专利名称：一种真空腔室间气氛隔离装置的制作方法
技术领域：
本发明属于新能源及太阳电池领域的研究，涉及真空腔室间气氛隔离装置。
背景技术：
在柔性衬底上进行连续镀膜时，往往需要多个真空腔室进行不同的反应沉积，因此必须有装置将相邻两个反应真空腔室进行隔离，避免不同反应腔室之间的气氛互相污染。尤其是对柔性衬底的硅基薄膜太阳电池，其N型(η型掺杂层)、I型(本征层)、Ρ型 (P型掺杂层)材料在不同的反应室生长，必须保证腔室之间的气体不相互干扰。传统的气体隔离采用的技术有气密封和差分隔离两种技术。气密封技术是利用充气口吹入气体，气体沿着狭缝进入到两边腔室，从而隔离两个腔室之间的气体，见附图1 (美国专利US5946587)。差分技术是在两个反应腔室之间设置隔离室，利用抽气系统，将两侧反应腔室中沿狭缝进入到隔离室的气体抽走，从而避免反应气体相互混合，见附图2。当然，也有结合气密封和差分技术，或者多个隔离室的技术，中国专利CN2067711Y 于1990年12月17号公开了一种用于多室连续处理设备的空间气体隔离装置，该装置包括至少一个低气压隔离室，数目等于所述隔离室数目加1的狭缝通道以及在所述隔离室上设置的抽气管道和惰性气体供气管道。抽气管道通过截止阀与抽真空系统相联。惰性气体供气管道通过节流阀、截止阀与惰性气源相联。采用单一的气密封技术，需要很大的流量才能确保不相互干扰，浪费了大量气体， 同时过大的流量也对反应腔室的气氛造成冲击，使镀出的膜层不均勻。而利用单一差分或多个差分，需要增加隔离室和抽气泵的数量，提高了设备的复杂度和成本。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种全新的真空腔
室气氛隔离装置。为了解决上述技术问题，本发明提供的真空腔室间气氛隔离装置，包括两个真空反应腔室和连接两个真空反应腔室的狭缝，柔性衬底在两个真空反应腔室内进行连续镀膜，狭缝上设置有进气口、混气室和抽气口，进气口和混气室分布在抽气口两侧，进气口吹入氢气、氮气、惰性气体或者两个真空反应腔室中共有的反应气体之一，抽气口和抽气装置连接。本发明真空腔室间气氛隔离装置可以使用在等离子体化学气相沉积系统 (Plasma-enhanced chemical vapor deposition system)
系统中，实现在金属箔或塑料等柔性衬底上的连续镀膜。金属箔衬底可以是不锈钢、铝箔或其它金属材料，厚度为0. Olmm 0. 5mm，塑料衬底可以是聚酰亚胺薄膜、聚酯膜薄膜、聚氨脂薄膜等，厚度为0. Olmm 0. 5mm。本发明真空腔室间气氛隔离装置可以整体采用铝合金或不锈钢材料加工而成。
本发明真空腔室间气氛隔离装置的狭缝间距为Imm 10mm，长度不小于200mm。本发明真空腔室间气氛隔离装置进气口的气体流量采用质量流量计进行控制，可以根据两边真空反应腔室之间的压差调节流量大小。本发明真空腔室间气氛隔离装置进气口吹入的气体可以是氢气、氮气、惰性气体或者是两个反应腔室中共有的反应气体之一。本发明真空腔室间气氛隔离装置的进气口和混气室的数量和大小可以根据隔离的要求适当减少或增加。本发明真空腔室间气氛隔离装置的进气口和混气室的位置可以是在抽气口两侧对称的，也可以是根据两边真空反应腔室之间的压差大小设计成不对称的。本发明真空腔室间气氛隔离装置的混气室的形状可以根据隔离需求设计为方形、 圆形或其它形状。相对于现有技术，本发明结合传统的气密封和差分技术，将多个真空腔室之间的气氛进行隔离。在真空腔室之间的狭缝上设置进气口、混气室和抽气口，利用进气口吹入气体，同时设置混气室以及抽气口进行差分隔离，避免两个腔室之间的气氛相互掺杂。本发明腔室气氛隔离装置比现有的隔离室隔离技术更为简单，可以保证相邻两个腔室在较大的压差状态下工作。同时多个进气口和混气室的采用可以替代多个隔离腔室的使用，以获得更好的隔离效果，大大降低了设备造价和复杂度。
图1是气体隔离技术示意图。图2是差分隔离技术示意图。图3是本发明真空腔室间气氛隔离装置的结构示意图。图4是本发明简化后的真空腔室间气氛隔离装置的结构示意图。图5是本发明在具体的硅基薄膜镀膜设备中的应用示意图。
