專利名稱：用于氣相沉積設(shè)備的輸送器組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本文公開的主題一般地涉及薄膜沉積系統(tǒng)的領(lǐng)域，其中薄膜層(例如半導體材料 層)沉積在通過該系統(tǒng)輸送的襯底上。更特別地，該主題涉及一種用在氣相沉積設(shè)備中的 輸送器單元，其特別適合于在光伏(PV)模塊的形成中將光反應(yīng)材料的薄膜層沉積到玻璃 襯底上。
背景技術(shù)：
基于與硫化鎘(CdS)配對的碲化鎘^dTe)的薄膜光伏(PV)模塊(也被稱為“太 陽電池板”)作為光反應(yīng)器件在工業(yè)上正獲得廣泛的認可和興趣。CdTe是具有特別適合于 將太陽能(日光)轉(zhuǎn)換成電力的特征的半導體材料。例如，CdTe具有1.45eV的能帶隙，這 使得其與歷史上用于太陽能電池應(yīng)用的低帶隙(1. IeV)半導體材料相比，能夠從太陽光譜 轉(zhuǎn)換更多的能量。另外，同低帶隙材料相比，CdTe在較低或漫射光條件下轉(zhuǎn)換能量，并因而 與其它常規(guī)材料相比在白天或低光亮(例如多云)條件下具有更長的有效轉(zhuǎn)換時間。使用CdTe PV模塊的太陽能系統(tǒng)通常被認為是在所產(chǎn)生的功率的每瓦特成本方面 是商業(yè)上可獲得系統(tǒng)中最具成本效益的。然而，盡管CdTe有多種優(yōu)點，太陽能作為工業(yè)或 民用電力的補充來源或主要來源的可持續(xù)商業(yè)開發(fā)和認可取決于大規(guī)模并以成本經(jīng)濟的 方式生產(chǎn)高效PV模塊的能力。某些因素在成本和發(fā)電能力方面極大地影響CdTe PV模塊的效率。例如，CdTe是 相對昂貴的，并且因而材料的有效利用(即浪費最小)是主要的成本因素。此外，模塊的能 量轉(zhuǎn)換效率是沉積的CdTe薄膜層的某些特性的一個要素。薄膜層中的不均勻性或缺陷會 極大地降低模塊的輸出，從而增加了每功率單位的成本。并且，以經(jīng)濟上切合實際的商業(yè)規(guī) 模加工相對大的襯底的能力是至關(guān)緊要的考慮。CSS (封閉系統(tǒng)升華)是用于生產(chǎn)CdTe模塊的已知商業(yè)氣相沉積工藝。例如參考美 國專利第6，444，043號和美國專利第6，423，565號。在CSS系統(tǒng)的氣相沉積室內(nèi)，將襯底帶 至位于CdTe源對面的相對較小距離(例如，大約2-3mm)處的相反位置。CdTe材料升華并 沉積在襯底的表面上。在以上引用的美國專利第6，444，043號的CSS系統(tǒng)中，CdTe材料呈 顆粒狀并被容納在氣相沉積室內(nèi)的加熱容器中。升華的材料穿過放置在容器上的蓋子中的 孔并沉積在靜止的玻璃表面上，該玻璃表面保持在蓋子框架上方最小的可能距離(l-2mm) 處。雖然對于已知的CSS工藝有優(yōu)勢，但是系統(tǒng)本質(zhì)上是批處理過程，其中玻璃襯底 被撥入氣相沉積室中，在形成薄膜層的有限的時間周期內(nèi)保持于室中，隨后被撥出室外。該 系統(tǒng)更適合于相對較小表面積的襯底的批處理。為了補充CdTe源必須周期性地中斷該過 程，這對于大規(guī)模生產(chǎn)過程是有害的。另外，在將襯底撥入室內(nèi)和撥出室外期間，以及在將 襯底定位在室中所需的任何步驟期間，沉積工藝不能很容易地以受控制的方式停止和重新 起動，導致CdTe材料的顯著的不可利用(即浪費)。因此，工業(yè)中對于改進的氣相沉積設(shè)備存在持續(xù)的需求，該氣相沉積設(shè)備用于經(jīng)濟上可行地大規(guī)模生產(chǎn)高效的PV模塊，特別是CdTe模塊。本發(fā)明涉及一種用于此目的的 輸送器單元。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的各方面和優(yōu)勢將在以下描述中部分地陳述，或者可從該描述而明顯，或 者可由本發(fā)明的實踐獲悉。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，提供了一種輸送器組件，其特別適合于在氣相沉積設(shè) 備中使用，其中升華的源材料(例如CdTe)作為薄膜層沉積在光伏(PV)模塊襯底上。輸送 器組件包括限定了封閉的內(nèi)部容積的外殼。輸送器可操作地設(shè)置在外殼內(nèi)，并且在外殼中 以無端環(huán)路徑例如在相對的鏈齒輪之間進行驅(qū)動，且至少一個鏈齒輪是驅(qū)動鏈齒輪。