专利名称：薄膜制备装置的制作方法
技术领域：
本实用新型有关于一种薄膜制备装置，特别是指一种运用化学水浴法原理的薄膜制备装置。
背景技术：
太阳能薄膜电池，特别是诸如铜铟镓硒(CIGS)或铜铟硫(CIS)之1-1I1-VI族的太阳能电池，具备有高效率、低成本以及低毒性等优点，因此受到广泛关注。在制备太阳能薄膜电池的制程中，通常需要在吸收层上形成一层诸如硫化镉(CdS)或硫化锌(ZnS)的缓冲层，以降低结构中氧化锌(ZnO)层与吸收层之间的能带不连续(band discontinuity)。现有的制备前述缓冲层的方法，主要是利用化学水浴法(chemical bath deposition),然而，现有的化学水浴法必须将待镀膜的基板完全浸入装有化学溶液的反应槽中，以致必须耗费大量的化学溶液，且会产生大量废液而不环保；另外，由于此种镀膜法会使基板两面都形成薄膜，因此还需要额外的清洗制程来除去基板背面的薄膜；更且，利用此种镀膜法形成于基板上的薄膜，其均匀性仍有待提升。
发明内容有鉴于此，本实用新型的主要目的在于提供一种能够解决上述缺失的薄膜制备装置。为达成上述目的，本实用新型所提供的一种薄膜制备装置，主要用以于一基板表面形成薄膜，该薄膜制备装置包括有一基座、一偏摆驱动机构、以及一承载盘。其中，该基座具有一座体、一设置于该座体内的马达 、以及一支撑轴，该支撑轴设置于该座体且可受该马达驱动而相对该座体旋转。该偏摆驱动机构具有一固定座、一轨道、以及一支撑体，该固定座设置于该支撑轴而可随该支撑轴旋转，该轨道设置于该固定座且可受该固定座带动而进行圆周运动，而该支撑体具有一弧状周面，且设置于该轨道且可沿该轨道而相对该固定座轴向往返位移。该承载盘用以承载该基板，且枢设于该支撑轴，该承载盘的底面抵靠于该支撑体的弧状周面，使该承载盘可随该偏摆驱动机构的轨道的圆周运动以及支撑体的轴向运动而相对于一水平面倾斜偏摆。如此，透过将基板置放于该承载盘，再将待成膜的化学溶液供给至该基板顶面，即可利用该承载盘的倾斜偏摆，使化学溶液逐渐均匀分布于基板顶面，借以达成降低化学溶液使用量、仅于基板单面形成薄膜、以及形成的薄膜均匀性较佳等目的。依据本实用新型一实施例所提供的薄膜制备装置中，该支撑轴是由一杆体以及一连接该杆体与该承载盘的连接体所组成，并且，该连接体具有一枢接于该承载盘的弧部。如此，方可使该承载盘随该偏摆驱动机构的轨道的圆周运动以及支撑体的轴向运动而相对于一水平面倾斜偏摆。依据本实用新型一实施例所提供的薄膜制备装置中，该偏摆驱动机构具有一设置于该固定座内的马达，以及一与该轨道水平间隔设置且穿过该支撑体并与该支撑体螺合的螺杆，该螺杆可受该马达驱动而带动该支撑体沿该轨道轴向往返位移。另外，该偏摆驱动机构还具有一挡止件，设置于该轨道与该螺杆相对于该固定座的一端。如此，当该螺杆顺向运转而使该支撑体朝远离该固定座的方向轴向位移至抵触该挡止件时，该螺杆即可反向运转使该支撑体朝靠近该固定座的方向轴向位移。本实用新型的薄膜制备装置还可进一步包括有一固定结构，用以将该基板固定于该承载盘的一顶面。该固定结构具有数个设置于该承载盘顶面的气孔、一与这些气孔相通的气体通道、以及一可抽吸该气体通道内的气体而使这些气孔产生吸力的抽气泵。借此，该基板可受这些气孔内的吸力吸引而稳固地位于该承载盘的顶面。