專利名稱：自動水平式硅基薄膜生產裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及太陽能的應用領域，具體地說是一種采用模塊化設計、可根據客戶需 求靈活調整的自動水平式硅基薄膜PECVD生產裝置。
背景技術：
眾所周知，能源危機和環境污染的日趨嚴重，極大的促進了光伏行業的迅速發展， 在光伏電池家族中，硅基薄膜電池由于不受硅原材料短缺的限制和獨特的弱光發電性能等 優勢，越來越多的光伏領域投資者將注意的目光投向了硅基薄膜電池生產領域。
在硅基薄膜電池制造過程中，最重要的制造設備就是用于沉積硅基薄膜的PECVD 沉積設備，這一設備制造領域需要的技術門檻較高，一向牢牢的掌握在國外少數幾家公司 (0erlikon、 AppliedMaterials和ULVAC)手中，國內的光伏企業一般均是用高價從這幾家 公司購買成套設備。目前市場上應用的一般是平板式分室連續鍍膜裝置，采用單獨的工藝 室依次沉積不同的膜層。但是傳統的平板式分式連續鍍膜裝置自動化、集成化程度較低，各 工藝室的位置相對固定，不可交替使用，如果中間有某一工藝室出現故障或需要維護就會 使整個生產過程中斷，。并且一般一套設備僅適用于一個固定的工藝制度，一旦工藝制度進 行調整就有可能無法適應新的工藝制度而被迫淘汰，造成巨大損失。上述問題一直存在于 這一行業中，至今沒有很好的解決方案。
發明內容
本發明的目的是克服上述現有技術的不足，提供一種使用效果好的采用模塊化設 計、可根據客戶需求靈活調整的自動水平式硅基薄膜PECVD生產裝置。
本發明可以通過如下措施達到 —種自動水平式硅基薄膜生產裝置，其特征在于由加熱段、真空過渡段1、沉積段、
真空過渡段2、冷卻段組成，自動閘板閥裝于各工作室之間，加熱段和冷卻段為非真空段。 本發明中沉積段由至少兩個沉積模塊構成，每個沉積模塊均由沉積室、真空過渡
室、傳動裝置、位置測量裝置、真空獲得裝置、配氣裝置和排氣裝置組成，沉積室分布在真空
過渡室的兩側，每一個沉積室分別與一臺工藝干泵相連，沉積室和真空過渡室共用一套真
空獲得裝置，沉積模塊兩端均設有連接裝置，連接裝置的尺寸和形狀完全相同或相互配合
的，通過連接裝置將平行排列的沉積模塊連接起來形成一個連續鍍膜的沉積段，本裝置可
以根據鍍膜工藝和產能設計的不同要求增減不同膜層沉積模塊的數量來進行匹配。 本發明所述的加熱段裝置采用連續梯度加熱方法加熱，可梯度的將基片加熱至設
定溫度，該裝置最高可將基片均勻加熱至350攝氏度。 本發明所述的沉積模塊中沉積室同真空過渡室之間裝有自動軋板閥，沉積室與真 空過渡室之間真空度可以根據要求設置真空壓差，避免交叉污染。 本發明中沉積段中各膜層沉積模塊的數量可根據沉積膜層所需要時間的不同來 進行匹配排列，以獲得最佳工作效率。
本發明所述的沉積室中陽極板下方裝有光柵尺和微動氣缸，可以精確控制陽極板