輸送 器的無端環(huán)路徑包括上分支和下分支，上分支沿襯底的輸送方向穿過組件，下分支沿相反 的返回方向移動。外殼包括頂部構(gòu)件，其限定了敞開的氣相沉積區(qū)域，其中當輸送器沿著無 端環(huán)路徑的上分支移動時，輸送器(以及因而輸送器上承載的襯底)暴露于升華的源材料 中。在一個特殊的實施例中，輸送器由多個互連的板條形成，且各個板條具有相應(yīng)的平坦、 平整的外表面和橫向邊緣輪廓，使得至少沿著無端環(huán)路徑的上分支，板條的外表面位于共 同的水平面中，并為通過組件輸送的襯底限定了不間斷的平坦支承面。對上面論述的輸送器組件的實施例的變化和修改都在本發(fā)明的范圍和精神內(nèi)，并 可在本文中進一步描述。本發(fā)明還包括一種氣相沉積模塊，其結(jié)合了根據(jù)本發(fā)明各方面的輸送器組件。例 如，本發(fā)明提供了一種用于將升華的源材料(例如CdTe)作為薄膜沉積到光伏(PV)模塊襯 底上的氣相沉積模塊，襯底通過氣相沉積模塊進行輸送。該模塊包括箱體和氣相沉積頭，氣 相沉積頭可操作地配置于箱體中以使源材料升華。輸送器組件可操作地配置于箱體中，位 于氣相沉積頭之下，并包括限定了封閉的內(nèi)部容積的外殼。輸送器可操作地設(shè)置在外殼內(nèi)， 并且可在外殼內(nèi)以無端環(huán)路徑進行驅(qū)動。無端環(huán)路徑具有上分支和下分支，上分支沿襯底 的輸送方向穿過該模塊移動，下分支沿相反的返回方向移動。外殼還包括頂部構(gòu)件，其限定 了敞開的沉積區(qū)域，其中當輸送器沿著無端環(huán)路徑的上分支移動時，輸送器(以及因而支 承在輸送器上的襯底的上表面)暴露于氣相沉積頭下。輸送器可包括多個互連的板條，且各個板條均具有相應(yīng)的平坦、平整的外表面和 橫向邊緣輪廓，使得沿著無端環(huán)路徑的上分支，板條的外表面位于共同的水平面中，并為通 過該模塊輸送的襯底限定了不間斷的平坦的支承面。氣相沉積頭配置于輸送器組件外殼 上，使得來自氣相沉積頭的升華的源材料被引導至敞開的沉積區(qū)域上，并引導至由輸送器 支承的襯底的上表面上。對上面論述的氣相沉積模塊的實施例的變化和修改都在本發(fā)明的范圍和精神內(nèi)， 并會在本文中進一步描述。參照附圖、以下描述和所附權(quán)利要求，本發(fā)明的這些以及其它的特征、方面和優(yōu)點
將變得更好理解。


在參照附圖的說明書中闡述了本發(fā)明的完整且能夠?qū)嵤┑墓_，包括其最佳模式，其中圖1是氣相沉積系統(tǒng)的平面圖，其可結(jié)合本發(fā)明的輸送器組件的實施例；圖2是根據(jù)本發(fā)明各方面的輸送器組件的一個特殊實施例的橫截面圖；圖3是圖2中所描繪的輸送器組件的部件的局部透視圖；圖4是圖2中所描繪的組件的部件的補充局部透視圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明各方面的輸送器板條的一個實施例的局部透視圖；以及圖6是圖5的輸送器的側(cè)視圖。部件列表10系統(tǒng)12真空室14襯底16加熱器模塊18加熱器20冷卻模塊22后熱模塊對供給系統(tǒng)26負載輸送器28負載模塊30緩沖模塊32粗真空泵34閥門36促動機構(gòu)38細真空泵40真空泵42出口緩沖模塊44出口鎖止模塊46出口輸送器48輸送器50控制器52系統(tǒng)控制器54傳感器60氣相沉積設(shè)備62沉積頭66容器67氣體幕68端壁70供給管道72分配器74熱偶
76端壁
78分配歧管
80上殼構(gòu)件
82下殼構(gòu)件
84加熱器元件
86通道
88分配板
89碎屑護罩
90百葉板
92促動機構(gòu)
94通道
95模塊箱體
96密封件
98加熱器元件
100輸送器組件
102輸送器
104外殼
106側(cè)壁
108端壁
110頂部構(gòu)件
112敞開的沉積區(qū)域
114突舌
116槽縫
118銷
120入口槽縫
122出口槽縫
124板構(gòu)件
126密封面
130板條
132板條外表面
135前橫向邊緣
136后橫向邊緣
138鏈齒輪
140連結(jié)組件
142輥子
144軌道
145突舌
146內(nèi)板
147銷
148夕卜板150 軸桿152 突舌156 夾子158加熱器元件160隔熱護罩162 突舌164 銷166 支架