本实用新型薄膜制备装置还可进一步包括有一嵌设于该承载盘内的加热线圈。借此，置放于该承载盘顶面的基板可被该加热线圈加热至所需温度。本实用新型薄膜制备装置还可进一步包括有一设置于该承载盘的顶面、用以环设并紧抵于该基板的周缘的O型环，借以防止基板顶面的化学溶液自基板周缘流至基板底面，避免于基板底面形成薄膜。[0012]有关本实用新型所提供的薄膜制备装置的详细构造与特征，以下将列举实施例并配合图式，在可使本实用新型领域中具有通常知识者能够简单实施本实用新型实施例的范围内进行说明。
图1为一侧视示意图，显示本实用新型一较佳实施例的薄膜制备装置；图2为一顶视图，为清楚显示基座以及偏摆驱动机构的连结关系，图中未显示出承载盘；图3为一剖视图，显示轨道与螺杆穿过支撑体的状态；图4为一局部剖视示意图，显示承载盘设置有气孔与气体信道以及密封元件设置于承载盘的态样；以及图5为一不意图，显不承载盘内嵌设有加热线圈的态样。
具体实施方式
以下简单说明本实用新型配合实施例所采用图式的内容，其中:首先请参照图1至图2，本实用新型一较佳实施例所提供的薄膜制备装置10，主要包括有一基座20、一偏摆驱动机构30、以及一承载盘40。该基座20，如图1所示，具有一座体21、一马达23、以及一支撑轴25。该马达23设置于该座体21内，用以提供使该支撑轴25旋转所需动力。该支撑轴25于本例中具有一设置于该座体21的杆体251，以及一连接于该杆体251的连接体253，并且该连接体253具有一弧部255。于图1中，该连接体253以一球体予以体现，然而实际上并不以此为限，只要该连接体253为具有弧状周面的物体即可。当该马达23运转时，该支撑轴25可受该马达23驱动而相对该座体21旋转。该偏摆驱动机构30,具有一固定座31、一轨道33、一螺杆35、一马达37、以及一支撑体38。首先，如图1所示，该固定座31固设于该支撑轴25，因此，当该支撑轴25旋转时，该固定座31可随之同步旋转。其次，如图2所示，该轨道33与该螺杆35相互平行间隔地设于该固定座31，因此当该固定座31随支撑轴25旋转时，该轨道33与该螺杆35可受该固定座31带动而进行圆周运动，此外，该马达37设置于该固定座31内，其动力输出轴直接或间接地与该螺杆35连接，用以提供使该螺杆35绕其轴心旋转作动所需动力。再者，如图1以及图3所示，该支撑体38于本例中由一球体381以及一嵌设于该球体381内的块体383所组成，该轨道33与该螺杆35穿过该块体383，且该螺杆35螺合该块体383，使该支撑体38设置于该轨道33与该螺杆35上，如此，当该螺杆35受该马达37正、反转驱动后，该支撑体38即可沿该轨道33的轴向而相对该固定座31往返位移。需特别说明的是，虽然该支撑体38由该球体381以及该块体383予以体现，然而实际上并不以此为限，该支撑体38可为任何具有弧状周面的物体，且可以为单构件一体成型的物体。另外，该偏摆驱动机构30最好还具有一挡止件39，设置于该轨道33与该螺杆35的末端，如此，当该螺杆35顺向运转而使该支撑体38朝远离该固定座31的方向轴向位移时，该挡止件39可作为支撑体38位移运动的极限点，并且，借由设置于该挡止件39的位置或附近位置诸如极限开关(limit switch)、近接开关(proximity switch)或光电开关之类的装置，当该支撑体38接近或抵触该挡止件39时，可控制该螺杆35反向运转，使该支撑体38朝靠近该固定座31的方向轴向位移，借以达成使该支撑体38可沿该轨道33而相对该固定座31轴向往返位移的目的。