达出口 134前达到平衡。
[0076]蒸汽重分配装置110可包括在具有各种结构的蒸汽沉积系统中。
[0077]图6至图8示出了用于支撑太阳能板基板150和移动太阳能板基板经过蒸汽重分配装置100的出口 134的各种方法。图6和7是示出了用于在太阳能板基板上沉积蒸汽的输送式系统200和300的示意图。为了清楚地描述，在图6和7中省略了其他部件(诸如腔室101)，但应该被理解为其他部件是存在的。
[0078]图6示出了具有单一循环输送机180和单一蒸汽分配装置100以输送太阳能板基板150经过外圆筒130的出口 134的装置200。在一些实施例中，这种装置可用于连续沉积单一材料的蒸汽。在其他实施例中，图6的装置可相继地应用来自多个不同蒸汽源104的蒸汽。第一材料的蒸汽流关闭，而第二材料流开启。如果装置是将多种材料应用至同一基板150，在不改变输送机方向的情况下，基板可从输送机的右侧返回到左侧，或者可使输送方向反向以应用第二材料。
[0079]图7示出了具有单一连续输送机180和多个蒸汽分配装置100的装置300。每个装置100都连接至相应的不同的蒸汽源104 (图7中未示出)上。在一些实施例中，每个装置100都具有相应的加热控制器122。在其他实施例中，单一加热控制器122控制加热器120和142，但是每个加热器120和142都具有自身的设定值温度。在不中断输送机180的移动或中断蒸汽流的情况下，图7的系统300提供两个蒸汽源104的连续地沉积。相对于图6中的装置，简化了操作，因为图7中的输送机180进行单程就可在基板150上沉积两种材料。
[0080]图8示出了具有作为基板支架的可旋转圆盘402的分批式装置400，基板支架被配置为支撑太阳能板基板150并且移动太阳能板基板150经过外圆筒130的出口 134。在一些实施例中，提供了单一蒸汽分配装置100。在一些实施例中，围绕圆盘400的其他位置(未示出)可包括附加的蒸汽分配装置100以同时在一块或多块相应的附加的基板上沉积一种或多种附加的材料。在一些实施例中，围绕圆盘400的其他站(未示出)可执行其他功能(例如，溅射)。
[0081]图9示出了三个蒸汽分配装置10a至10c的另一种布置500以在同一基板150上同时沉积三种材料。可选地，三个蒸汽分配装置100可在圆盘402周围分隔布置以同时将三种不同的材料沉积在三个不同的基板上。
[0082]图10是根据一些实施例的蒸汽沉积的方法的流程图。在一个实施例中，装置用于沉积蒸发源104的硒。基于硒(221°C)与硫(115°C)的熔点以及硒(685°C)与硫(444°C)的沸点，Se蒸汽源的温度保持在约300°C至约400°C。在一些实施例中，歧管102和喷嘴103保持在从约450°C到约550°C之间的各自的温度。
[0083]在步骤1000中，调整出口 134的窗口的长宽比，使得出口 134具有期望的宽度。在一些实施例中，出口 134包括细长的窗口，并且该调整包括滑动板144从而部分覆盖或完全揭开窗口。在一些实施例中，移动板144以使窗口加宽或使窗口变得更窄。在一些实施例中，手动进行调整。在其他实施例中，驱动器(未示出)移动板144。处理器118可根据沉积的材料的类型控制板144的重新定位。
[0084]在步骤1002中，蒸汽从歧管102的多个喷嘴103注入重分配容器110的入口 108。重分配容器具有出口 134。
[0085]在步骤1004中，旋转内圆筒。
[0086]在步骤1006中，加热内圆筒112或外圆筒130中的至少一个，从而加热接近于加热的表面的边界层内的气体。在一些实施例中，保持外圆筒130的温度高于内圆筒112的温度。
[0087]在步骤1008中，在重分配容器110的空间113内混合蒸汽，使得出口 134处的蒸汽密度比入口 108处的蒸汽密度更加均匀(从出口 134的顶部到出口 134的底部)。
[0088]在步骤1010中，将蒸汽136从重分配容器110的出口 134分配到太阳能板基板150 上。
[0089]在步骤1012中，使太阳能板基板移动经过出口 134，其中，出口 134包括与太阳能板的移动方向垂直的细长形的槽或窗口。
[0090]虽然图10以一个顺序示出了各步骤，但是图10的顺序不用于限制，并且可以以其他顺序执行那些步骤。另外，一些步骤可以同时执行。例如，在一些实施例中，步骤1002至步骤1012全部同时执行。
[0091]虽然上文描述了用于沉积硒的蒸汽分配装置100的实例，但是装置可用于任何的蒸汽源以提高分配的同质性。例如，装置可用于在铟、镓、硫、蒸汽、金属氧化物化学汽相沉积(MOCVD)工艺中的金属前体等。