具體實施例方式現(xiàn)在將詳細參考本發(fā)明的實施例，圖中圖示了其一個或多個示例。各個示例是作 為本發(fā)明的解釋而非本發(fā)明的限制而提供的。實際上，對本領(lǐng)域技術(shù)人員將會明顯的是， 在不脫離本發(fā)明的范圍或精神的條件下可在本發(fā)明中做出各種修改和變化。例如，作為一 個實施例的一部分而被圖示或被描述的特征可與另一實施例一起使用，從而產(chǎn)生又一實施 例。因而，當此類修改和變化在所附權(quán)利要求及其等價物范圍內(nèi)時，本發(fā)明意圖包括此類修 改和變化。圖1圖示了氣相沉積系統(tǒng)10的一個實施例，其可結(jié)合根據(jù)本發(fā)明各方面的輸送器 組件，特別是作為氣相沉積模塊或部件的部件。系統(tǒng)10配置成用于將薄膜層沉積到光伏 (PV)模塊襯底14(后文中稱為“襯底”)上。薄膜例如可以是碲化鎘(CdTe)的薄膜層。如 所提及的，雖然本發(fā)明并不局限于任何特殊的薄膜厚度，但是在本領(lǐng)域中通常認可的是，PV 模塊襯底上的“薄”膜層通常小于大約10微米(μπι)。應(yīng)該懂得本冷卻系統(tǒng)和方法并不局 限于在圖1中圖示的系統(tǒng)10中使用，而是可結(jié)合到配置成用于將薄膜層氣相沉積到PV模 塊襯底14上的任何合適的工藝線中。為了參照和理解本輸送器組件可在其中使用的環(huán)境，下面描述了圖1的系統(tǒng)10， 其后詳細描述了該輸送器組件。參看圖1，示例性的系統(tǒng)10包括由多個互連的模塊限定的真空室12。粗真空泵和 細真空泵40的任意組合可與該模塊配套，以抽吸并保持室12內(nèi)的真空。多個互連的加熱 器模塊16限定了真空室12的預熱段，襯底14通過該預熱段輸送并在輸送到氣相沉積設(shè)備 60中之前被加熱至所需的溫度。各個模塊16均可包括多個獨立控制的加熱器18，且加熱 器限定了多個不同的熱區(qū)。特定的熱區(qū)可包括多于一個加熱器18。真空室12還包括位于氣相沉積設(shè)備60下游的真空室12內(nèi)的多個互連的冷卻模 塊20。冷卻模塊20限定了真空室12內(nèi)的冷卻段，其中在從系統(tǒng)10中除去襯底14之前， 容許在其上沉積有升華的源材料的薄膜的襯底14以受控制的冷卻速率進行冷卻。各個模 塊20均可包括強制性冷卻系統(tǒng)，其中冷卻介質(zhì)(例如冷凍水、冷卻劑或其它介質(zhì))通過與 模塊20配套的冷卻盤管泵送。在圖示的系統(tǒng)10的實施例中，至少一個后熱(post-heat)模塊22位于氣相沉積 設(shè)備60的緊下游并位于冷卻模塊20之前。后熱模塊22保持襯底14的受控制的加熱曲 線，直至整個襯底移出氣相沉積設(shè)備60之外以防止對襯底的損傷，例如由于不受控制的或急劇的熱應(yīng)力所造成的翹曲或破裂。如果容許襯底14的前段在其離開裝置60時以過大的 速率冷卻，則沿著襯底14將縱向地產(chǎn)生潛在的破壞性溫度梯度。此情況可能由于熱應(yīng)力而 導致襯底的破裂、裂紋或翹曲。如圖1中示意性圖示的，供給裝置M與氣相沉積設(shè)備60配套以供應(yīng)源材料(例 如粒狀的CdTe)。供給裝置M優(yōu)選地配置成在不中斷設(shè)備60內(nèi)的連續(xù)的氣相沉積過程或 通過設(shè)備60輸送襯底14的條件下供給源材料。仍然參看圖1，最初將單個的襯底14放置于負載輸送器沈上，隨后移動到入口真 空閘站(lock station)，其包括負載模塊觀和緩沖模塊30。“粗”(即初始)真空泵32與 負載模塊觀配套以抽吸初始真空，并且“細”(即高)真空泵38與緩沖模塊30配套，以便 將緩沖模塊30中的真空提高至基本上真空室12內(nèi)的真空。在負載輸送器沈和負載模塊 觀之間，在負載模塊觀和緩沖模塊30之間，以及在緩沖模塊30和真空室12之間可操作地 設(shè)置了閥門34(例如閘門型的狹口閥或旋轉(zhuǎn)型的瓣閥)。這些閥門34由馬達或其它類型的 促動機構(gòu)36順序地促動，以便以步進的方式將襯底14引入真空室12，而不影響室12內(nèi)的 真空。出口真空閘站配置在最后的冷卻模塊20的下游，并基本上與上述入口真空閘站 相反地操作。例如，出口真空閘站可包括出口緩沖模塊42和下游出口鎖止模塊44。在緩沖 模塊42和最后一個冷卻模塊20之間，在緩沖模塊42和出口鎖止模塊44之間，以及在出口 鎖止模塊44和出口輸送器46之間設(shè)置了順序操作的滑閥34。細真空泵38與出口緩沖模 塊42配套，并且粗真空泵32與出口鎖止模塊44配套。在不損失真空室12內(nèi)的真空的條 件下順序地操作泵32，38和閥門34，從而以步進的方式使襯底14移出真空室12。系統(tǒng)10還包括輸送器系統(tǒng)，其配置成使襯底14移入、穿過并移出真空室12。