專利名稱：具有實時在線iv測量的卷對卷連續(xù)式薄膜pv制造工藝及設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于制造薄膜太陽能電池的設備的制造及設計。更具體來說，本發(fā)明 涉及結合卷對卷傳送、等離子體增強化學氣相沉積工藝、濺射沉積工藝來連續(xù)制造太陽能 電池的裝置，及在真空卷對卷制造工藝期間獲得實時性能或質量監(jiān)測數(shù)據(jù)的一裝置，其中 包括電流-電壓(IV)數(shù)據(jù)、良率數(shù)據(jù)及均勻性數(shù)據(jù)。
背景技術：
在現(xiàn)有技術的基板式薄膜太陽能電池材料的制造工藝中，先沉積一背接觸或背反 射體層，接著沉積半導體層，然后沉積頂部接觸層以完成基本的太陽能電池或光伏(PV)電 池結構。然后，離線測試該電池以獲得質量控制toe)測試數(shù)據(jù)。在現(xiàn)有技術的可用方法中， 都是在分立的系統(tǒng)中執(zhí)行這些工藝。由于裝載/卸載時間較長，其增加了資金成本且降低 了產(chǎn)量。對于大機器而言，這些時間可達數(shù)小時。另外，當使用分立的機器時，在半導體材 料卷被轉送到頂部接觸層的沉積機器之前，在半導體材料被卷繞時，一中間插頁層材料必 須插入在涂覆有半導體材料的卷匝層之間。由于清潔度、真空度兼容性和耐熱性的要求，這 些中間插頁層材料可能很昂貴。在更充分地了解氫化非晶硅(a-Si:H)材料和設備方面的進展已將a_Si:H基太 陽能電池R&D結果引入到大面積a-Si:H基PV組件的批量生產(chǎn)中，包括基板式和頂襯式工 藝?，F(xiàn)有關于不銹鋼(SQ薄片基板的薄膜硅(tf-Si)基光伏(PV)制造工藝可能包括用于 薄膜太陽能電池材料沉積的一前端卷對卷生產(chǎn)線和用于PV組件總成的一后端生產(chǎn)線。在 以下文件中已描述了該種卷對卷方法M. Izu和S. R. Ovshinsky的“在連續(xù)卷對卷式工藝中 生產(chǎn)串接式非晶硅合金電池”，SPIE Proc. 407 (1983) 42，和在光伏能量轉換的IEEE第一次 世界會議，(1994)p820,中 M. Izu, H. C. Ovshinsky, X. Deng, A. J. Krisko, K. L. Narasimhan, R. Crucet,T. Laarman,A. Myatt 和 S. R. Ovshinsky 的“用于制造高產(chǎn)量 a_Si PV 的連續(xù)卷對 卷式蛇形沉積”，它們均以引用方式全部并入本文?，F(xiàn)有技術的卷對卷方法通常需要使用數(shù)個分立機器，由于裝載/卸載時間，其增 加了資金成本且降低了生產(chǎn)產(chǎn)率、工藝重復性、成品率、機器可靠性、機器可維護性。在使用 各分立卷對卷機器的系統(tǒng)中，交叉污染的問題(即，氣體從一個腔室進入并污染一相鄰腔 室)導致較差的膜質量，導致制造成本的增加和效率的降低。因此，在現(xiàn)有技術中，存在著 對在最小化生產(chǎn)成本和高質量薄膜的沉積工藝的需求。
發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一方面，一真空沉積裝置包括一基板載入腔室和一基板復卷腔室。 一基板支撐系統(tǒng)從該基板載入腔室延伸至該基板復卷腔室。在一實施例中，該真空沉積裝 置進一步包括一高氣壓真空沉積腔室和一低氣壓真空沉積腔室。該真空沉積裝置進一步包 括一氣壓差分工藝隔離單元(DPIU)，其安置在該高氣壓真空沉積腔室與該低氣壓真空沉積 腔室之間。在一實施例中，該高氣壓沉積腔室經(jīng)配置用于形成一半導體(或含半導體)薄 膜。在一實施例中，該低氣壓沉積腔室經(jīng)配置用于形成一透明導電薄膜，諸如銦錫氧化物 (ITO)薄膜。
本發(fā)明的一方面提供了 一真空沉積裝置，其包括一基板載入腔室和一基板復卷 腔室。該裝置進一步包括從該基板載入腔室延伸至該基板復卷腔室的一基板支撐系統(tǒng)。 在實施例中，該裝置包括一半導體真空沉積腔室、一透明導電薄膜真空沉積腔室及安置在 該半導體真空沉積腔室與該透明導電薄膜真空沉積腔室之間的一氣壓差分工藝隔離單元 (DPIU)。在實施例中，該DPIU經(jīng)配置提供并維持該半導體真空沉積腔室與該透明導電薄膜 真空沉積腔室之間的氣壓差。該DPIU防止來自該真空沉積腔室的氣體進入透明導電薄膜 真空沉積腔室，反之亦然。在優(yōu)選實施例中，該半導體真空沉積腔室與透明導電薄膜真空沉 積腔室之間的氣壓差大于或等于1 1，大于或等于10 1，或大于或等于100 1，或大于 或等于1,000 1，或大于或等于10,000 1。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一用于在基板之上形成薄膜的裝置，包括經(jīng)配置提供該 基板的一基板載入腔室。該裝置進一步包括一第一反應區(qū)間，其經(jīng)配置在該基板之上形成 一半導體薄膜；及一第二反應區(qū)間，其經(jīng)配置在該基板之上形成一透明導電薄膜。該系統(tǒng)包 括安置在該第一反應區(qū)間與該第二反應區(qū)間之間的一 DPIU，該DPIU經(jīng)配置防止來自該第 一反應區(qū)間的一或多種氣體進入該第二反應區(qū)間。該系統(tǒng)進一步包括用于收集該基板的一 基板復卷腔室，及一基板支撐系統(tǒng)，其經(jīng)配置將該基板從該基板載入腔室移至該第一反應 區(qū)間，從該第一反應區(qū)間移至該第二反應區(qū)間及從該第二反應區(qū)間移至該基板復卷腔室。 在實施例中，該DPIU經(jīng)配置提供并維持該第一反應區(qū)間與該第二反應區(qū)間之間的氣壓差。 該DPIU防止來自該第一反應區(qū)間的氣體進入該第二反應區(qū)間，反之亦然。在優(yōu)選實施例 中，第一反應區(qū)間與第二反應區(qū)間之間的該氣壓差大于或等于1 1，大于或等于10 1， 或大于或等于100 1，或大于或等于1,000 1，或大于或等于10,000 1。