[0092]图1lA和IlB示出了图1的内圆筒112的变型。在图1lA和IlB中，在内圆筒112的侧表面上提供了多个刀片(叶片)1101以促进混合。刀片可具有各种形状和尺寸。虽然图1lA示出的刀片都是向下倾斜并且互相平行，但是可使刀片定向在相对的斜面(例如，一个向上倾斜的刀片和一个向下倾斜的刀片)。
[0093]图12示出了内圆筒112的另一个变型，其中，内圆筒112的侧表面1200是有纹理的以促进湍流并且更好地混合。例如，在一些实施例中，表面1200具有凸脊。在其他实施例中，表面1200是有凸边的。
[0094]图13是蒸汽分配装置1300的实施例的平面图，其中，内圆筒1302具有表面曲率变化以促进内圆筒1302与外圆筒130之间的蒸汽的混合。在图13的实例中，内圆筒1400是椭圆形的。在其他实施例中(未示出)，内圆筒可具有卵形(蛋形)截面。在其他实施例中(未示出)，内圆筒的曲率可以以不规则的方式变化。
[0095]图14示出了蒸汽分配装置1400的另一个实施例，其中，蒸汽分配装置1400具有两个分开的歧管102，每个歧管102都通过相应的导管10由相应的蒸汽源104注入蒸汽。每个歧管102具有相应的分配喷嘴103组。装置1400可用于同时地混合和分配来自蒸汽源104的两种不同的材料。
[0096]图15示出了内圆筒1512的另一个实施例，内圆筒1512具有它自己的单独的蒸汽入口 1516和它自己的一组蒸汽分配喷嘴1520。蒸汽1518进入蒸汽入口 1516并且在各个喷嘴1520中进行分配。接近入口 1516的喷嘴1520处的分配的蒸汽1522的密度可大于远离入口 1516的喷嘴处的蒸汽1522的密度。内圆筒1512相对于外圆筒130的相对旋转促进蒸汽的混合，使得离开外圆筒130的窗口 134的蒸汽的密度比离开喷嘴1520的蒸汽的密度更加均匀。
[0097]在一些实施例中，内圆筒1512 (具有它自己的蒸汽入口 1516)替代图1中的内圆筒112以提供第二蒸汽源1518。在一些实施例中，蒸发源供给内圆筒1512的蒸汽入口 1516的蒸汽1518分配不同于蒸汽源104供给外圆筒的歧管102的材料。这允许多种前体在内圆筒1512与外圆筒之间的空间内混合。在一些实施例中，图15的内圆筒1512与图14的外圆筒1400 —起使用，从而允许混合三种不同前体。在其他实施例中，内圆筒和外圆筒分配相同的材料。
[0098]在各个实施例中，蒸汽分配装置可包括与图1、图1lA和图11B、图12、图13或图15中所示的任何内圆筒结构结合的图1、图4、图5A、图5B或图14中所示的任何外圆筒结构，并且可包括图2或图4中所示的任何温度控制器。另外，任何蒸汽分配装置都可包括在图6、图7、图8或图9所示的任何系统中。各种公开的实施例包括所有这些结合。
[0099]在一些实施例中，一种装置包括连接到蒸汽源并且包括多个喷嘴的歧管、内圆筒以及包括内圆筒并且在它们之间限定一个空间的外圆筒。内圆筒或外圆筒中的一个相对于内圆筒或外圆筒的另一个是可旋转的。外圆筒具有连接至歧管的入口以接收来自喷嘴的蒸汽。外圆筒具有用于分配蒸汽的出口。
[0100]在一些实施例中，出口是细长形的槽。
[0101]在一些实施例中，出口是可调节的矩形窗口。
[0102]一些实施例还包括连接以旋转内圆筒或外圆筒的电动机。
[0103]—些实施例还包括用于加热内圆筒或外圆筒中的至少一个的至少一个加热器。
[0104]一些实施例还包括用于保持外圆筒的温度高于内圆筒的温度的加热控制器。
[0105]在一些实施例中，出口距离入口约270度。
[0106]在一些实施例中，内圆筒是可旋转的，而外圆筒是静止的。
[0107]一些实施例还包括用于输送太阳能板基板经过外圆筒的出口的输送机。
[0108]一些实施例还包括被配置为支撑太阳能板基板并且移动太阳能板基板经过外圆筒的出口的可旋转的基板支架。
[0109]在一些实施例中，一种装置包括连接到蒸汽源的歧管，歧管具有多个喷嘴。圆柱形的重分配容器具有连接至歧管的入口以接收来自喷嘴的蒸汽，以及分配蒸汽的出口。提供了用于支撑太阳能板基板并且移动太阳能板基板经过出口的工具。
[0110]在一些实施例中，重分配容器包括:可旋转的内圆筒；以及包括内圆筒并且在它们之间限定一个空间的静止的外圆筒。外圆筒包括入口和可调节的构成出口的矩形窗口。连接电动机IS以旋转内圆筒。