在圖 示的實施例中，此輸送器系統(tǒng)包括多個單獨控制的輸送器48，且各種模塊的每一個均包括 輸送器48中的一個。應(yīng)該懂得，各種模塊中的輸送器48的類型或構(gòu)造可能變化。在圖示 的實施例中，輸送器48是具有從動輥的輥式輸送器，從動輥受到控制，以獲得襯底14通過 相應(yīng)的模塊和整個系統(tǒng)10的期望輸送速率。如所描述的，系統(tǒng)10中的各種模塊和相應(yīng)的輸送器均被獨立地控制，以執(zhí)行特定 的功能。對于此類控制，單個模塊的每一個均可具有與之配套的相關(guān)的獨立控制器50，以控 制相應(yīng)模塊的單個功能。如圖1中所示，多個控制器50又可與中央系統(tǒng)控制器52通信。在 通過系統(tǒng)10處理襯底14的過程中，中央系統(tǒng)控制器52可監(jiān)視并控制(通過獨立的控制器 50)任何其中一個模塊的功能，從而獲得整體所需的加熱速率、沉積速率、冷卻速率等等。參看圖1，為了獨立控制各個相應(yīng)的輸送器48，各個模塊可包括任何方式的有源 或無源傳感器M，其在襯底14被通過模塊輸送時檢測襯底14的存在。傳感器M與相應(yīng)的 模塊控制器50通信，模塊控制器50又與中央控制器52通信。以這種方式，可控制各個相 應(yīng)的輸送器48以確保在襯底14之間保持適當?shù)拈g距，并且以期望的恒定輸送速率通過真 空室12輸送襯底14。在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，氣相沉積設(shè)備60可采用各種構(gòu)造和操作原理，并且通 常配置成用于將升華的源材料(例如CdTe)作為薄膜氣相沉積到PV模塊襯底14上。在圖 1中圖示的系統(tǒng)10的實施例中，設(shè)備60是包括箱體95(圖2、的模塊，其中包含內(nèi)部部件， 包括安裝在輸送器組件100上方的真空沉積頭62。應(yīng)該懂得，箱體95可包括可支承輸送器組件100的任何方式的內(nèi)部結(jié)構(gòu)97。參看圖2，更詳細地描繪了模塊60。真空沉積頭62限定了內(nèi)部空間，其中容器66 構(gòu)造成用于容納粒狀的源材料(未顯示)。如提及的，粒狀的源材料可由供給裝置或系統(tǒng) M (圖1)經(jīng)由通過供給管道70供應(yīng)。供給管道70連接在分配器72上，分配器72設(shè)置在 氣相沉積頭62的頂壁的開口中。分配器72包括多個排放口，排放口構(gòu)造成將粒狀的源材 料均勻分布到容器66中。在圖示的實施例中，通過沉積頭62的頂壁操作性地設(shè)置至少一個熱偶74以監(jiān)視 頭部室內(nèi)容器66附近或容器66中的溫度。容器66具有使得容器66的端壁68與沉積頭62的端壁76間隔開的形狀和構(gòu)造。 容器66的側(cè)壁與沉積頭62的側(cè)壁(圖2的視圖中不可見)相鄰并緊密靠近，使得在相應(yīng) 的側(cè)壁之間存在非常小的間隙。利用此構(gòu)造，升華的源材料將在橫向延伸的端壁68上作為 氣體67的前幕和后幕流出容器66，如圖2中的流箭頭所示。非常少的升華的源材料將流過 容器66的側(cè)壁。加熱的分配歧管78設(shè)置在容器66的下方，并且可具有蛤殼構(gòu)造，其包括上殼構(gòu)件 80和下殼構(gòu)件82。配合的殼構(gòu)件80，82限定了空腔，加熱器元件84設(shè)置在該空腔中。加熱 器元件84將分配歧管78加熱到足以間接地加熱容器66內(nèi)的源材料而造成源材料升華的 程度。由分配歧管78產(chǎn)生的熱量還有助于防止升華的源材料鍍覆到沉積頭62的部件上。 為此目的還可在沉積頭62中設(shè)置額外的加熱器元件98。理想的是，在沉積頭62中最冷的 部件是穿過其輸送的襯底14的上表面，從而確保升華的源材料主要鍍覆到襯底上。仍然參看圖2，加熱的分配歧管78包括穿過其限定的多個通道86。這些通道具有 以便將升華的源材料向下方的襯底14進行均勻分布的形狀和結(jié)構(gòu)。如圖2中描繪的那樣，分配板88設(shè)置在歧管78的下面，位于下方襯底14的上表 面的水平面以上限定的距離處。分配板88包括貫穿其中的孔或通道圖案，其進一步分布穿 過分配歧管78的升華的源材料。如之前提到的那樣，升華的源材料大部分將作為橫向延伸的氣體的前簾和后簾流 出容器66。雖然這些氣體的幕在穿過分配板88之前將在縱向方向(襯底的輸送方向)上擴 散到一定的程度，但是應(yīng)該懂得將不太可能實現(xiàn)升華的源材料在縱向方向上的均勻分布。 換句話說，同分配板的中間部分相比，更多升華的源材料將通過分配板88的縱向端部進行 分布。