升降高度，精確度可達io微米。 本發明所述的沉積模塊中的真空過渡室中設有橫向滾輪和縱向滾輪，縱向滾輪安 裝在橫向滾輪中間，橫向滾輪位置固定不變，縱向滾輪可以雙向滾動，并且縱向滾輪下方安 裝有微動氣缸可以調節升降，當需要向前輸送基片時，縱向滾輪處于跟橫向滾輪同一高度， 橫向滾輪工作向前輸送基片；當需要將基片輸送進沉積室或從沉積室將基片輸出時，則升 起縱向滾輪，縱向滾輪逆向工作。 本發明所述的沉積模塊中沉積室和真空過渡室均安裝了溫度測量及加熱控制裝 置，可以使基片傳送過程中保持恒溫，當不同膜層需要不同的反應溫度時，也可精確控制沉 積室的反應溫度。 本發明所述的基片的傳送和各膜層的沉積控制等均全程由電腦自動控制，無需任 何人工手動操作。 本發明與現有技術相比具有以下優點 1、本發明加熱段選用梯度加熱方式進行加熱，加熱速度快，受熱均勻。 2、本發明沉積段采用模塊化設計，每個沉積模塊兩端均采用尺寸和形狀完全相同
或相互配合的連接裝置，便于安裝。 3、每一沉積模塊中的兩個沉積室可在維修時交替工作，不會影響整條生產線的正 常運行。 4、沉積段各沉積模塊結構完全相同，僅僅依靠沉積工藝參數和工藝氣體來決定沉 積不同的膜層?？筛鶕に嚺浞降牟煌S意更換各沉積模塊的用途，靈活性高。
5、不同膜層沉積模塊的數量可根據沉積時間的不同來進行匹配，沉積時間短的可 以僅需要一列沉積模塊，沉積時間長的可連接多列沉積模塊，使沉積過程中各沉積室均處 于不停歇持續工作狀態，從而提高了整體產能和生產效率。 6、沉積模塊中沉積室和真空過渡室間裝有自動閘板閥，，沉積室與真空過渡室之 間真空度可以根據要求設置真空壓差，避免交叉污染，提高膜層質量。 7、本發明真正實現了自動化，全程無需人工手動操作，提高了控制精度，節約了生 產成本。
圖1為本發明的結構示意圖。 圖2、圖3為本發明中的沉積模塊的結構示意圖。 圖中標記加熱段(1)、自動閘板閥(2)、真空過渡段1(3)、沉積段(4)、真空過渡 段2(5)、冷卻段(6)、沉積模塊(7)、沉積室(7-l)、RF電源接口 (7_1_1)、工藝氣體接口 (7-1-2)、陰極板(7-1-3)、陽極板(7-1-4)、陽極板接地(7-1-5)、微動氣缸(控制陽極板 升降)(7-1-6)、排氣裝置接口 (7-1-7)、真空過渡室(7-2)、橫向滾輪(7-2-1)、縱向滾輪 (7-2-2)、微動氣缸(控制縱向滾輪升降)(7-2-3)、真空獲得裝置接口 (7-2-4)、排氣裝置 (7-3)、工藝干泵(7-3-1)、真空獲得裝置(7-4)。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發明作進一步描述 —種自動水平式硅基薄膜生產裝置，其特征在于由加熱段、真空過渡段1、沉積段、
真空過渡段2、冷卻段組成，自動閘板閥裝于各工作室之間，加熱段和冷卻段為非真空段。 本發明中沉積段由至少兩個沉積模塊構成，每個沉積模塊均由沉積室、真空過渡
室、傳動裝置、位置測量裝置、真空獲得裝置、配氣裝置和排氣裝置組成，沉積室分布在真空
過渡室的兩側，每一個沉積室分別與一臺工藝干泵相連，沉積室和真空過渡室共用一套真
空獲得裝置，沉積模塊兩端均設有連接裝置，連接裝置的尺寸和形狀完全相同或相互配合
的，通過連接裝置將平行排列的沉積模塊連接起來形成一個連續鍍膜的沉積段，本裝置可
以根據鍍膜工藝和產能設計的不同要求增減不同膜層沉積模塊的數量來進行匹配。 本發明所述的加熱段裝置采用連續梯度加熱方法加熱，可梯度的將基片加熱至設