[0111]—些实施例还包括用于加热内圆筒或外圆筒中的至少一个的至少一个加热器；以及用于保持外圆筒的温度高于内圆筒的温度的加热控制器。
[0112]在一些实施例中，一种方法包括将来自歧管的多个喷嘴的蒸汽注入重分配容器的入口，重分配容器具有出口。蒸汽在重分配容器内混合，使得出口处的蒸汽密度比入口处的蒸汽密度更加均匀。蒸汽从重分配容器的出口分配到太阳能板基板上。
[0113]在一些实施例中，重分配容器包括可旋转的内圆筒和外圆筒，在它们之间存在空间；在空间内执行混合步骤；并且混合步骤包括旋转内圆筒。
[0114]在一些实施例中，重分配容器包括可旋转的内圆筒和外圆筒，在它们之间存在空间；以及在空间内执行混合步骤。加热内圆筒或外圆筒中的至少一个。
[0115]在一些实施例中，加热步骤包括保持外圆筒的温度高于内圆筒的温度。
[0116]一些实施例还包括调整出口的长宽比。
[0117]在一些实施例中，出口包括细长形的窗口，以及调整包括滑动板以部分覆盖或完全揭开该窗口。
[0118]一些实施例还包括使太阳能板基板移动经过出口，其中，出口包括与太阳能板的移动方向垂直的细长形的槽或窗口。
[0119]在本发明描述的方法和系统至少以计算机执行的工艺以及用于实施那些工艺的装置的形式部分地得到体现。所公开的方法也至少以有形的、非暂态的用计算机程序代码编码的机器可读存储介质的形式部分地得到体现。例如，媒介可包括RAM、ROM、⑶-ROM、DVD-ROM、BD-ROM、硬盘驱动器、闪速存储器或其他任何非暂态的机器可读存储介质，其中，当将计算机程序代码加载到计算机并通过计算机执行时，计算机成为实施该方法的装置。该方法也至少以计算机的形式部分地体现，在该计算机中加载和/或执行计算机程序代码，这样，该计算机成为用于实施该方法的专用计算机。当在通用处理器上执行时，计算机程序代码段对处理器进行配置以建立特定的逻辑电路。该方法可选地至少部分体现在由用于执行该方法的专用集成电路形成的数字信号处理器。
[0120]虽然依据示例实施例已经描述了主题，但是并不限于此。相反，所附权利要求应该作广义地解释以包括本领域技术人员可作出的其他变型和实施例。
【权利要求】
1.一种装置，包括: 歧管，连接至蒸汽源，所述歧管具有多个喷嘴； 内圆筒；以及 外圆筒，容纳所述内圆筒并且在所述内圆筒与所述外圆筒之间限定空间，所述内圆筒和所述外圆筒中的一个相对于所述内圆筒和所述外圆筒中的另一个是可旋转的，所述外圆筒具有连接至所述歧管的入口以接收来自所述喷嘴的蒸汽，所述外圆筒具有用于分配所述蒸汽的出口。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述出口是细长形的槽。
3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述出口是可调节的矩形窗口。
4.根据权利要求1所述的装置，还包括连接以旋转所述内圆筒或所述外圆筒的电动机。
5.根据权利要求1所述的装置，还包括用于加热所述内圆筒和/或所述外圆筒的加热器。
6.根据权利要求5所述的装置，还包括用于保持所述外圆筒的温度高于所述内圆筒的温度的加热控制器。
7.一种装置，包括: 歧管，连接至蒸汽源，所述歧管具有多个喷嘴； 圆柱形重分配容器，具有连接至所述歧管以接收来自所述喷嘴的蒸汽的入口和分配蒸汽的出口；以及 用于支撑太阳能板基板并且移动所述太阳能板基板经过所述出口的装置。
8.根据权利要求7所述的装置，其中，所述重分配容器包括: 可旋转的内圆筒； 静止的外圆筒，容纳所述内圆筒并且在所述内圆筒与所述外圆筒之间限定空间，所述外圆筒包括所述入口和可调节的构成所述出口的矩形窗口 ；以及电动机，连接以旋转所述内圆筒。
9.根据权利要求8所述的装置，还包括: 至少一个加热器，用于加热所述内圆筒和/或所述外圆筒；以及 加热控制器，用于保持所述外圆筒的温度高于所述内圆筒的温度。
10.一种方法，包括: 将来自歧管的多个喷嘴的蒸汽注入重分配容器的入口，所述重分配容器具有出口 ；在所述重分配容器内混合所述蒸汽，使得所述出口处的蒸汽密度比所述入口处的蒸汽密度更加均匀；以及 将来自所述重分配容器的所述出口的蒸汽分配到太阳能板基板上。
【文档编号】H01L31/18GK104300038SQ201310456330
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2013年9月29日 优先权日:2013年7月19日
【发明者】陈世伟 申请人:台积太阳能股份有限公司