然而，如上面討論的那樣，因為系統(tǒng)10通過氣相沉積設(shè)備100以不間斷的恒定的線 性速度輸送襯底14，所以不管氣體沿著設(shè)備60的縱向方面的分布的不均勻性如何，襯底14 的上表面都將暴露于相同的沉積環(huán)境下。分配歧管78中的通道86和分配板88中的孔確 保升華的源材料在氣相沉積設(shè)備60的橫向方面相對均勻的分布。只要保持氣體的均勻的 橫向方面，在襯底14的上表面上就會沉積相對均勻的薄膜層。如圖2中所示，在容器66和分配歧管78之間可能需要包括碎屑護罩89。該護罩 89可包括貫通其中限定的相對較大的孔(同分配板88相比)，并用于避免任何粒狀或顆粒 源材料穿過和潛在地干擾沉積頭62的其它部件的操作。在另一實施例中，孔可非常小，或 者護罩可以是網(wǎng)篩，從而防止甚至非常小的固體源材料的顆?；蛄Ｗ哟┻^護罩。仍然參看圖2，沉積頭62可包括位于其各個縱向末端處的橫向延伸的密封件96。 在圖示的實施例中，加熱的分配歧管78的下殼構(gòu)件82的部件限定密封件96。在一個實施例中，這些密封件96可設(shè)置在襯底14的上表面上方某一距離處，該距離小于在襯底14的 表面和分配板88之間的距離。密封件96有助于將升華的源材料保持在襯底上方的沉積區(qū) 域中。換句話說，密封件96防止升華的源材料通過設(shè)備60的縱向末端“泄漏”出去。應(yīng)該 懂得，如以下參照圖3的實施例更詳細地討論的那樣，在備選實施例中，密封件96可抵靠設(shè) 備60中的相對結(jié)構(gòu)接合，并用于相同的功能。圖2的實施例包括設(shè)置在分配歧管78上方的可移動的百葉板90。該百葉板90包 括貫通其中限定的多個通道94，其在百葉板90的第一操作位置上與分配歧管78中的通道 86對準，使得升華的源材料自由地流過百葉板90并穿過分配歧管78，以用于通過板88進 行后續(xù)分布。百葉板90可移動到第二操作位置，其中通道94不與分配歧管78中的通道86 對準。在此構(gòu)造中，升華的源材料被阻擋穿過分配歧管78，并且基本上包含在沉積頭62的 內(nèi)部容積中。任何合適的促動機構(gòu)92可配置成用于使百葉板90在第一操作位置和第二操作位 置之間移動。在圖示的實施例中，促動機構(gòu)92包括桿93和任何合適的聯(lián)結(jié)件，其將桿93 連接到百葉板90上。通過定位在沉積頭62外部的任何方式的機構(gòu)可從外部使桿93旋轉(zhuǎn)。 百葉板90是特別有利的，因為不管什么原因，升華的源材料都能快速且容易地包含在沉積 頭62中，并被防止通過至襯底14或輸送器組件100上方的沉積區(qū)域。這例如在系統(tǒng)10的 起動期間可能是需要的，此時沉積頭室內(nèi)的氣體濃度聚集到足以開始沉積過程的程度。類 似地，在系統(tǒng)關(guān)閉期間，可能期望將升華的源材料保持在沉積頭62的室內(nèi)，以防止材料出 去鍍覆到輸送器或設(shè)備60的其它構(gòu)件上。參看圖2到圖4，圖示了輸送器組件100的各種實施例。在圖2中，輸送器組件100 包含在模塊箱體95中，并設(shè)置在氣相沉積頭62的下面。如以下更詳細地所述，在期望的實 施例中，輸送器組件100在構(gòu)造上可能是模塊化的，并且包括外殼104，如圖3中所繪。在圖 2的視圖中出于清晰和解釋的目的已經(jīng)除去了外殼104。尤其參看圖3和圖4，外殼104限定了在其中包含輸送器102的封閉的內(nèi)部容積 (至少圍繞側(cè)面和頂部)。輸送器102在外殼104內(nèi)以無端環(huán)被驅(qū)動，且此無端環(huán)具有上分 支和下分支，上分支沿襯底14的輸送方向穿過氣相沉積頭62，而下分支沿相反的返回方向 移動。外殼104包括頂部構(gòu)件110，其限定了敞開的沉積區(qū)域112。參看圖2，此敞開的沉積 區(qū)域112與氣相沉積頭62，尤其是分配板88對準。如從圖3中可見的，襯底14的上表面暴 露于敞開的沉積區(qū)域112中的分配板88。輸送器102包括多個互連的板條130。各個板條130均具有相應(yīng)的平坦、平整的外 表面132(圖幻和橫向邊緣。特別參照圖6，可看出各個板條130均具有前橫向邊緣輪廓 135和后橫向邊緣輪廓136。在圖示的實施例中，后邊緣輪廓136相對于垂直方向是傾斜的 或歪斜的。如尤其從圖6中看到的，前橫向邊緣輪廓135具有彎曲的或帶雙角的輪廓。前 邊緣輪廓135與相鄰板條130的后邊緣136協(xié)作，從而限定了沿著輸送器102的上分支穿 過相鄰板條130的彎曲的非垂直的路徑。此彎曲的路徑抑制了升華的源材料穿過輸送器板 條130。仍然參看圖5和圖6，可見到相鄰的板條130沿著輸送器的上分支限定了平坦、平 整的表面，由此板條的外表面132位于共同的水平面中，并為通過組件輸送的襯底14限定 了不間斷的平坦的支承面。此平坦的支承面防止了玻璃襯底14的彎曲。另外，平坦的輸送 器表面結(jié)合上述板條130的橫向邊緣輪廓防止了襯底14的背面被涂覆升華的源材料。