定溫度，該裝置最高可將基片均勻加熱至350攝氏度。 本發明所述的沉積模塊中沉積室同真空過渡室之間裝有自動軋板閥，沉積室與真 空過渡室之間真空度可以根據要求設置真空壓差，避免交叉污染。 本發明中沉積段中各膜層沉積模塊的數量可根據沉積膜層所需要時間的不同來 進行匹配排列，以獲得最佳工作效率。 本發明所述的沉積室中陽極板下方裝有光柵尺和微動氣缸，可以精確控制陽極板 升降高度，精確度可達10微米。 本發明所述的沉積模塊中的真空過渡室中設有橫向滾輪和縱向滾輪，縱向滾輪安 裝在橫向滾輪中間，橫向滾輪位置固定不變，縱向滾輪可以雙向滾動，并且縱向滾輪下方安 裝有微動氣缸可以調節升降，當需要向前輸送基片時，縱向滾輪處于跟橫向滾輪同一高度， 橫向滾輪工作向前輸送基片；當需要將基片輸送進沉積室或從沉積室將基片輸出時，則升 起縱向滾輪，縱向滾輪逆向工作。 本發明所述的沉積模塊中沉積室和真空過渡室均安裝了溫度測量及加熱控制裝 置，可以使基片傳送過程中保持恒溫，當不同膜層需要不同的反應溫度時，也可精確控制沉 積室的反應溫度。 本發明所述的基片的傳送和各膜層的沉積控制等均全程由電腦自動控制，無需任 何人工手動操作。 如圖1所示，本發明提供的裝置由加熱段(1)、真空過渡段1(3)、沉積段(4)、真空 過渡段2(5)、冷卻段(6)組成，自動閘板閥(2)裝于各工作室之間，加熱段(1)和冷卻段(6) 為非真空段。沉積段由數個沉積模塊構成。 如圖2所示，每個沉積模塊均由沉積室(7-l)、真空過渡室(7-2)、傳動裝置、位置 測量裝置、真空獲得裝置(7-4)、配氣裝置和排氣裝置(7-3)組成，兩個沉積室(7-1)對稱或 不對稱地排列在真空過渡室(7-2)的兩側，每一個沉積室分別與一臺工藝干泵(7-3-1)相 連，沉積室(7-1)和真空過渡室(7-2)共用一套真空獲得裝置(7-4)。沉積模塊(7)兩端 均設有尺寸和形狀完全相同或相互配合的連接裝置，通過連接裝置將數個平行排列的沉積 模塊(7)連接起來形成一個連續鍍膜的沉積段(4)，沉積段(4)中沉積各膜層所用沉積模 塊(7)的數量可根據工藝配方中沉積膜層所需要時間的不同來進行匹配排列，以獲得最佳 工作效率。
5
真空過渡室(7-2)中設有橫向滾輪(7-2-1)和縱向滾輪(7_2_2)，縱向滾輪 (7-2-2)安裝在橫向滾輪(7-2-1)中間。橫向滾輪(7-2-1)位置固定不變，縱向滾輪 (7-2-2)可以雙向滾動，并且縱向滾輪(7-2-2)下方安裝有微動氣缸可以調節升降。當需要 向前輸送基片時，縱向滾輪(7-2-2)處于跟橫向滾輪(7-2-1)同一高度，橫向滾輪(7-2-1) 工作；當需要將基片輸送進沉積室或從沉積室將基片輸出時，則升起縱向滾輪，縱向滾輪 (7-2-2)逆向工作?；斔瓦M沉積室(7-1)處于陽極板(7-1-4)上，陽極板(7-1-4)向上 升起一定高度，開始沉積反應。陽極板(7-1-4)下方裝有光柵尺和微動氣缸(7-1-6)，可以 精確控制陽極板(7-1-4)升降高度，精確度可達10微米。沉積結束之后，陽極板(7-1-4) 下降回復至原高度，沉積室(7-1)與真空過渡室(7-2)之間的自動閘板閥打開，縱向滾輪 (7-2-2)工作，將基片輸送出沉積室(7-1)。