本發(fā)明的又一方面提供了一工藝隔離單元(PIU)，該PIU包括一基板支撐件；一 第一端口，其經(jīng)配置允許該基板支撐件移入該PIU ；及一第二端口，其經(jīng)配置允許該基板支 撐件移出該PIU。該PIU進一步包括介于該第一端口與第二端口之間的一第一傳導空間，該 第一傳導空間安置于一基板支撐件之下。該Piu進一步包括介于該第一端口與第二端口之 間的一第二傳導空間，該第二傳導空間在該基板支撐件之上。在實施例中，該Piu包括一第 一限流器，其安置在該第一傳導空間與第一端口之間，及一第二限流器，其安置在該第一傳 導空間與第二端口之間。本發(fā)明的又一方面提供了一種用于形成半導體薄膜的方法，該方法包括將基板從 一基板載入腔室移至一第一腔室的步驟。接著，將該基板從該第一腔室移至一 DPIU。然后， 將該基板從該DPIU移至一第二腔室。隨后，將該基板移至一基板復卷腔室。在一實施例中， 該DPIU經(jīng)配置防止來自該第一腔室的氣體進入該第二腔室，該第二腔室安置在該DPIU與 基板復卷腔室之間。在一實施例中，該DPIU維持該第一腔室與第二腔室之間的氣壓差。在 一實施例中，在將該基板移至該基板復卷腔室之前，將該基板移至一在線測量腔室。根據(jù)本發(fā)明的又一方面，一用于在基板之上形成多重薄膜層的裝置包括經(jīng)配置以 提供該基板的一基板載入腔室。該裝置進一步包括一第一反應區(qū)間，其經(jīng)配置使用等離子 體清洗工藝清洗該基板；一第二反應區(qū)間，其經(jīng)配置在該已清洗基板之上形成一或多層非 半導體背反射體(BR)層；一第三反應區(qū)間，其經(jīng)配置在該已涂覆BR的基板之上形成半導體 薄膜硅層；及一第四反應區(qū)間，其經(jīng)配置在該已涂覆BR層/硅層的基板之上形成一非半導 體透明導電層。該系統(tǒng)進一步包括兩個氣壓差分工藝隔離單元。第一氣壓差分工藝隔離單元(DPIU)安置在用于形成非半導體的第二反應區(qū)間與用于形成半導體的第三反應區(qū)間之 間。在實施例中，該第一 DPIU經(jīng)配置提供并維持該第二反應區(qū)間與第三反應區(qū)間之間的氣 壓差，且經(jīng)配置防止來自第二反應區(qū)間的一或多種氣體進入第三反應區(qū)間，反之亦然。在優(yōu) 選實施例中，第二反應區(qū)間與第三反應區(qū)間之間的該氣壓差小于或等于1 10，或小于或 等于1 100，或小于或等于1 1000，或小于或等于1 10，000。一第二 DPIU安置在用 于形成半導體的第三反應區(qū)間與用于形成非半導體的第四反應區(qū)間之間。在實施例中，該 第二 DPIU經(jīng)配置提供并維持第三反應區(qū)間與第四反應區(qū)間之間的氣壓差，且經(jīng)配置防止 來自第三反應區(qū)間的一或多種氣體進入第四反應區(qū)間，反之亦然。在優(yōu)選實施例中，第三反 應區(qū)間與第四反應區(qū)間之間的該氣壓差大于或等于10 1，或大于或等于100 1，或大于 或等于1000 1，或大于或等于10，000 1。該系統(tǒng)進一步包括一基板復卷腔室，其用于 收集該已涂覆了多層的基板，及一基板支撐系統(tǒng)，其經(jīng)配置將該基板從基板載入腔室移至 第一反應區(qū)間，從該第一反應區(qū)間移至第二反應區(qū)間，然后穿過第一 DPIU進入第三反應區(qū) 間，并從該第三反應區(qū)間穿過第二 DPIU進入第四反應區(qū)間，再從該第四反應區(qū)間移至基板 復卷腔室。以引用方式并入本說明書所提及的所有公開案、專利和專利申請案都是以引用方式并入本文，其 引用程度就如同將每一個別公開案、專利或專利申請案特定且個別地以引用方式并入。附 圖簡要說明可參閱以下闡述本發(fā)明說明性實施例的實施方式及附圖進一步解釋本發(fā)明的 特征結構和優(yōu)點。
圖1為根據(jù)本發(fā)明一實施例的具有在線QC測量的一綜合卷對卷制造系統(tǒng)的橫截 面?zhèn)纫晥D；圖2為根據(jù)本發(fā)明一實施例的一在線測量腔室的橫截面?zhèn)纫晥D；圖3為根據(jù)本發(fā)明一實施例的一工藝隔離單元(PIU)的橫截面?zhèn)纫晥D；圖4為根據(jù)本發(fā)明一實施例的一氣壓差分工藝隔離單元(DPIU)系統(tǒng)的橫截面?zhèn)?視圖；圖5為根據(jù)本發(fā)明一實施例的一氣壓差分工藝隔離單元(DPIU)的橫截面?zhèn)纫?圖；圖6為根據(jù)本發(fā)明一實施例的一氣壓差分工藝隔離單元(DPIU)的橫截面?zhèn)纫?圖；圖7圖示根據(jù)本發(fā)明一實施例使用多個卷對卷生產(chǎn)系統(tǒng)形成的一光伏(或太陽能 電池)器件；圖8為根據(jù)本發(fā)明一實施例的一背反射體卷對卷生產(chǎn)機器的橫截面?zhèn)纫晥D；圖9為根據(jù)本發(fā)明一實施例的硅-PECVD/IT0-濺射的卷對卷生產(chǎn)機器的橫截面?zhèn)?視圖(用通過連接線連接的頂部和底部兩個部分來圖示以適合頁面)；圖10為根據(jù)本發(fā)明一實施例的一等離子體-清洗/BR-濺射/硅-PECVD/IT0-濺 射的卷對卷生產(chǎn)機器的橫截面?zhèn)纫晥D(用通過連接線連接的頂部和底部兩個部分來圖示 以適合頁面)；及圖11為根據(jù)本發(fā)明一實施例的殘余氣體分析儀(RGA)的出圖。