该承载盘4 0，如图1与图2所示，为一概呈矩形的盘体。该承载盘40的顶面41用以供一基板S置放(如图4所示)，其底面43中心枢接于该连接体253的弧部255，且其底面43抵靠于该支撑体38的弧状周面。如此，当该偏摆驱动机构30的轨道33以及螺杆35进行圆周运动时，该支撑体38也会随之进行圆周运动，同时，该支撑体38可受该螺杆35带动而沿着螺杆轴向运动，从而使该承载盘40能够相对于一水平面倾斜偏摆。如图4所示，本实用新型薄膜制备装置10能够透过将基板S置放于该承载盘40，再将待成膜的化学溶液供给至该基板S顶面，即可利用该承载盘40的倾斜偏摆，使化学溶液逐渐均匀分布于基板S顶面。因此能够达成降低化学溶液使用量、仅于基板单面形成薄膜、以及形成的薄膜均匀性较佳等目的。接下来请参阅图4，为了使基板S在镀膜过程中能够稳固地位于该承载盘40的顶面41，本实用新型薄膜制备装置10最好进一步包括有一固定结构50，该固定结构50于本例中由(但不限于)数个设置于该承载盘40顶面41的气孔51、一与这些气孔51相通的气体通道53、以及一可抽吸该气体通道53内的气体而使这些气孔51产生吸力的抽气泵55。借此，当该抽气泵55抽吸气体通道53内的气体时，各个气孔51皆会产生吸力，使置放于该承载盘40顶面41的基板S能够受这些气孔51内之吸力吸引而稳固地位于该承载盘40顶面41。另外，如图4所示，本实用新型薄膜制备装置10最好进一步包括有一 O型环60，设置于该承载盘40的顶面41，且用以环设并紧抵于该基板S的周缘，借以防止基板S顶面的化学溶液自基板S周缘流至基板S底面，避免于基板S底面形成薄膜。更且，如图5所示，本实用新型薄膜制备装置10最好进一步包括有一加热线圈70，于本例中，该加热线圈70是以同心方式环绕地嵌设于该承载盘40内。借此，置放于该承载盘40顶面的基板S可被该加热线圈70加热至所需温度。值得一提的是，于本实用新型中，该支撑体38较佳为陶瓷材质或是为摩擦系数与硬度与陶瓷相近的材质，借以提高该支撑体35于该承载盘40底面43进行圆周运动以及轴向运动时的顺畅度以及耐磨性。该承载盘40较佳为具有导热性以及可耐腐蚀性的材质，使承载盘40能够耐受化学溶液且能够将热能传递至基板S，以加热该基板S。实际应用本实用新型薄膜制备装置10时，其镀膜过程大致如下:将待镀膜的基板S固定于该承载盘40上，并使该基板S的周缘紧抵于该O型环60 ;利用该加热线圈70将基板S加热至所需温度；将待成膜的化学溶液供给至该基板S表面；启动这些马达23，37，使该承载盘40持续倾斜偏摆一预定时间；移除化学溶液；以及干燥该基板S。以下，透过一范例进一步说明本实用新型薄膜制备装置的使用。然而，下列范例仅用以说明本实用新型，本实用新型的范围并不局限于下列范例。〈范例〉将1.5mmol的硫酸镉(CdS04)、1.5mol的氨水、以及7.5mmol的硫脲混合成一待成膜的化学溶液。将基板S固定于承载盘40顶面41并完成密封后，利用该加热线圈70将基板加热至60°C，将前述化学溶液引导至该基板S表面，使该承载盘40持续倾斜偏摆10分钟，之后移除该化学溶液，干燥该基板S表面。如此，于该基板S表面形成一厚度为70nm的硫化镉(CdS)薄膜。综上所陈，由于本实用新型薄膜制备装置能够透过该承载盘的倾斜偏摆，使置放于其上的基板顶面的待成膜化学溶液均匀分布于该基板顶面，因此可大幅降低化学溶液的使用量，且能够使薄膜·仅形成于基板顶面，并且，形成的薄膜的均匀性较佳。