再次參看圖3和圖4中所描繪的外殼構(gòu)造104，可見到頂壁110中敞開的沉積區(qū) 域112具有比下方板條130的橫向長度更小的橫向尺寸(相對于襯底14的輸送方向)。本 質(zhì)上，敞開的沉積區(qū)域112在輸送器102的完全平坦、平整的表面周圍限定了其上分支的行 進的“畫框”。由板條上表面132限定的平坦的表面是“不間斷的”，因為在敞開的沉積區(qū)域 112內(nèi)沒有可畫出經(jīng)過表面的垂直線的位置。如上所述，甚至在相鄰板條130的橫向邊緣 135，136處，橫向邊緣輪廓限定了非垂直的彎曲的路徑，其抑制了升華的源材料穿過其中。尤其參看圖3和圖4，外殼104包括端壁108和側(cè)壁106。端壁108、側(cè)壁106和 頂壁Iio通過突舌和槽縫裝置而彼此連接在一起，其中一個壁上的突舌114接合在另一壁 的槽縫116內(nèi)。銷118通過突舌114接合，以便將部件保持在連接的組件中，尤其如圖4中 所示。此實施例特別有用，因為不需要機械緊固件，例如螺釘、螺栓等來組裝外殼104。外 殼104的部件簡單地滑動到一起并相對彼此銷接就位。在這點上，為了維修或其它程序而 組裝/拆卸外殼104是相對較容易的過程。外殼104和包含在其中的輸送器102配置成用于組件110在氣相沉積模塊60中 落下放置。多個支架166附接在側(cè)壁106上，并延伸穿過頂壁110中的槽縫。這些支架166 限定了用于使組件100提升和降落到氣相沉積模塊60的箱體95中的多個提升點。當需要 維修時，很容易從模塊60提升整個輸送器組件100，并很容易落入備用組件100來替換被除 去的組件100。這樣，可對被除去的組件100進行維修，同時使工藝線返回運行。這使氣相 沉積工藝線與維修任務(wù)并行運行。輸送器組件100坐落在箱體95內(nèi)的校準點上，從而很容 易安裝和除去不同的輸送器組件100。參看圖3，頂壁110限定了用于在氣相沉積頭62下方輸送的襯底14的入口槽縫 120和出口槽縫122。這些槽縫120，122處的間隙代表來自氣相沉積區(qū)域的升華的源材料 的潛在的泄漏源。在這點上，期望在入口槽縫和出口槽縫120，122處保持襯底14的上表面 之間的間隙最小。出于此目的板構(gòu)件1 可配套有頂部構(gòu)件104。這些板構(gòu)件IM可相對 于頂壁110進行調(diào)整，并且本質(zhì)上對在其下方輸送的襯底14限定密封。應(yīng)該懂得，在這點 上可采用任何方式的密封結(jié)構(gòu)。頂壁構(gòu)件110還可與氣相沉積頭62協(xié)作以增加額外的密封。例如，上述位于氣相 沉積頭62的縱向末端處的密封件96可抵靠由頂壁110限定的密封面1 接合。這種密封 裝置確保了穿過分配板88的升華的源材料被保持在頂部構(gòu)件110的敞開的沉積區(qū)域112 中，并且在輸送器組件100和氣相沉積頭62的接口處不會逸出。再次參看圖2和圖3，輸送器組件100在外殼104內(nèi)可包括任何方式的額外的功能 性部件。例如，在外殼104內(nèi)，或在外殼104和箱體95之間可配置任何數(shù)量或任何構(gòu)造的 加熱器元件158。在外殼104內(nèi)還可包含任何構(gòu)造的隔熱護罩160。參看圖4，護罩160可 包括穿過側(cè)壁106而延伸的突舌162。銷164可穿過突舌而接合，從而相對于外殼104將護 罩160固定就位。如以下更詳細論述的那樣，軌道144沿著輸送器102的上分支設(shè)置，并提供了用于 輸送器輥子的行進表面。軌道144可包括突舌145，該突舌145也穿過側(cè)壁106延伸并被銷 147接合。輸送器102可在其無端環(huán)路徑中圍繞鏈齒輪138而運行，鏈齒輪可旋轉(zhuǎn)地由外殼 側(cè)壁106支承。鏈齒輪138包括與輸送器輥子142相接合的齒或榫。至少其中一個鏈齒輪138是從動鏈齒輪，而相對的鏈齒輪是空轉(zhuǎn)鏈齒輪。典型地上游鏈齒輪138用作空轉(zhuǎn)鏈齒 輪。在一個特殊的實施例中，輸送器板條130通過連結(jié)組件140相互連接。這些連結(jié) 組件140可采用各種構(gòu)造。