专利名称：用于在基材上沉积层的设备和方法
技术领域：
本发明涉及一种用于在物体上特别是在基材上沉积由至少两种成分制成的层，特别是薄层的设备，其包含所述物体可以布置在其中的沉积室；至少一种具有待沉积材料的源，其特别可以或者已经布置在沉积室中；至少一个用于控制沉积过程的装置，该装置如此配置使得在待沉积的材料的气相中，因此在它沉积到物体上特别是基材上之前，待沉积的材料的至少一种成分的浓度可以通过选择性结合一定量的该至少一种成分来在改变，以使得沉积以受控的方式来进行。根据一种实施方案，该控制装置具有至少一种由反应性材料制成的吸气元件，该稀奇元件布置在沉积室中并且如此配置使得该至少一种成分的浓度可以通过将一定量的所述成分化学结合到所述吸气元件上来改变。根据一种实施方案，该控制装置具有至少一个吸气元件，该吸气元件优选由惰性材料制成，布置在沉积室中并如此配置使得该至少一种成分的浓度可以通过将一定量的所述成分物理结合到所述吸气元件上来改变。根据一种实施方案，该吸气元件作为明示的元件布置在沉积室中和/或形成沉积室的至少一部分，特别是沉积室壁的至少一部分。根据一种实施方案，该控制装置包括至少一个掩蔽元件，所述遮蔽元件如此配置使得吸气元件的活性区域是可变的。根据一种实施方案，该控制装置具有至少一个控制和/或调节温度的装置，该装置如此配置使得至少该吸气元件活性区域的温度和/或物体特别是基材的温度是可控的。根据一种实施方案， 该控制装置具有至少两个吸气元件，其配置为电极元件，可以向其上施加不同的电势，使得提供两种不同配置的吸气元件。根据一种实施方案，该控制装置是这样配置的，即，可以在该吸气元件上施加相对于沉积室壁不同的电势。根据一种实施方案，该控制装置具有至少一个电极，并且如此配置，使得可以在该吸气元件上施加相对于所述电极不同的电势。根据一种实施方案，该控制装置具有至少一种用于操作和/或定位该吸气元件和/或掩蔽元件的装置，该装置如此配置使得该吸气元件和/或掩蔽元件可以在沉积室中移动，和因此可以改变吸气元件和/或掩蔽元件的位置。根据一种实施方案，该吸气元件配置为平面元件或者棒元件和/或栅格元件，和/或该吸气元件如此配置它至少部分包围所述源。根据一种实施方案，该设备如此配置可以沉积下面的化合物
所有的多成分化合物，
-特别是 Il-vi-，III-V-, III2VI3-, I-III-VI2-, I-III3-VI5-, I-III5-VI8-,I2-II-IV-VI4-化合物，
-特别是所有的含氧，硫，硒或者碲的化合物，
-特别下面的化合物Cu2Se，In2Se3, GaSe, Ga2Se3, Al2Se3, CuInSe2, CuGaSe2, CuAlSe2,CuIn3Se5, Cu2S, In2S3, InS, GaS, Ga2S3, Al2S3, CuInS2, CuGaS2, CuAlS2, CuIn5S8, SnSe, SnSe2,ZnSe, SnS, SnS2, ZnS, Cu2SnS3, CdS, CdSe, Cu2ZnSnS4, Cu2ZnSnSe4，或者 CdTe0本发明涉及一种用于借助这样的设备在物体上特别是在基材上，沉积由至少两种成分制成的层，特别是薄层的方法，该设备包含下面部件沉积室；至少一种尤其可以或者已经布置在沉积室中的待沉积材料的源；至少一个用于控制沉积过程的装置，其中该方法包含下面的步骤在沉积室(11)中布置该物体，特别是基材；依靠至少一种控制装置如此控制沉积过程在待沉积的材料的气相中，因此在它沉积到物体上特别是基材上之前，至少待沉积的材料的至少一种成分的浓度可以通过选择性结合一定量的该至少一种成分来改变，以使得沉积过程以受控的方式来进行。根据一种实施方案，该控制装置具有至少一种由反应性材料和/或优选惰性材料制成的吸气元件，其布置在沉积室中，其中该方法包括一个或多个其它的步骤依靠由反应性材料制成的吸气元件，通过将一定量的所述成分化学结合到吸气元件上来改变所述至少一种成分的浓度和/或依靠由优选惰性材料制成的吸气元件，通过将一定量的所述成分物理结合到吸气元件上来改变至少一种成分的浓度。