具体实施例方式本发明的特点是结合了气体密封技术和差分技术，同时避免采用隔离室的设计。 下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。如图3所示，本发明较佳实施例提供的真空腔室间气氛隔离装置包括相邻的反应腔室301和302，狭缝303上设置进气口 304，混气室305、306和抽气口 307。柔性衬底308 在不同的反应腔室进行镀膜工艺。进气口通过质量流量计的控制充入惰性气体或相邻反应腔室共用的气体，如H2或N2等。抽气口 307的抽气系统采用单独的机械泵或分子泵和机械泵组成的抽气系统。进气口 304的气体流量，狭缝的距离和长度，混气室305和306的相对大小，这些参数都可以根据相邻腔室的压强差的大小进行合理设计，从而满足隔离要求。 整套结构采用特殊材料加工成整体部件，避免现有技术中常采用的隔离室的设置。图4是本发明前述较佳实施例的一个简化设计，包括相邻的反应腔室401和402， 狭缝403上设置进气口 404，混气室405和抽气口 406。对于工艺参数较为稳定的情况，虽然相邻腔室401和402存在较大的压差，仍可将混气室的数量减少。在保持一定进气流量的情况下，将进气口的位置设置为AGOl的压强高)或W402的压强高)，从而达到有效隔离的目的。图5是本发明在具体的设备中应用的一个例子。在硅基薄膜沉积的连续镀膜 PECVD设备中，501是掺杂材料镀膜室，502是本征材料镀膜室，510是收放卷室。在501和 502之间设置氢气隔离系统。507、511和512是抽气口。柔性衬底508从放卷室510出来后，沿着狭缝503，通过相关的掺杂室501和本征室502，形成N-I-P的电池结构。显然，本领域的技术人员可以对本发明的柔性薄膜太阳电池进行各种改动和变形而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变形属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变形在内。
权利要求
1.一种真空腔室间气氛隔离装置，包括两个真空反应腔室和连接两个真空反应腔室的狭缝，柔性衬底在两个真空反应腔室内进行连续镀膜，其特征是，狭缝上设置有进气口、混气室和抽气口，进气口和混气室分布在抽气口两侧，进气口吹入氢气、氮气、惰性气体或者两个真空反应腔室中共有的反应气体之一，抽气口和抽气装置连接。
2.根据权利要求1所述的真空腔室间气氛隔离装置，其特征是，抽气装置采用单独的机械泵，或分子泵和机械泵组成的抽气系统。
3.根据权利要求1所述的真空腔室间气氛隔离装置，其特征是，狭缝间距为Imm IOmm,长度不小于200mm。
4.根据权利要求1或3所述的真空腔室间气氛隔离装置，其特征是，进气口的气体流量采用质量流量计进行控制，根据两个真空反应腔室之间的压差调节流量大小。
5.根据权利要求1或3所述的真空腔室间气氛隔离装置，其特征是，进气口和混气室对称分布在抽气口两侧。
6.根据权利要求1所述的真空腔室间气氛隔离装置，其特征是，混气室的形状为方形或圆形。
全文摘要
本发明公开了一种真空腔室间气氛隔离装置。结合气密封和差分技术，将多个真空腔室之间的气氛进行隔离，在金属箔或塑料等柔性衬底上进行连续镀膜，获得质量理想的薄膜材料。本发明在真空腔室之间的狭缝上设置进气口、混气室和抽气口，利用进气口吹入的气体，同时结合混气室以及设置抽气口进行差分隔离，避免两个腔室之间的气氛相互掺杂。本发明装置可以保证相邻两个腔室在较大的压差状态下工作，同时多个进气口和混气室的采用可以替代多个隔离腔室的使用，大大降低了设备造价和复杂度。
文档编号C23C16/54GK102534538SQ20101059742
公开日2012年7月4日 申请日期2010年12月17日 优先权日2010年12月17日
发明者刘成, 叶晓军, 周丽华, 李红波, 陈鸣波 申请人:上海空间电源研究所