具體實施例方式本發(fā)明的實施例提供用于生產(chǎn)大面積半導體和非半導體薄膜的新的卷對卷薄膜沉積方法和裝置。各個實施例提供使用以下組件的系統(tǒng)及方法一氣壓差分抽氣組件；用 于薄膜硅基半導體層的一等離子體增強化學氣相沉積(PECVD)組件，諸如a-Si、a-SiGe、 nc-Si、μ c-Si及多硅層；及用于在一基板之上沉積一透明導電氧化物(TCO)非半導體層的 一濺射組件，諸如銦錫氧化物(ITO)層。在實施例中，借助于一卷對卷機器提供該基板。在 一實施例中，在與形成薄膜硅基層相同的機器中沉積ITO層也允許在生產(chǎn)時直接在線測量 該光伏(PV)材料。在一些實施例中，也可以結合等離子體清洗腔室和/或背-反射體濺射 腔室。在現(xiàn)有技術中，當相鄰腔室處于相似壓力下且使用大體上相同的氣體時，存在有 用于防止交叉污染(真空腔室之間)的系統(tǒng)。然而，當相鄰腔室處于不同的壓力時(例如， 第一腔室處于比第二腔室更高的壓力下)，此類的系統(tǒng)并不能防止交叉污染。在本發(fā)明的各 種實施例中，提供了在有利地避免交叉污染的同時，具有在不同壓力下操作工藝的系統(tǒng)及 方法。在一些實施例中，即使當各個腔室中使用不同的氣體(氣體組分低至0%共性)時， 仍可以避免交叉污染。對于tf-Si PECVD工藝和ITO濺射沉積，常規(guī)工藝需要單獨的工藝設備，其需要昂 貴的真空泵、再多一對驅動系統(tǒng)、以及歸因于單獨PECVD工藝和濺射工藝的更多的設備空 間與時間消耗。tf-si PECVD工藝和TCO濺射工藝與各個實施例中提供的一個卷對卷機器 的新的結合可允許去除該PECVD工藝之后的中間插頁層，從而導致生產(chǎn)成本降低。材料成 本的降低和產(chǎn)量的提高可顯著地降低制造本身的總成本。由于不需要中間卷繞(卷繞可能 會因微劃痕而引起產(chǎn)率問題)，一個復卷和載入系統(tǒng)被排除，因此預期良率將更高。因為需 要一個機器操作員而不是兩個，且除去了轉移工藝，所以人工成本下降。另外，工藝中庫存 量將降低。在本發(fā)明的實施例中，可通過直接實時在線(本文中也稱為“在線”)測量已完成 的電池結構來進行快速質量保證(QA)或質量控制(QC)，該結構可包括一 ITO頂部-接觸 (或頂部-接觸器)層。在本發(fā)明的一實施例中，可通過在相同的機器或裝置中形成a-Si 和ITO來進行快速Q(mào)A/QC，其中該裝置包括一 DPIU。本發(fā)明實施例的卷對卷制造裝置、系統(tǒng)和工藝包括一系列真空沉積工藝和一在 線QC工藝。本發(fā)明一實施例的一裝置包括結合六個主要部件的卷對卷制造設備包括載 入、復卷和引導元件的一運輸系統(tǒng)；一真空容器或容器；用于半導體制備的一等離子體增 強化學氣相沉積(PECVD)沉積區(qū)或反應區(qū)間；一氣壓差分工藝隔離系統(tǒng)；用于該頂部-接 觸層的一濺射沉積區(qū)；及一綜合測量系統(tǒng)，其可位于頂部-接觸層的濺射沉積區(qū)與該復卷 輪之間的一點處。該裝置也可包括經(jīng)配置用于物理氣相沉積、原子層沉積和熱絲化學氣相 沉積的一或多個區(qū)(或腔室)。在本發(fā)明的一些實施例中，該裝置可包括經(jīng)配置用于結合 PECVD和熱絲CVD的一混合CVD工藝的一或多個區(qū)，如2008年7月7日申請的申請?zhí)枮?12/168,833的美國專利申請案中所描述的，其以引用方式全部并入本文。該系統(tǒng)允許單程 制作半導體和頂部接觸層，并提供在線質量控制數(shù)據(jù)。在本發(fā)明的實施例中，卷對卷真空沉積裝置或系統(tǒng)包括一載入腔室；一復卷腔室； 一基板支撐系統(tǒng)；至少一個半導體真空沉積腔室；至少一個透明導電薄膜真空沉積腔室； 位于沉積腔室之間的至少一個DPIU ；及至少一個實時在線性能測量腔室。在本發(fā)明的一實 施例中，該至少一個半導體真空沉積腔室經(jīng)配置沉積薄膜硅或薄膜硅合金。在本發(fā)明的另一實施例中，該至少一個透明導電薄膜真空沉積腔室經(jīng)配置沉積銦錫氧化物(ITO)。在本發(fā) 明的又一實施例中，該至少一個透明導電薄膜真空沉積腔室經(jīng)配置沉積任一透明導電氧化 物(TCO)。在本發(fā)明又一實施例中，該實時在線測量系統(tǒng)可位于該透明導電沉積腔室與復卷 腔室之間。在本發(fā)明另一實施例中，該實時在線測量系統(tǒng)可包括一電流-電壓(IV)測量系 統(tǒng)。在本發(fā)明又一實施例中，該實時在線測量系統(tǒng)可包括一電池隔離系統(tǒng)。該電池隔離系 統(tǒng)可包括一激光劃片器。在本發(fā)明的其他實施例中，卷對卷真空沉積裝置或系統(tǒng)包括一載入腔室；一復卷 腔室；一基板支撐系統(tǒng)；至少一個半導體真空沉積腔室；至少一個透明導電薄膜真空沉積 腔室；及位于沉積腔室之間的至少一個DPIU。除銦錫氧化物之外，本發(fā)明實施例的卷對卷 真空沉積裝置還可經(jīng)配置沉積薄膜硅或薄膜硅合金。在本發(fā)明一實施例中，該至少一個半 導體真空沉積腔室經(jīng)配置沉積薄膜硅或薄膜硅合金。在本發(fā)明另一實施例中，該至少一個 透明導電薄膜真空沉積腔室經(jīng)配置沉積銦錫氧化物(ITO)。在本發(fā)明又一實施例中，該至少 一個透明導電薄膜真空沉積腔室經(jīng)配置沉積任一透明導電氧化物(TCO)。在本發(fā)明的實施例中，該卷對卷真空沉積裝置包括一計算機系統(tǒng)，其經(jīng)配置控制 太陽能電池的形成。在在線QA/QC測量期間，該計算機系統(tǒng)可收集QA/QC數(shù)據(jù)。該計算機 系統(tǒng)還可以控制太陽能電池形成期間在一基板之上所沉積薄膜的速率。因此，該計算機系 統(tǒng)可控制腔室壓力、在沉積期間進入真空腔室的一或多種反應物的流速及在薄膜沉積期間 一基板移動穿過一真空腔室的速率。在本發(fā)明的實施例中，可以在大于約0. 05托，或大于約0. 1托，或大于約0. 5托的 壓力下形成一 a-Si層，且可以在低于約0. 1托，或低于約0. 05托，或低于約0. 005托的壓 力下形成一 ITO層。在一實施例中，可在小于或等于約0. 001托的壓力下形成該ITO層。在本發(fā)明的一方面，一真空淀積裝置包括一基板載入腔室和一基板復卷腔室。該 真空沉積裝置進一步包括從該基板載入腔室延伸至該基板復卷腔室的一基板支撐系統(tǒng)。