[发明专利]带遮挡的溅射沉积装置及方法

说明书

一种带遮挡的溅射沉积系统和方法，该系统包括一个工艺模块，该工艺模块包括一个配置为接收一个移动衬底的真空外壳，设置在该真空外壳中的多个溅射靶，每个溅射靶包括一种靶材，以及一个设置在该衬底和相邻溅射靶的间隙空间之间的外部遮蔽件。该外部遮蔽件可以构造为至少部分地阻挡溅射靶材间接沉积在该衬底上，并允许溅射靶材直接沉积在该衬底上。

背景技术

本披露总体上涉及一种带遮挡的溅射沉积装置和用于沉积一种溅射导 电材料的方法。

“薄膜”光伏材料是指在一个供应结构支撑的衬底上作为一个层来沉积 的多晶或非晶的光伏材料。薄膜光伏材料与单晶半导体材料的区别在于有着 较高的制造成本。一些提供高转换效率的薄膜光伏材料包括含硫族元素化合 物半导体材料，诸如铜铟镓硒(“CIGS”)。

薄膜光伏电池(也称为光伏电池)可以使用基于溅射、蒸发或化学气相 沉积(CVD)技术的卷对卷涂布系统来制造。薄箔衬底，诸如箔网衬底，由一 个卷以线性带状方式供给，穿过一系列单独的真空室或一个单个分开的真空 室(在这里薄箔衬底接收所需的层)以形成薄膜光伏电池。在这样的一种系统 中，可以在一个卷上供应一个具有有限长度的箔。新卷的末端可以偶联到前一 个卷的末端，以提供一个连续进给的箔层。

概要

根据不同的实施例，供了一种包括工艺模块的溅射沉积系统，该工艺 模块包括：一个设置为接收一个移动衬底的真空外壳；一个设置在该真空外 壳中的溅射靶，每个溅射靶包括一种靶材；以及一个设置在该衬底和相邻溅 射靶间隙空间之间的一个外部遮蔽件，该外部遮蔽件构造为至少部分阻挡该 溅射靶材间接沉积在该衬底上，并且允许该溅射靶材直接沉积在该衬底上。

根据不同的实施例，提供了一种溅射沉积方法，包括：用设置在一个 真空外壳中的溅射靶来溅射一种靶材；以及通过直接沉积在一个移动通过该 真空外壳的衬底上沉积该溅射靶材，同时用设置在该衬底和相邻溅射靶的间 隙空间之间的外部遮蔽件至少部分地阻挡溅射靶材在衬底上的间接沉积。

附图说明

图1为根据本披露一个实施方式的薄膜光伏电池的示意性垂直剖面图。

图2为根据本披露一个实施方式的可以用于制造图1中所展示的光伏 电池的第一示例性模块化沉积装置的示意性俯视图。

图3为根据本披露一个实施方式的可以用于制造图1中所展示的光伏 电池的第二示例性模块化沉积装置的示意性俯视图。

图4为根据本披露一个实施方式的示例性密封连接单元的示意性俯视 图。

图5A和5B是本披露不同实施例的包括一个遮蔽件的工艺模块的局部 透视图。

图6A和6B是本披露不同实施例的包括一个阻挡遮蔽件的工艺模块的 局部透视图。

图7是根据本披露不同实施方式的展示溅射沉积方法的框图。

详细说明

如上所讨论的，本披露是针对一种用于在一个网状衬底上形成光伏器 件的装置和方法。特别地，本披露涉及一种用于选择性地沉积n掺杂和/或透 明导电层以增加整体器件均匀性的装置和方法。该网状衬底典型具有的宽度 (即，对于一个垂直放置的网状衬底而言是该网状衬底的高度，其垂直于该网 状衬底的长度(即，移动方向))为至少10cm，并且宽度通常为约1米或更 宽，诸如1至5米。即使在一个大的沉积室中，按照一个大的网状衬底宽度 来沉积厚度和/或组成均匀的膜也是一个挑战。特别地，一种靶材的沉积比率 可能沿一个靶的长度而变化，这可能导致层的形成不均匀。在一个实施方式中， 不希望受特定理论的束缚，本发明人确定可以通过至少部分地阻挡该靶的中 央区域的直接沉积来补偿在一个靶的末端区域附近较低的沉积比率。