根据一种实施方案，该控制装置具有至少一种用于温度控制和/或调节的装置，其中该方法包括另外的步骤依靠用于温度控制或调节的装置，控制至少吸气元件的活性区域的温度和/或物体特别是基材的温度。根据一种实施方案，该控制装置具有至少一个掩蔽元件和/或用于操作和/或定位吸气元件和/或掩蔽元件的装置，其中该方法包括一个或多个另外的步骤依靠至少一个掩蔽元件来改变吸气元件的活性区域，和/或依靠用于操作和/或定位该吸气元件和/或掩蔽元件的装置，来在沉积室中操作和/或定位该吸气元件和/或掩蔽元件。附图
标记列表
10沉积设备
11沉积室，接受器
12源
20基材，一般性称为物体
21“裸露的”基材
221层
222层
223层
224层
231层
232层
233层
234层
30待沉积的材料
31蒸气槌
40用于控制沉积过程的装置
41吸气元件 41a 吸气元件 41b 吸气元件 41c 吸气元件 41d 吸气元件 42a 掩蔽元件 42b 掩蔽元件 42c 掩蔽元件 42d 掩蔽元件
43活性区域
44用于温度控制或者调节的装置45用于操作和/或定位该吸气元件的装置
46连接装 置
B 掩蔽和/或吸气兀件的移动方向。
权利要求
1.用于在物体(20)上沉积由至少两种成分制成的层的设备(10)，其包含 -用于布置该物体(20)的沉积室(11)， -至少一个具有待沉积的材料(30)的源(12)， -至少一个用于控制沉积过程的装置(40)，该装置(40)如此配置使得在沉积到该物体(20)上之前，在待沉积材料的气相中该待沉积材料的至少一种成分的浓度能够通过选择性结合一定量的所述至少一种成分而改变，其中该至少一种成分的选择性结合的量能够通过改变至少一种与该至少一种成分的结合率主动偶合的控制参数来控制。
2.根据权利要求I的设备(10)，其中所述用于控制沉积过程的装置(40)如此配置使得所述至少一种成分的选择性结合的量能够在所述成分的沉积过程期间进行控制。
3.根据权利要求I或者2之一的设备(10)，其中所述用于控制沉积过程的装置(40)具有至少一个由对于待控制的该至少一种成分呈化学惰性的材料制成的吸气元件(41，41a，41b，41c，41d)，该吸气元件布置在所述沉积室(11)中，并且如此配置使得能够通过将一定量的所述成分物理结合到该吸气元件(41,41a,41b,41c,41d)上来改变该至少一种成分的浓度。
4.根据权利要求1-3之一的设备(10)，其中所述用于控制沉积过程的装置(40)具有至少一个由对于待控制的该至少一种成分呈化学反应性的材料制成的吸气元件(41，41a，41b，41c，41d)，该吸气元件布置在所述沉积室(11)中，并且如此布置使得能够通过将一定量的所述成分化学结合到该吸气元件(41, 41a, 41b, 41c, 41d)上来改变该至少一种成分的浓度。
5.根据权利要求3或者4之一的设备(10)，其中所述用于控制沉积过程的装置(40)如此配置使得能够改变该吸气元件的温度和/或活性结合表面和/或电势。
6.根据权利要求3-5之一的设备(10)，其中所述用于控制沉积过程的装置(40)具有至少两个配置为电极元件的吸气元件(41,41a, 41b, 41c, 41d),能够向该电极元件施加不同的电势，使得提供两种不同配置的吸气元件。
7.根据权利要求3-6之一的设备(10)，其中所述用于控制沉积过程的装置(40)如此配置使得相对于沉积室(11)的壁，能够将不同的电势施加到所述至少一个吸气元件(41，41a,41b,41c,41d)上。
8.根据权利要求3-7之一的设备(10)，其中所述用于控制沉积过程的装置(40)具有至少一个电极，并且如此配置使得相对于该电极，能够将不同的电势施加到该吸气元件(41,41a,41b,41c,41d)上。