例 如，該基板支撐系統(tǒng)可并入磁輥，即，2009年6月3日提交的序號為61/212，614的美國臨時 專利申請案的主題，該申請案在此以引用方式全部并入。該真空沉積裝置還包括一第一真 空沉積腔室和一第二真空沉積腔室。在一實施例中，該第一真空沉積腔室(本文中也稱為“反應腔室”)為一高氣壓 真空沉積腔室，且該第二真空沉積腔室為一低氣壓真空沉積腔室。在一實施例中，該高氣 壓真空沉積腔室中的壓力大于該低氣壓真空沉積腔室中的壓力。在一實例中，高氣壓真 空沉積腔室可以具有在0. 1托至20托范圍內(nèi)的壓力，且低氣壓真空沉積腔室可以具有在 0. 0001托至2托范圍內(nèi)的壓力。該真空沉積裝置進一步包括一氣壓差分工藝隔離單元 (“DPIU”)。在一實施例中，該DPIU安置在該高氣壓真空沉積腔室與低氣壓真空沉積腔室 之間。在一實施例中，該DPIU經(jīng)配置維持該高氣壓真空沉積腔室與該低氣壓真空沉積腔室 之間的氣壓差。在實施例中，用Pl表示高氣壓真空沉積腔室中的壓力，且用P2表示低氣壓 真空沉積腔室中的壓力，該DPIU經(jīng)配置維持一氣壓差P1/P2，其大于或等于約1 1，大于 或等于約10 1，或大于或等于約100 1，或大于或等于約1，000 1，或大于或等于約 10 000 1。在一實施例中，該第一真空沉積腔室經(jīng)配置在該基板之上形成ρ-摻雜或η-摻雜 半導體薄膜之一。在一實施例中，該真空沉積裝置包括介于該第一氣相沉積腔室與DPIU之間的一第三氣相沉積腔室。該第三氣相沉積腔室經(jīng)配置在該基板之上形成一本征半導體薄 膜。在一實施例中，該真空沉積裝置進一步包括介于該第三氣相沉積腔室與DPIU之間的一 第四氣相沉積腔室，該第四氣相沉積腔室經(jīng)配置在該基板之上形成該P-摻雜或η-摻雜半 導體薄膜中的另一種。在一實施例中，該第一氣相沉積腔室經(jīng)配置形成一 η-摻雜(N型半 導體)半導體薄膜，該第三氣相沉積腔室經(jīng)配置形成一本征半導體薄膜，而該第四氣相沉 積腔室經(jīng)配置形成一 P-摻雜半導體薄膜。在另一實施例中，該第一氣相沉積腔室經(jīng)配置形 成一 P-摻雜(P-型半導體)半導體薄膜，該第三氣相沉積腔室經(jīng)配置形成一本征半導體薄 膜，而該第四氣相沉積腔室經(jīng)配置形成一 η-摻雜半導體薄膜。“反應區(qū)間”用以表示一反應器、反應腔室、真空沉積腔室、真空沉積反應器，或一 任意定義的體積，其中可通過各種真空沉積方法來調(diào)節(jié)條件以影響一基板之上的薄膜生 長，諸如，化學氣相沉積(CVD)、原子層沉積(ALD)、物理氣相沉積(PVD)、濺射與蒸發(fā)，包括 上述方法的等離子體增強變化。該反應區(qū)間可包括易受所有反應氣體脈沖影響的表面， 在正常操作期間，通過夾帶的流體或擴散，氣相化學物(或氣體)或粒子可從該等表面流 向基板。該反應區(qū)間可以為(例如)本發(fā)明實施例的卷對卷系統(tǒng)中的一等離子體增強 CVD(PECVD)反應腔室。作為另一實例，該反應區(qū)間可為經(jīng)配置用于在一基板之上形成一透 明導電薄膜薄膜的一真空沉積腔室，諸如一 ITO薄膜(或層)。現(xiàn)將參閱諸圖，其中相同元件符號始終代表相同部件。應了解，諸圖并不一定按比 例繪制。參閱圖1，展示了根據(jù)本發(fā)明一實施例的具有在線QC測量的一綜合卷對卷制造系 統(tǒng)或裝置。一卷基板材料裝入載入腔室1，并經(jīng)引導穿過一預處理腔室2、一 η-摻雜沉積腔 室3、一本征沉積腔室4、一 ρ-摻雜沉積腔室5。每個沉積腔室可通過橋接腔室6連接至相 鄰腔室，該橋接腔室6經(jīng)構造在大體上阻礙摻雜物材料從一個沉積腔室(或反應區(qū)間)流 動到相鄰沉積腔室的同時，允許一基板薄片7(本文中也稱為“薄片”)自由通行。另外，該 基板薄片經(jīng)引導穿過一 DPIU 8，DPIU 8經(jīng)構造在阻礙氣體流穿過它到產(chǎn)生并維持一氣壓 差12的程度并防止從一端口到另一個端口的任何交叉污染的同時，允許該薄片自由移動。 該薄片7進一步經(jīng)引導穿過一頂部接觸沉積腔室9和一橋接腔室6，進入一在線測量腔室 10，并且最后進入復卷腔室11，在此被卷繞。在本發(fā)明實施例中，氣壓差12滿足Pl大于Ρ2 的條件，且比率Ρ1/Ρ2大于或等于約10，或大于或等于約100，或大于或等于約1，000，或大 于或等于約10，000。在其他實施例中，氣壓差12滿足Pl小于Ρ2的條件，且比率Ρ2/Ρ1大 于或等于約10，或大于或等于約100，或大于或等于約1，000,或大于或等于約10，OOO0在 一實施例中，當一基板正被運輸或移動穿過沉積腔室和在線測量腔室時，該氣壓差被保持?？蓪D1的裝置進行多種變化。例如，可增加或減少沉積腔室的數(shù)目(例如，圖1 的系統(tǒng)可具有1、2或3個腔室或反應區(qū)間)。作為另一實例，可在該半導體沉積區(qū)之前結合 一第二濺射區(qū)和相應的DPIU以允許制作背反射體。作為另一實例，可在該半導體沉積區(qū)之 前或該背反射體濺射區(qū)之前結合一等離子體清洗腔室，根據(jù)需要連同相應的DPIU—起。作 為又一實例，該DPIU(本文中也稱為“工藝DPIU” )可經(jīng)設計具有零度或90度或180度的 包角，或實際上實用于該機器布局的任一值。作為另一實例，在線測量腔室10和復卷腔室 11可合并為單一腔室。繼續(xù)參閱圖1，在一實施例中，該裝置可進一步包括用于形成一背反射體的一背反射體沉積腔室(未圖示)?？蓪⒃摫撤瓷潴w沉積腔室安置在任一真空沉積腔室之前(例如， 在該基板載入腔室與預處理腔室2之間)。在一實施例中，預處理腔室2可經(jīng)配置用于在薄 膜沉積之前等離子體清洗一基板。在這種情況下，該預處理腔室2可稱為等離子體清洗腔 室?？山?jīng)由離子濺射(例如，Ar離子濺射)執(zhí)行等離子體清洗。圖2展示根據(jù)本發(fā)明一實施例的一在線性能測量腔室100。