用于對基質進行均勻的濕化學處理的設備的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于對基質、尤其對太陽能電池的基質進行濕化學處理的設備，包括至少一個容納裝置，其中至少一個基質和至少一個工藝介質能夠置入或者被置入所述至少一個容納裝置內，其中所述至少一個基質具有至少一個處理側，所述處理側與所述工藝介質能夠形成或者形成有效連接。
【背景技術】
[0002]為了制造太陽能電池，通過氣相噴鍍、濺鍍、通過電流沉積或者通過化學浴沉積使基質涂覆有不同的金屬及半導體層以及緩沖層。
[0003]尤其在Cu (In，Ga) (S，Se) 2太陽能電池(CIGS太陽能電池)中，為了沉積η-半導體、所謂的緩沖層采用濕化學法，英文也稱作Chemical Bath Deposit1n(CBD)(化學浴沉積)。在此，所述緩沖層例如包括硫化鎘(CdS)、未摻雜的氧化鋅(ZnO)、硫化銦(III)(In2S3)和 / 或(Zn，Mg) O。
[0004]根據現有技術，緩沖層的涂敷在沉積反應中進行，其中部分相互抑制的不同反應機理同時進行。為了獲得所期望的反應，濃度、溫度和流速都必須維持在狹窄的界限內。
[0005]在此制造緩沖層時的挑戰(zhàn)在于，尤其在CdS沉積時在副反應中所產生的、不期望的膠狀體不到達有待涂敷的基質的表面。
[0006]因此現有技術中已知，要使所使用的工藝介質保持運動狀態(tài)。例如公開文DE 102005 025 123 Al公開了，黃銅型-銅銦砸(CIS)薄膜太陽能電池以平放或者懸掛在試樣夾具中的方式置入腐蝕性熔液中并且暴露在該腐蝕性熔液中一定時間。這里所述溶液應能夠手動地通過磁攪動器或者借助超聲波來運動。
[0007]作為替代方案，現有技術中已知，所述基質運動到工藝介質上方，從而使得所產生的膠狀體和其他所不期望的顆粒向下沉降。但這里要注意的是，在涂敷緩沖層時，所述工藝介質的流速必須保持在狹窄的界限內。為了形成相對于基質的流體運動，在此根據現有技術所述基質以特定的傾斜度穿過所述工藝介質，并且由橫向于基質布置的輥子構成的系統(tǒng)幾乎布置在有待涂敷的基質上方。所述工藝介質借助所述輥子橫向散布在所述基質上方并且開始運動并且在所述基質的整個平面上方運動直到下一個輥子。在那里重新橫向散布并且充分混合。但這有不足之處，即盡管所述輥子之間可能存在僅輕微變化的流速，但在輥子區(qū)域內會出現流速的變化。此外，所述輥子必須非常密集地布置在所述基質上方，從而使得在所述基質較薄的情況下通過其完全彎曲來改變流動特性。
[0008]因而值得期望的是，能夠使用這樣一種設備，其沒有現有技術中的不足并且尤其能夠可靠地為基質涂層、尤其涂覆有緩沖層。

【發(fā)明內容】

[0009]該任務由下述方式實現:所述設備包括至少一個容納裝置，所述至少一個容納裝置包括至少一個帶有規(guī)定的表面結構的導流元件，其中所述至少一個導流元件的至少一個規(guī)定的表面結構設計并設置用于實現沿著所述規(guī)定的表面結構引導所述工藝介質，并且所述至少一個規(guī)定的表面結構能夠布置或者布置成相對于至少一個基質的至少一個處理側對置并且以預先確定的固定的留空與其隔開，并且其中所述工藝介質借助流動產生裝置在所述至少一個導流元件的規(guī)定的表面結構與所述至少一個基質的至少一個處理側之間的間隙內能夠運動或者運動，并且/或者所述至少一個基質的至少一個處理側沿著所述至少一個導流元件的規(guī)定的表面結構運動能夠運動或者運動，并且/或者所述至少一個導流元件的規(guī)定的表面結構沿著所述至少一個基質的至少一個處理側能夠運動或者運動。