在圖5和圖6中圖示了根據(jù)本發(fā)明各方面的一種特別的獨特構(gòu) 造。在此實施例中，連結(jié)組件140包括內(nèi)鏈板146和外鏈板148。輥子142通過相應(yīng)的軸桿 150而包含在板146，148之間。軸桿150用于在其相應(yīng)的縱向末端處將相鄰的內(nèi)板和外板 146，148互連起來，并且還旋轉(zhuǎn)地支承板之間的輥子142。內(nèi)板和外板146，148的每一個均 包括突舌152，其穿過板條130中的槽縫而延伸。這些突舌152具有底切(參見圖幻，使得 在通過槽縫插入突舌152之后，板146，148相對于板條130的突舌而移動，從而確保不能從 板146，148拉出板條130。參看圖5，軸桿150的一端具有放大的頭部，其防止軸桿被拉過板146，148。軸桿 150的相對端穿過外板148而突出。夾子156附接在軸桿150的末端上，并在兩個軸桿之間 延伸。因而，夾子156具有與其中一個板146，148基本相同的縱向長度，并且不會抑制連結(jié) 組件140圍繞鏈齒輪138的行進。本書面描述使用示例來公開本發(fā)明，包括最佳模式，并且還使本領(lǐng)域技術(shù)人員能 夠?qū)嵺`本發(fā)明，包括制造和利用任何裝置或系統(tǒng)，并執(zhí)行任何結(jié)合的方法。本發(fā)明可取得專 利的范圍由權(quán)利要求限定，并且可包括本領(lǐng)域中的技術(shù)人員想到的其它示例。如果這些其 它示例包括并非不同于權(quán)利要求語言的結(jié)構(gòu)元件，或者如果其包括與權(quán)利要求語言無實質(zhì) 差異的等效的結(jié)構(gòu)元件，那么這些其它示例都屬于權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種用在氣相沉積設(shè)備中的輸送器組件(100)，其中，升華的源材料作為薄膜沉積 在光伏(PV)模塊襯底(14)上，所述組件包括 外殼(104)，其限定了封閉的內(nèi)部容積；輸送器(102)，其可操作地設(shè)置在所述外殼內(nèi)，以便在所述外殼內(nèi)以無端環(huán)路徑進行驅(qū) 動，所述無端環(huán)路徑具有上分支和下分支，所述上分支沿輸送方向移動，所述下分支沿相反 的返回方向移動；所述外殼還包括頂部構(gòu)件(110)，所述頂部構(gòu)件(110)在所述無端環(huán)路徑的所述上分 支中限定敞開的沉積區(qū)域(112)；且所述輸送器包括多個互連的板條(130)，各個所述板條均具有相應(yīng)的平坦平整外表面 (132)和橫向邊緣輪廓(135，136)，使得在所述無端環(huán)路徑的所述上分支中，所述板條的所 述外表面位于共同的水平面中，并為通過所述組件輸送的襯底限定不間斷的平坦的支承
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸送器組件(100)，其特征在于，所述板條(130)的所述橫向 邊緣輪廓(135，136)限定了沿著所述無端環(huán)路徑的所述上分支到升華的源材料的彎曲的非垂直路徑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸送器組件(100)，其特征在于，所述板條(130)在所述板 條的相對縱向末端處通過連結(jié)組件(140)相互連接，所述連結(jié)組件具有與其配套的輥子 (142)，所述輥子沿著軌道(144)行進，所述軌道(144)至少沿著所述無端環(huán)路徑的所述上 分支而設(shè)置在所述外殼內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的輸送器組件(100)，其特征在于，所述連結(jié)組件(140)包括內(nèi) 鏈板(146)和外鏈板(148)，所述輥子(14 通過軸桿(150)支承在所述內(nèi)鏈板和外鏈板之 間，所述軸桿進一步將相鄰的所述板條的內(nèi)鏈板和外鏈板互相連接，所述鏈板還包括突舌 (152)，所述突舌(15 穿過所述板條(130)中的槽縫而接合，從而將所述板條固定在所述 連結(jié)組件上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸送器組件(100)，其特征在于，所述外殼(104)限定了用于 通過所述組件輸送的襯底(14)的入口槽縫(120)和出口槽縫(122)，所述槽縫由附接在所 述外殼的所述頂部構(gòu)件上的板構(gòu)件(124)限定，所述頂部構(gòu)件還限定了密封面(1 )，所述 密封面(126)用于由圍繞所述沉積區(qū)域的氣相沉積頭(6 接合。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸送器組件(100)，其特征在于，所述外殼(104)包括呈開 槽、滑配合接合的多個壁構(gòu)件(106，108)，其中一個所述壁上的突舌(114)接合在相鄰的所 述壁中的槽縫(116)中，并且還包括能夠移動的銷(118)，所述銷(118)穿過所述突舌延伸 以固定所述滑配合接合。