參閱圖2，包括源106和光學器件105的一激光劃片系統(tǒng)安裝在第一窗口 103附 近，以使得在已涂覆的基板薄片101以速度v(li:3)移動經(jīng)過該窗口時，該等光學器件具有 其一自由視野。在一實施例中，該激光劃片系統(tǒng)能夠劃開TCO層102，從而隔離該電池-薄 片的一部分107。在一實施例中，該劃片系統(tǒng)(或光學器件)可經(jīng)構造以允許在橫跨該薄片 寬度的任一位置隔離一小部分，例如，通過將其安裝在平行于該第一窗口的一線性平移臺 上。在一實施例中，該劃片系統(tǒng)可用以在其移動經(jīng)過該第一窗口時橫跨該薄片寬度創(chuàng)建多 個小電池。繼續(xù)參閱圖2，可在該腔室外部提供一光源110，光源110經(jīng)定位以使得在該等已 被隔離的小電池移動經(jīng)過第二窗口 104時對其進行照明。當一小電池被照亮時，在該真空 容器內(nèi)的一可移動(或可伸縮)電探針109可接觸該電池，且可進行IV( S卩，電流-電壓) 測量。在一實施例中，該測量探針的位置*(114)和該薄片的速度v(li:3)可用于測定測量 時間。或者，可通過一光學檢驗系統(tǒng)來測定待測量的該電池的位置。在一實施例中，可用一 電或靜電探針與該等被隔離電池接觸(或充分接近)來進行測量。在一實施例中，選擇該 探針的構造以便在測量期間大體上不毀壞該小電池。在一實施例中，該探針組件可橫跨該 薄片移動以測量隨該薄片移動而位于橫跨該薄片寬度的不同位置處的已隔離小電池。該探 針組件可收容于該腔室內(nèi)，或可經(jīng)由引線112來操縱。圖2的裝置的多種變化是可能的。例如，可將該可移動探針組件替換為多個探針。 作為另一實例，可將該可移動激光劃片器替換為多個劃片器。作為又一實例，可將該第一和 第二窗口替換為足夠大的單個窗口以容納激光劃片束和測量照明束兩者。作為另一實例， 光源可定位于該真空容器內(nèi)，這可以消除對窗口的需要。作為另一實例，該激光劃片系統(tǒng)， 或其一部分，可定位于該真空容器內(nèi)，這可以消除對窗口的需要或允許使用一較小窗口。圖3展示一工藝隔離單元(PIU) 200，其在大體上不允許氣體從第一端口流至第二 端口的同時，卻能夠維持橫跨其兩個端口的氣壓差，反之亦然。在一實施例中，圖3的PIU 可安置在位于第一反應區(qū)間(或腔室)與第二反應區(qū)間之間的一 PIU內(nèi)，該PIU經(jīng)配置在 允許一基板從第一反應腔室移至第二反應腔室的同時，防止氣體從該第一反應腔室流至該 第二反應腔室。參閱圖3該工藝隔離單元包括一第一端口(或入口)201和一第二端口 202，各自 分別經(jīng)構造以允許氣體和具有一基板的一基板支撐件211的自由移動。在一實施例中，該 基板支撐件211為一基板薄片。該第一端口 201和第二端口 202經(jīng)配置以允許基板支撐件 211移入和移出PIU200。在一實施例中，第一端口 201經(jīng)配置以允許基板支撐件211移入 隔離單元200，且第二端口 202經(jīng)配置以允許基板支撐件211移出PIU200。在替代實施例 中，第一端口 201經(jīng)配置允許基板支撐件211移出PIU200，且第二端口 202經(jīng)配置允許基板 支撐件211移入PIU200。繼續(xù)參閱圖3，PIU200進一步包括介于第一端口 201與第二端口 202之間的一傳導空間207和一第二傳導空間208。在已圖示的實施例中，該第一傳導空間207安置在基板 支撐件211之下，且該第二傳導空間208安置在基板支撐件211之上。一或多種氣體(本 文中也稱為“氣相化學物”)可經(jīng)由一第一吹掃氣入口(或進氣口)205進入第一傳導空間 207。氣體可經(jīng)由一第二吹掃氣入口 206進入第二傳導空間208。該第一和第二吹掃氣入口 205,206可經(jīng)配置允許任何吹掃氣進入，諸如，H2, N2, He, Ne和Ar中的一或多種。根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，吹掃氣入口(例如，205、206)可具有一想要的橫截面 面積或形狀。在一些實施例中，可以提供多個吹掃氣入口。該等吹掃氣入口可具有相同的 橫截面面積和/或形狀，或者該等吹掃氣入口的橫截面面積和/或形狀可以變化。在一些 示例中，一或多個吹掃氣入口 205、206的橫截面面積可小于第一傳導空間207、第二傳導空 間208、第三傳導空間210、第四傳導空間209、第一傳導203和/或第二傳導204的橫截面 面積?；蛘撸换蚨鄠€吹掃氣入口 205、206的橫截面面積可大于第三傳導空間210、第四傳 導空間209、第一傳導203和/或第二傳導204的橫截面面積。繼續(xù)參閱圖3，在特定實施例中，該等傳導空間彼此成流體連通。在一些實施例中， 傳導空間207和208合并為單個空間，該單個空間與一單個吹掃氣進氣口成流體連通。一第 一限流器(或者氣體限流器)212安置在第一傳導空間207與第一端口 201之間，其經(jīng)定位 提供一第一傳導203。位于第一傳導空間207與第二端口 202之間的為一第二限流器213， 其經(jīng)定位提供第二傳導204。在一實施例中，在該基板遠離限流器的一側為將第一端口 201 連接至第二傳導空間208的一第三傳導空間210。在該基板遠離限流器的一側，存在將第 二端口 202連接至第二傳導空間208的一第四傳導空間209。在一優(yōu)選實施例中，空間209 和210可具有大體上比傳導203和204中的任一個更小的傳導。在一些實施例中，第一傳導203大體上可與第二傳導204大小不同。在一實施例 中，第一傳導203大于第二傳導204。在另一實施例中，第一傳導203小于第二傳導204。在 特定實施例中，可改變限流器212和213的幾何形狀以使傳導203和204產(chǎn)生變化。在一實 施例中，選擇限流器212和213的幾何形狀，以便根據(jù)需要提供影響橫跨限流器212和213 的壓降的傳導203和204。在一實施例中，第一和第二限流器212、213可為安置在PIU200 內(nèi)的墻壁。