9.根据权利要求3-8之一的设备(10)，其中所述用于控制沉积过程的装置(40)具有至少一个用于操作和/或定位所述吸气元件(41,41a, 41b, 41c, 41d)和/或针对该吸气元件的掩蔽元件(42a，42b，42c，42d)的装置(45)，该装置(45)如此配置使得该吸气元件(41，41a，41b，41c，41d)和/或掩蔽元件(42a，42b，42c，42d)能够在所述沉积室(11)中移动，并由此能够改变该吸气元件(41，41a，41b，41c，41d)和/或该掩蔽元件(42a，42b，42c，42d)的位置。
10.根据权利要求3-9之一的设备(10)，其中所述吸气元件(41，41a，41b，41c，41d)配置为平面元件和/或棒元件和/或栅格元件，和/或该吸气元件(41,41a, 41b, 41c, 41d)如此配置，使得其至少部分地包围所述源(12)。
11.根据权利要求3-10之一的设备(10)，其中所述吸气元件(41，41a，41b，41c，41d)布置在所述沉积室(11)中和/或形成了所述沉积室(10)的至少一部分。
12.用于在物体(20)上沉积由至少两种成分制成的层的设备(10)，其包含 -用于布置该物体(20)的沉积室(11)， -至少一个具有待沉积的材料(30)的源(12)， -至少一个用于控制沉积过程的装置(40)，该装置(40)如此配置使得在沉积到所述物体上之前，在待沉积的材料的气相中该待沉积的材料的至少一种成分的浓度能够通过选择性结合一定量的该至少一种成分而改变，其中所述用于控制沉积过程的装置(40)具有至少一个由反应性材料制成的吸气元件(41，41&，4113，41(3，41(1)，该元件布置在沉积室(11)中并且如此配置，使得该至少一种成分的浓度能够通过将一定量的所述成分化学和/或物理结合到该吸气元件(41,41a, 41b, 41c, 41d)上来改变,其中该反应性材料包括铜和/或钥。
13.用于在物体(20)上沉积由至少两种成分制成的层的方法，其中在沉积到所述物体上之前，至少一种成分在它的气相中的浓度依靠用于控制沉积过程的装置(40)选择性结合一定量的该成分而改变，其中该选择性结合的量是通过改变该用于控制沉积过程的装置(40)对所述成分的结合率来控制的。
14.根据权利要求13的方法，其中所述至少一种成分的选择性结合的量是通过改变所述吸气元件(41，41a，41b，41c，41d)的温度和/或活性结合表面和/或电势来控制的。
15.根据权利要求1-12之一的设备和根据权利要求13或者14之一的方法用于生产薄膜太阳能电池或者薄膜太阳能电池模块，特别是CIS(CIGSSe)-薄膜太阳能电池或者CIS (CIGSSe)-薄膜太阳能电池模块的用途。
全文摘要
本发明涉及一种用于在物体(20)上沉积由至少两种成分制成的层的设备，其具有用于布置该物体的沉积室(11)，至少一个具有待沉积的材料的源(12)，以及至少一个用于控制沉积过程的装置(40)，该设备如此配置使得可以在沉积到基材上之前，通过选择性结合特定量的所述至少一种成分来在待沉积的材料的气相中改变其至少一种成分的浓度，其中该至少一种成分的选择性结合的量可以通过改变至少一种控制参数来进行控制，该参数主动偶合到所述组分的结合率。此外，涉及一种用于在物体上沉积由至少两种成分制成的层的设备，其中用于控制沉积过程的装置具有由反应性材料制成的至少一个吸气元件，其中该反应性材料包括铜和/或钼。还涉及一种用于在物体上沉积由至少两种成分制成的层的方法，其中至少一种成分的选择性结合的量是通过改变用于控制沉积过程的装置的结合率来控制的。
文档编号C30B23/00GK102762761SQ201180010767
公开日2012年10月31日 申请日期2011年2月22日 优先权日2010年2月23日
发明者J.帕尔姆, S.波尔纳, S.约斯特, T.哈普 申请人:法国圣戈班玻璃厂