7.一種氣相沉積模塊(60)，其用于將升華的源材料作為薄膜沉積到通過所述氣相沉 積模塊輸送的光伏(PV)模塊襯底(14)上，所述氣相沉積模塊(60)包括箱體(95)；氣相沉積頭(62)，其可操作地配置于所述箱體內(nèi)以使源材料升華；輸送器組件(100)，其可操作地配置于所述箱體內(nèi)，位于所述氣相沉積頭的下面，所述 輸送器組件還包括外殼(104)，其限定了封閉的內(nèi)部容積；輸送器(102)，其可操作地設(shè)置在所述外殼內(nèi)，以便在所述外殼內(nèi)以無端環(huán)路徑進行驅(qū) 動，所述無端環(huán)路徑具有上分支和下分支，所述上分支沿輸送方向移動，所述下分支沿相反 的返回方向移動；所述外殼還包括頂部構(gòu)件(110)，其限定了敞開的沉積區(qū)域(112)，其中當所述輸送器 在所述無端環(huán)路徑的所述上分支中移動時，所述輸送器暴露于所述氣相沉積頭下；所述輸送器包括多個互連的板條(130)，各個所述板條均具有相應(yīng)的平坦平整的外表 面(13 和橫向邊緣輪廓(135，136)，使得在所述無端環(huán)路徑的所述上分支中，所述板條的 所述外表面位于共同的水平面中，并為通過所述模塊輸送的襯底限定了不間斷的平坦的支承面；且其中所述氣相沉積頭配置于所述輸送器組件外殼上，使得來自所述氣相沉積頭的升華 的源材料被引導至所述敞開的沉積區(qū)域上，并被引導至由所述輸送器支承的襯底的上表面 上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的氣相沉積模塊(60)，其特征在于，所述輸送器組件(100)的 外殼構(gòu)造成用于在所述箱體(％)中落下放置，且所述氣相沉積頭(6 配置于所述氣相沉 積模塊內(nèi)的所述輸送器組件上。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的氣相沉積模塊(60)，其特征在于，所述板條(130)通過連結(jié) 組件(140)在所述板條的相對縱向末端處相互連接，所述連結(jié)組件支承輥子(142)，所述輥 子沿著軌道(144)行進，所述軌道(144)至少沿著所述無端環(huán)路徑的所述上分支而設(shè)置在 所述輸送器組件外殼內(nèi)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的氣相沉積模塊(60)，其特征在于，所述連結(jié)組件(140)包括 內(nèi)鏈板(146)和外鏈板(148)，所述輥子(14 通過軸桿(150)而支承在所述內(nèi)鏈板和外 鏈板之間，所述軸桿進一步將相鄰的內(nèi)鏈板和外鏈板相互連接，所述鏈板還包括突舌(152) 和夾子(156)，所述突舌(15 通過所述板條(130)中的槽縫而接合，從而將所述板條固定 在所述連結(jié)組件上，所述夾子(156)附接在相鄰的所述軸桿上。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于氣相沉積設(shè)備的輸送器組件(100)，其包括限定了封閉的內(nèi)部容積的外殼(104)。輸送器(102)在外殼內(nèi)以無端環(huán)路徑進行驅(qū)動。外殼具有頂部構(gòu)件(110)，其在輸送器的上輸送分支中限定了敞開的沉積區(qū)域(112)。輸送器包括多個互連的板條(130)，且各個板條均具有相應(yīng)的平坦、平整的外表面(132)和橫向邊緣輪廓(135，136)，使得在輸送器的上輸送分支中，板條的外表面位于共同的水平面中，并為通過氣相沉積設(shè)備輸送的襯底限定了不間斷的平坦的支承面。
文檔編號C23C14/24GK102094181SQ20101060418
公開日2011年6月15日 申請日期2010年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月15日
發(fā)明者M·W·里德, R·W·布萊克 申請人:初星太陽能公司