換句話說，可以選擇第一和第二限流器以使得第一傳導203和第二傳導204可具 有想要的橫截面面積。例如，第一傳導可以具有比第二傳導更大的橫截面面積，或反之亦 然。例如，第一傳導和第二傳導的橫截面面積可以變化，以使得他們的面積比率可大約為 100 1,50 1,20 UlO 1、5 1、3 1、2 1、1 1，或者相反。也可選擇第一和 第二限流器以便第一傳導和第二傳導可以具有想要的橫截面形狀。例如，第一和第二傳導 可以形成一圓形、正方形、矩形、梯形、三角形六邊形、八邊形或任何其他幾何形狀。參閱圖4，展示了能夠維持兩個沉積空間(或反應區(qū)間)之間的氣壓差的一 DPIU(本文中也稱為“隔離系統(tǒng)”)300，其在允許基板基板(或基板支撐件)自由移動的同 時，使得兩個沉積空間(或腔室)之間的氣體大體上無交叉污染。在實施例中，DPIU 300 經(jīng)配置維持大于或等于約10 1的一氣壓差，或大于或等于約100 1，或大于或等于 約1000 1，或大于或等于約10，000 1。在一實施例中，圖4的氣壓差分工藝隔離單元 (DPIU) 300可以包括圖3的PIU 200。在某些情況下，該DPIU可以包括多個PIU。繼續(xù)參閱圖4DPIU300包括與一第一 PIU 301和一第二 PIU 302成流體連通的一抽氣區(qū)間303。該第一 PIU 301的一個端口連接至第一沉積空間307，而第一 PIU 301的一 第二端口連接至抽氣區(qū)間303。該第二 PIU 302的一個端口連接至第二沉積空間308，而第 二PIU 302的一第二端口連接至抽氣區(qū)間303。在一實施例中，第一沉積空間307中的壓力 大于第二沉積空間308中的壓力。繼續(xù)參閱圖4，第一沉積空間307中最接近第一 PIU 301處的壓力為‘P1，。第二沉 積空間308中最接近第二 PIU 302處的壓力為‘P4，。抽氣區(qū)間303中最接近第一 PIU301 處的壓力為‘P2’。抽氣區(qū)間303中最接近第二 PIU 302處的壓力為‘P3’。吹掃氣經(jīng)由第 一吹掃氣進氣口 305進入第一 PIU 301。吹掃氣經(jīng)由第二吹掃氣進氣口 306進入第二 PIU 302?；?09可以自由地從第一沉積空間307移動至第二沉積空間308，反之亦然。在實施例中，DPIU經(jīng)配置維持第一與第二沉積空間之間超過約1 10的一氣壓 差，或超過約1 100，或超過約1 1000，或超過約1 10,000。在一實施例中，Pl與P4 間的比率(即，P1/P4)大于等于約10(即，10 1)，或大于等于約100(即，100 1)，或大 于等于約1，000(即，1，000 1)，或大于等于約10，000(即，10，000 1)。在另一實施例 中，P4與Pl間的比率(即，P4/P1)大于或等于約10，或大于或等于約100，或大于或等于約 1，000，或大于或等于約10，000。在一優(yōu)選實施例中，當基板309移動(或經(jīng)引導)穿過第 一沉積空間307和第二沉積空間308時，該氣壓差被維持。可以借助于一基板支撐件使基 板309移動穿過該等沉積空間，例如一基板支撐輪。圖5圖示經(jīng)配置維持多個沉積空間之間氣壓差的一 DPIU 400，在允許一基板支撐 件(例如，基板基板)自由移動的同時，使得多個沉積空間之間的氣體大體上無交叉污染。 在一實施例中，DPIU 400為與一真空系統(tǒng)成流體連通的一氣壓差分抽氣腔室。在這種情況 下，DPIU 400可以被描述為一 DPIU(或氣壓差分工藝隔離單元)。在一實施例中，DPIU 400 經(jīng)配置維持兩個沉積空間之間的氣壓差。在實施例中，DPIU 400經(jīng)配置維持大于或等于 約10 1的一氣壓差，或大于或等于約100 1，大于或等于約1000 1，或大于或等于約 10,000 1。在實施例中，DPIU 400經(jīng)配置維持該DPIU 400 —側的一第一壓力，和該DPIU 400另一側的一第二壓力，其中該第一壓力介于約0. 1托與20托之間，且其中該第二壓力小 于或等于約0. 01托，或小于或等于約0. 001托。繼續(xù)參閱圖5，該DPIU 400包括與一第一 PIU 401和一第二 PIU 402成流體連通 的一抽氣區(qū)間403。該第一 PIU 401的一個端口連接至(或鄰接)一第一沉積空間407，而 PIU 401的一第二端口連接至該抽氣區(qū)間403。該第二 PIU 402的一個端口連接至一第二 沉積空間408，而PIU 402的一第二端口連接至該抽氣區(qū)間403。第一沉積空間407中最接 近第一 PIU 401處的壓力為‘P1，。第二沉積空間408中最接近第二 PIU 402處的壓力為 ‘P4，。抽氣區(qū)間403中最接近第一 PIU 401處的壓力為‘P2，。抽氣區(qū)間403中最接近第二 PIU 402處的壓力為‘P3，。可以經(jīng)由進氣口 405將一第一吹掃氣提供至第一 PIU401。一 第二吹掃氣可以經(jīng)由進氣口 406進入第二 PIU402。經(jīng)由排氣口(或出口)404將該第一和 第二吹掃氣從該抽氣區(qū)間移除。在一實施例中，借助于具有(例如)一機械泵或一渦輪分 子(“渦輪”)泵的一抽真空系統(tǒng)將氣體從抽氣區(qū)間403中排出。在一實施例中，該第一吹 掃氣為氫氣(H2)或氦氣(He)，或具有H2或He的混合物，且該第二吹掃氣為氬氣(Ar)、氖氣 (Ne)或He，或含有Ar、Ne或He的混合物。在優(yōu)選實施例中，選擇該第一吹掃氣以使其對第 一沉積空間407中的工藝無危險(即，該第一吹掃氣大體上不與第一沉積空間407中的一或多種蒸氣或氣體起反應)。并選擇該第二吹掃氣以使其對第二沉積空間408中的工藝無 危險(即，該第二吹掃氣大體上不與第二沉積空間408中的一或多種氣體起反應)。在一實 施例中，第一吹掃氣和第二吹掃氣為相同氣體。雖然DPIU 400包括兩個進氣口 405和兩個進氣口 406，應了解，系統(tǒng)400可以包括 任何數(shù)目的進氣口。