权利要求1.一种薄膜制备装置，其特征在于，是用以于一基板表面形成薄膜，该薄膜制备装置包含有: 一基座，具有一座体、一设置于该座体内的马达、以及一设置于该座体且可受该马达驱动而相对该座体旋转的支撑轴； 一偏摆驱动机构，具有一设置于该支撑轴而可随该支撑轴旋转的固定座、一设置于该固定座且可受该固定座带动而进行圆周运动的轨道、以及一设置于该轨道且可沿该轨道而相对该固定座轴向往返位移的支撑体，该支撑体具有一弧状周面；以及 一承载盘，用以承载该基板，该承载盘枢设于该支撑轴，且该承载盘的底面抵靠该支撑体的弧状周面； 借此，该承载盘，可以随着偏摆驱动机构的轨道进行的圆周运动，以及支撑体的轴向运动，而使得该承载盘相对于一水平面在不同角度上倾斜偏摆。
2.如专利权利 要求1所述的薄膜制备装置，其特征在于，该支撑轴具有一杆体以及一连接该杆体与该承载盘的连接体，该连接体具有一枢接于该承载盘的弧部。
3.如专利权利要求1所述的薄膜制备装置，其特征在于，该偏摆驱动机构具有一设置于该固定座内的马达，以及一与该轨道水平间隔设置且穿过该支撑体并与该支撑体螺合的螺杆，该螺杆受该偏摆驱动机构的马达驱动而带动该支撑体沿该轨道轴向往返位移。
4.如专利权利要求3所述的薄膜制备装置，其特征在于，该偏摆驱动机构具有一挡止件，设置于该轨道与该螺杆相对于该固定座的一端。
5.如专利权利要求1所述的薄膜制备装置，其特征在于，更包含有一用以将该基板固定于该承载盘一顶面的固定结构，该固定结构具有数个设置于该承载盘顶面的气孔、一与这些气孔相通的气体通道、以及一可抽吸该气体通道内的气体而使这些气孔产生吸力的抽气泵。
6.如专利权利要求1所述的薄膜制备装置，其特征在于，更包含有一嵌设于该承载盘内的加热线圈。
7.如专利权利要求1所述的薄膜制备装置，其特征在于，更包含有一设置于该承载盘的一顶面、用以环设并紧抵于该基板的一周缘的O型环。
8.如专利权利要求1所述的薄膜制备装置，其特征在于，该承载盘为具有导热性以及可耐腐蚀性的材质。
9.如专利权利要求1所述的薄膜制备装置，其特征在于，该支撑体为陶瓷材质。
专利摘要一种薄膜制备装置，包括有一基座、一偏摆驱动机构、以及一承载盘。该基座具有一可旋转的支撑轴；该偏摆驱动机构具有一可随该支撑轴旋转的固定座、一可受该固定座带动而进行圆周运动的轨道、以及一可沿该轨道而轴向往返位移的支撑体；该承载盘系枢设于该支撑轴且其底面抵靠于该支撑体，如此，该承载盘可随该轨道的圆周运动以及该支撑体的轴向运动而相对一水平面倾斜偏摆。借此，透过该承载盘的倾斜偏摆，可使置放于其上的基板顶面的待成膜化学溶液均匀分布于该基板顶面，从而于该基板顶面形成均匀度佳的薄膜。
文档编号B05D1/30GK203108758SQ20132002085
公开日2013年8月7日 申请日期2013年1月15日 优先权日2013年1月15日
发明者曾昭隆, 何文福, 陈官璧, 邱文鼎, 赵子铭, 孟良, 黄世壬, 奚明 申请人:生阳新材料科技(宁波)有限公司