[0010]借助所述至少一個導流元件的根據本發(fā)明所規(guī)定的表面結構能夠影響所述工藝介質沿著基質的處理側的流動。通過適當地選擇所述規(guī)定的表面結構尤其能夠實現所述工藝介質的均勻流動。
[0011]工藝介質這個概念應該理解為下文中所有這些專業(yè)人員所已知的沉積溶液，例如堿性的吸附水溶液，所述吸附水溶液包含至少一種濃度在I到500mmol/l的金屬鹽，其中金屬來自Cd、In,Mg,Sn和Zn構成的集合，或者所述吸附溶液包含一種濃度在30到2500mmol/
1、尤其200到1500mmol/l的給硫物質的水溶液。這里作為示范列出的溶液僅被理解為示例性說明。對于本領域專業(yè)技術人員而言所公知的是，根據本發(fā)明的設備并不局限于所提到的工藝介質。
[0012]在此根據本發(fā)明，所述至少一個導流元件的規(guī)定的表面結構布置成與所述基質的處理側對置并且隔開，以便在所述處理側與所述規(guī)定的表面結構之間形成工藝介質的規(guī)定的流動通道。
[0013]為了產生期望的流動，所述工藝介質本身能夠借助流動產生裝置、例如噴嘴運動。作為替代方案或者補充方案，所述基質的處理側在所述工藝介質內沿著所述規(guī)定的表面結構經過并且由此形成必要時額外的流動。作為替代方案或者補充方案當然也可規(guī)定，所述規(guī)定的表面結構在所述工藝介質內運動并且由此產生規(guī)定的、必要時也是額外的沿著所述基質的有待處理側的流動。
[0014]在此，對于本領域專業(yè)技術人員而言公知的是，所述規(guī)定的表面結構與所述處理側之間的規(guī)定的間距幾乎可自由選定，例如依據所述基質的規(guī)格、工藝介質的期望流速、所選擇的工藝介質和/或所選出的規(guī)定的表面結構。這里尤其合適的是，間距在I到50mm之間、尤其在I到1mm之間。
[0015]因此，使用根據本發(fā)明的設備能夠在所述基質的處理側上均勻地形成在無電流的涂層方法中所需要的最小流動。通過所述工藝介質的均勻流動尤其能夠避免，膠狀體或者其他不期望的顆粒沉降在流動的局部死區(qū)內。此外，與橫流過濾器的工作原理相當，膠狀體和其他不期望的顆粒在根據本發(fā)明的設備內承受遠離所述處理側的浮力。根據本發(fā)明的設備同樣使得，所述工藝介質直至所述設備或者說所述工藝介質的下一次凈化和/或所述工藝介質必需更換的使用壽命顯著延長。
[0016]根據本發(fā)明的設備還實現了，能夠選擇容積小的容納區(qū)域，并且/或者與由現有技術公開的設備相比僅需要少量的工藝溶液。由于流動缺少死區(qū)以及所產生的浮力，相當大份額的膠狀體或者說其他不期望的顆粒能夠存在于所述工藝介質內，而不會影響沉積的質量和沉降到基質的處理側上。
[0017]所述基質本身幾乎能夠根據所期望的應用情況自由選擇，除了剛性基質例如玻璃或者鋁外例如還可考慮聚酰胺基質。在這種情況下，對于本領域專業(yè)技術人員而言公知的是，所述根據本發(fā)明的設備并不局限于某種特定的基質。在此對于本領域專業(yè)技術人員而言公知的是，物料可由軋輥涂覆例如金屬薄膜、玻璃薄膜和/或塑料薄膜。但本發(fā)明尤其能夠包含或者設置太陽能電池中所使用的基質。
[0018]根據本發(fā)明的一種實施方式能夠有利的是，所述至少一個容納裝置具有至少一個底部元件、至少兩個對置的側面元件以及與所述底部元件對置的開口側，其中尤其所述至少一個導流元件布置在所述底部元件上并且所述至少一個導流元件的規(guī)定的表面結構布置在與所述底部元件對置的側面上。