例如，該系統(tǒng)可以包括一個進氣口 405和兩個進氣口 406。作為另一實 例，該系統(tǒng)可以包括2個進氣口 405和三個進氣口 406。可以根據(jù)需要分布和按大小排列該 等進氣口以提供本發(fā)明實施例的氣壓差。在一實施例中，DPIU 400經(jīng)配置維持介于約0. 1托與約20托之間的P1，且P4小 于或等于約0. 1托，或小于或等于約0. 01托。在另一實施例中，DPIU 400經(jīng)配置維持介于 約0. 1托與約20托之間的P4，且Pl小于或等于約0. 01托，或小于或等于約0. 001托。在 實施例中，當一基板經(jīng)引導穿過第一沉積空間407和第二沉積空間408時，DPIU 400將Pl 和P4維持在特定水平。在實施例中，第一沉積腔室407經(jīng)配置在一基板之上沉積一含半導體材料，且第 二沉積腔室408經(jīng)配置在該基板之上形成一透明導電薄膜層(即，第二沉積腔室408為一 透明導電薄膜沉積腔室)。在一實施例中，Pl大于P4，或大體上大于P4。在實施例中，第一沉積空間407經(jīng)配置用于氣相沉積。在一實施例中，第一沉積空 間407經(jīng)配置用于化學氣相沉積(CVD)。在另一實施例中，第一沉積空間407經(jīng)配置用于原 子層沉積(ALD)。在一實施例中，第一沉積空間407可以經(jīng)配置用于等離子體增強CVD或 ALD。在實施例中，第二沉積空間408經(jīng)配置用于在一基板之上形成一透明導電薄膜。在一 實施例中，第二沉積空間408經(jīng)配置用于離子濺射。在另一實施例中，第二沉積空間408經(jīng) 配置用于物理氣相沉積。在一實施例中，第二沉積空間408經(jīng)配置用于在一基板之上沉積 一銦錫氧化物薄膜。在實施例中，一基板可自由地從第一沉積空間407移動至第二沉積空間408，反之 亦然?？梢越柚诨逯渭?09來提供該基板?；逯渭?09可為卷對卷沉積系統(tǒng) (參見圖1)的一部分。在一實施例中，基板支撐件409可為一基板基板。實例1圖6圖示一 DPIU 500，其包括與一第一 PIU 501和一第二 PIU 502成流體連通的 一抽氣區(qū)間503。該第一 PIU 501的一個端口連接至一第一沉積空間507，而PIU 501的一 第二端口連接至該抽氣區(qū)間503。該第二 PIU 502的一個端口連接至一第二沉積空間508， 而PIU 502的一第二端口連接至抽氣區(qū)間503。第一沉積空間507中最接近第一 PIU 501 處的壓力為‘P1，。第二沉積空間508中最接近第二 PIU 502處的壓力為‘P4，。抽氣區(qū)間 503中最接近第一 PIU 501處的壓力為‘P2，。抽氣區(qū)間403中最接近第二 PIU 502處的壓 力為‘P3’。經(jīng)由進氣口 505將一第一吹掃氣(例如，H2)提供至第一 PIU 501。一第二吹掃 氣(例如，Ar)經(jīng)由進氣口 506進入第二 PIU 502。經(jīng)由排氣口(或出口)504將該第一和第 二吹掃氣從該抽氣區(qū)間503移除?？梢越柚诰哂?例如)一機械泵或一渦輪分子(“渦 輪”)泵的一抽真空系統(tǒng)將氣體從抽氣區(qū)間503排出。實例2多個卷對卷沉積系統(tǒng)可用以形成圖7的光伏電池。前端設施中的大規(guī)模薄膜硅太 陽能電池生產(chǎn)線包括一個卷對卷沖洗機器(未圖示)、一個背反射體卷對卷生產(chǎn)機器(圖 8)及一個PECVD/IT0卷對卷生產(chǎn)機器(圖9)。不銹鋼(SS)卷用作基板，在一些實施例中， 其可以具有0. 005” (0. 127mm)的厚度，10”的最小寬度，36”的優(yōu)選寬度，及5000ft的最小長度。在該卷對卷沖洗機器中，在載入(卷開)腔室處裝載的一卷未清洗SS薄片基板在 卷對卷濕法化學清洗工藝中經(jīng)引導穿過一清潔劑槽、一 DI水漂洗槽、一鼓風機和干燥站。 然后，一無油、無粒子的清潔SS基板薄片與保護性中間插頁層一起在該沖洗機器的復卷 (卷繞)腔室處卷繞于一卷軸芯上接著，一背反射體沉積于該等基板上。對于背反射體沉積，可以將一不銹鋼卷的已 清洗3ft寬SS基板薄片裝入一大規(guī)模背反射體卷對卷生產(chǎn)機器(參見圖8)，并經(jīng)受以下 工藝該已清洗SS基板薄片將移入金屬(Al或Ag)濺射腔室和SiO濺射腔室以分別沉積一 金屬反射層(具有IOOnm的最小厚度)和一 ZnO阻擋層(具有300nm的最小厚度)。在BR 機器處涂有Al (或Ag) /ZnO背反射體的柔性SS基板薄片卷將被轉入PECVD/IT0機器以充 當用于薄膜硅和ITO材料沉積的基板。接著，沉積光伏器件結構。在薄膜硅和ITO沉積期間，將涂覆有BR的SS卷裝入 一大規(guī)模PECVD/IT0卷對卷生產(chǎn)機器中，如圖9所示。圖示為兩部分以適應頁面的圖9的 卷對卷生產(chǎn)機器可以為單一、連續(xù)式卷對卷系統(tǒng)。一基板薄片將以4英尺(ft)/分的速度 移動穿過所有薄膜硅PECVD腔室以被沉積600納米(nm)的9-層膜(nl/il/pl/n2/i2/p2/ n3/i3/p3，其中'η'、‘ ρ'和'i'分別表示N型、ρ型和本征膜或薄膜)先進的a_Si/ a-SiGe/a-SiGe結構。然后，已涂覆薄膜硅的材料薄片將移動穿過一氣壓差分腔室和一 ITO 濺射腔室以在頂部完成70nm的透明導電ITO沉積。這樣，可以在大規(guī)模薄膜硅太陽能電池 生產(chǎn)線處使用上述工藝在一輪中生產(chǎn)大面積(最小3英尺X5000英尺)柔性薄膜硅光伏 (或太陽能電池)材料，具有約10%的最小初始點-電池效率(約2. 15V的V。。，約7. 5mA/ cm2的Js。，及約62%的FF)，和約90%的最低產(chǎn)率。該氣壓差分抽氣腔室可以為圖6的DPIU 500。實例3參閱圖10，一真空卷對卷薄膜生產(chǎn)機器可用以形成圖7的光伏電池。