本發明的工作過程如下 本發明中，所述加熱段(1)用于梯度加熱已經預處理干凈的基片，加熱段(1)可根 據工藝要求將基片加熱至設定溫度(最高可達350攝氏度)，然后加熱到設定溫度的基片經 傳動裝置傳送至真空過渡室1(3)，自動閘板閥(2)關閉，將加熱段(1)與真空過渡段1(3) 隔離開來，加熱段(1)為非真空段。基片從真空過渡段U3)輸送至沉積段(4)中，在各沉 積模塊中依次沉積各膜層，最后經真空過渡段2(5)后輸送到冷卻段(6)中冷卻至室溫。
權利要求
一種自動水平式硅基薄膜生產裝置，其特征在于由加熱段、真空過渡段1、沉積段、真空過渡段2、冷卻段組成，自動閘板閥裝于各工作室之間，加熱段和冷卻段為非真空段。
2. 根據權利要求1所述的一種自動水平式硅基薄膜生產裝置，其特征在于沉積段由至 少兩個沉積模塊構成，每個沉積模塊均由沉積室、真空過渡室、傳動裝置、位置測量裝置、真 空獲得裝置、配氣裝置和排氣裝置組成，沉積室分布在真空過渡室的兩側，每一個沉積室分 別與一臺工藝干泵相連，沉積室和真空過渡室共用一套真空獲得裝置，沉積模塊兩端均設 有連接裝置，連接裝置的尺寸和形狀完全相同或相互配合的，通過連接裝置將平行排列的 沉積模塊連接起來形成一個連續鍍膜的沉積段。
3. 根據權利要求1所述的一種自動水平式硅基薄膜生產裝置，其特征在于所述的加熱 段裝置采用連續梯度加熱方法加熱，可梯度的將基片加熱至設定溫度，該裝置最高可將基 片均勻加熱至350攝氏度。
4. 根據權利要求2所述的一種自動水平式硅基薄膜生產裝置，其特征在于所述的沉積 模塊中沉積室同真空過渡室之間裝有自動軋板閥，沉積室與真空過渡室之間真空度可以根 據要求設置真空壓差。
5. 根據權利要求1所述的一種自動水平式硅基薄膜生產裝置，其特征在于沉積段中各 膜層沉積模塊的數量可根據沉積膜層所需要時間的不同來進行匹配排列。
6. 根據權利要求1所述的一種自動水平式硅基薄膜生產裝置，其特征在于本發明所述 的沉積室中陽極板下方裝有光柵尺和微動氣缸。
7. 根據權利要求1所述的一種自動水平式硅基薄膜生產裝置，其特征在于所述的沉積 模塊中的真空過渡室中設有橫向滾輪和縱向滾輪，縱向滾輪安裝在橫向滾輪中間，橫向滾 輪位置固定不變，縱向滾輪可以雙向滾動，并且縱向滾輪下方安裝有微動氣缸可以調節升 降。
8. 根據權利要求1所述的一種自動水平式硅基薄膜生產裝置，其特征在于所述的沉積 模塊中沉積室和真空過渡室均安裝了溫度測量及加熱控制裝置。
全文摘要
本發明涉及太陽能的應用領域，具體地說是一種自動水平式硅基薄膜生產裝置，其特征在于由加熱段、真空過渡段1、沉積段、真空過渡段2、冷卻段組成，自動閘板閥裝于各工作室之間，加熱段和冷卻段為非真空段，沉積段由數個沉積模塊構成，每個沉積模塊均由沉積室、真空過渡室、傳動裝置、位置測量裝置、真空獲得裝置、配氣裝置和排氣裝置組成，兩個沉積室對稱或不對稱地分布在真空過渡室的兩側，每一個沉積室分別與一臺工藝干泵相連，沉積室和真空過渡室共用一套真空獲得裝置，沉積模塊兩端均設有尺寸和形狀完全相同或相互配合的連接裝置，通過連接裝置將數個平行排列的沉積模塊連接起來形成一個連續鍍膜的沉積段，本裝置可以根據鍍膜工藝和產能設計的不同要求增減沉積模塊的數量，其適用范圍廣，生產效率高，維護維修方便。
文檔編號C23C16/54GK101748379SQ20101030066
公開日2010年6月23日 申請日期2010年1月25日 優先權日2010年1月25日
發明者劉先平, 史國華, 王偉, 解欣業, 鄧晶 申請人:威海中玻光電有限公司