[0019]可被證明為有利的是，通過形成流動通道來引導工藝介質的流動，其中所述流動通道包括基質的處理側和容納裝置的側面元件以及底部元件。在此，側面元件和底部元件的說法僅被理解為示例性說明，以便更易于理解根據本發(fā)明的設備。所述底部元件當然也可構成側面元件，同樣也可設想，所述基質的處理側構成側面元件，其中所述基質例如垂直地、尤其懸掛式地被置入容納區(qū)域中。
[0020]根據本發(fā)明的一種實施方式能夠優(yōu)選的是，包括至少一個運動裝置，所述運動裝置設計并設置用于，使所述至少一個基質的至少一個處理側沿著所述至少一個導流元件的規(guī)定的表面結構運動，其中所述至少一個運動裝置尤其以至少一個真空吸收器的形式構造并且/或者所述至少一個流動產生裝置以磁攪動器、超聲波發(fā)生器、擺動元件或者振動元件、螺旋槳推進器、噴嘴和/或泵的形式構造。
[0021]尤其采用真空吸收器已被證明為非常利于所述基質的停下和運動。同樣也可優(yōu)選根據所選擇的基質和所選擇的工藝溶液將流動產生裝置構造為磁攪動器、超聲波發(fā)生器、擺動元件或者振動元件、螺旋槳推進器、噴嘴和/或泵的形式。
[0022]根據本發(fā)明的一種實施方式還能夠非常有利的是，所述至少一個導流元件的規(guī)定的表面結構以尤其規(guī)律地呈波狀、塊狀、打孔和/或加固的表面結構、球床和/或金屬網板的形式構造。
[0023]上述這些表面結構均已被證明為利于形成所述工藝介質的期望的流動。
[0024]尤其能夠優(yōu)選的是，所述至少一個基質的至少一個處理側能夠被置入或者被置入所述至少一種工藝介質中，其中所述至少一個基質的、與所述處理側對置的側面、尤其所述至少一個基質的側面邊緣不可被置入或者沒有置入所述至少一種工藝介質中。
[0025]在此能夠優(yōu)選的是，所述與至少一個基質的處理側對置的側面以及尤其所述至少一個基質的側面邊緣能夠借助密封裝置相對于至少一種工藝介質密封，其中尤其所述密封裝置以流體機械、尤其形式為螺旋槳推進器或鼓風機的流體機械的形式構造，其壓力側至少局部、尤其垂直地能夠布置或者布置在所述至少一個容納區(qū)域的開口側上方。
[0026]因此，根據本發(fā)明的設備實現了，所述基質的僅僅一側與所述工藝介質可形成或者形成有效連接。在此，所述容納區(qū)域的上側通過所述基質本身密封。因此，有效的涂層能夠由基質的僅僅一側在密封所述容納區(qū)域的同時形成。
[0027]密封不僅可被理解為所述容納區(qū)域的完全密封，也可被理解為所述容納區(qū)域的部分密封。
[0028]會帶來問題的是，例如在用CdS給基質涂層作為緩沖層時，該層是有毒性的。因此，所形成的密封就是非常有利的。此外，根據本發(fā)明的流體機械借助很簡單的手段就能夠避免出現有毒的蒸汽并且同時防止所述基質的側面邊緣以及與所述處理側對置的側面與所述工藝介質發(fā)生接觸。
[0029]根據本發(fā)明還可規(guī)定，所述至少一個容納區(qū)域的至少其中一個側面元件構造為U型，其中U型的側面元件局部布置在所述至少一個基質上方，并且在所述U型的側面元件內可布置或者布置有吸出裝置(Absaugeinrichtung)。
[0030]尤其在工藝介質有毒性的情況下其優(yōu)點在于，能夠避免出現有毒蒸汽。
[0031]根據本發(fā)明的一種實施方式尤其可規(guī)定，包括至少兩個容納區(qū)域，其中