圖示為兩部 分以適應頁面的該卷對卷生產(chǎn)機器可以為單一、連續(xù)式卷對卷系統(tǒng)。前端設施中的一大規(guī) 模薄膜硅太陽能電池卷對卷生產(chǎn)機器包括一基板載入腔室、一等離子體清洗腔室、一背反 射體濺射沉積腔室、一薄膜硅PECVD沉積腔室、一透明導電薄膜真空沉積腔室及一基板復 卷腔室。一氣壓差分工藝隔離單元(DPIU)安置在該背反射體沉積腔室與該PECVD腔室之 間。一第二 DPIU安置在該PECVD腔室與該透明導電薄膜沉積腔室之間。不銹鋼(SS)卷用 作基板，其具有約0.005” (0. 127mm)的厚度，約10”的最小寬度，約36”的優(yōu)選寬度，及約 5000ft的最小長度。在該等離子體清洗腔室中，壓力約0. 01托的含Ar或Ar/仏等離子體用以清洗該 SS基板。接著，在約5毫托下通過氬濺射于該基板上沉積一金屬層/ZnO層背反射體(BR)。 金屬(Al或Ag)和ZnO分別沉積約IOOnm和約300nm的最小厚度。涂有鋁(或Ag) /ZnO背 反射體的柔性SS基板卷移動穿過一氣壓差分工藝隔離單元(DPIU)，進入在約0. 5托與5 托之間的壓力下操作的薄膜硅PECVD沉積腔室。向該DPIU的BR側面供給Ar吹掃氣，向 PECVD側面供給H2吹掃氣。然后，具有SS/BR/a-SiGe/a-SiGe/a-Si多層結構的已涂覆薄膜 硅的該材料基板，移動穿過一第二DPIU，進入一 ITO濺射腔室以完成在頂部沉積一 ITO透明 導電層，該ITO透明導電層具有約70nm的厚度。向該第二 DPIU的PECVD側面供給H2吹掃氣，向ITO側面供給Ar吹掃氣。這樣，可以在大規(guī)模薄膜硅太陽能電池生產(chǎn)線處使用上述 工藝在單個機器中生產(chǎn)大面積(最小約3英尺X5000英尺)的柔性薄膜硅光伏(或太陽 能電池)材料，具有約10%的最小初始點-電池效率(約2. 15V的Voc,約7. 5mA/cm2的Jsc， 及約62%的一填充因子(FF)，和約90%的最低產(chǎn)率。該DPIU可以為圖6的系統(tǒng)500。實 例4一薄膜硅PECVD腔室充滿流速為約12000SCCm，壓力約1. 0托的H2氣體。一 ITO 濺射腔室充滿流速為約lOOOsccm的Ar氣體和流速為約kccm的仏氣體。該PECVD腔室 和ITO濺射腔室鄰接于一 DPIU，諸如圖6的DPIU 500。包含H2氣體的一吹掃氣流505以約 4000sccm的流速進入PIU 501。包含Ar氣體的一吹掃氣流506以約5000sccm的流速進入 PIU 502。抽氣區(qū)間503具有約60毫托的壓力。ITO濺射腔室(例如，圖6的腔室508)具 有約4毫托的壓力。參閱圖11，在ITO濺射時用殘余氣體分析儀(RGA)檢測的H2、02、Ar氣 體峰得出約0. 42%的H2/Ar比率和約0. 55%的02/Ar比率?；谝陨瞎に噮?shù)，以卷對卷 方式于薄膜硅上生產(chǎn)了高質量ITO膜。從上文應了解，雖然已經(jīng)圖示并描述了特定實施方式，但是可對此處進行各種修 改且本文已考慮到了這些修改。本發(fā)明也并非意欲限定于本說明書內(nèi)所提供的具體實施 例。雖然已經(jīng)參閱上述說明書描述了本發(fā)明，但是，本文并非意味以限定意義解釋本發(fā)明實 施例的描述和圖示。此外，應了解，本發(fā)明的所有方面并不限定于本文所闡述的具體敘述、 配置或相對比例，其取決于各種條件和變量。本發(fā)明實施例的形式和細節(jié)方面的各種修改 對于本領域的技術人員來說是顯而易見的。因此，應考慮到本發(fā)明也應涵蓋任何此類的修 改，變化和同等物。
權利要求
1.一種真空沉積裝置，包括 一基板載入腔室和一基板復卷腔室；一基板支撐系統(tǒng)，從基板載入腔室延伸至基板復卷腔室； 一高氣壓真空沉積腔室； 一低氣壓真空沉積腔室；及一氣壓差分工藝隔離單元(DPIU)，其安置在該高氣壓真空沉積腔室與該低氣壓真空沉 積腔室之間。
2.如權利要求1所述的真空沉積裝置，其中該高氣壓真空沉積腔室為一半導體沉積腔室。
3.如權利要求1所述的真空沉積裝置，其中該低氣壓真空沉積腔室為一透明導電薄膜 薄膜沉積腔室。
4.如權利要求1所述的真空沉積裝置，其中該高氣壓真空沉積腔室經(jīng)相應配置沉積薄 膜硅或薄膜硅合金。
5.如權利要求1所述的真空沉積裝置，其中該低氣壓真空沉積腔室經(jīng)相應配置沉積銦 錫氧化物薄膜。
6.如權利要求1所述的真空沉積裝置還包括一實時在線測量腔室。
7.如權利要求6所述的真空沉積裝置，其中該實時在線測量系統(tǒng)位于該低氣壓真空沉 積腔室與該基板復卷腔室之間。
8.如權利要求6所述的真空沉積裝置，其中該實時在線測量系統(tǒng)包括一電流-電壓測 量系統(tǒng)。
9.如權利要求6所述的真空沉積裝置，其中該實時在線測量系統(tǒng)包括一電池刻蝕隔離 系統(tǒng)。
10.如權利要求9所述的真空沉積裝置，其中該電池刻蝕隔離系統(tǒng)包括一激光刻蝕機。
11.如權利要求6所述的真空沉積裝置，其中該高氣壓真空沉積腔室、該低氣壓真空沉 積腔室、該DPIU及該實時在線測量腔室安置在該基板載入腔室與該基板復卷腔室之間。
12.如權利要求1所述的真空沉積裝置，其中該DPIU經(jīng)配置維持該高氣壓真空沉積腔 室與該低氣壓真空沉積腔室之間的一氣壓差。
13.如權利要求1所述的真空沉積裝置，進一步還包括一背反射體沉積腔室。
14.如權利要求1所述的真空沉積裝置，進一步還包括一等離子體清洗腔室。
15.一種在一基板之上形成一薄膜的裝置，包括 一基板載入腔室，其經(jīng)配置展開載入該基板；一第一反應區(qū)間，其經(jīng)配置在該基板之上形成一半導體薄膜； 一第二反應區(qū)間，其經(jīng)配置在該半導體膜上形成一透明導導電膜； 一氣壓差分工藝隔離單元(DPIU)，其安置在該第一反應區(qū)間與該第二反應區(qū)間之間， 該DPIU經(jīng)配置維持該第一反應區(qū)間與該第二反應區(qū)間之間的氣壓差； 一基板復卷腔室，其用于復卷收集該基板；及一基板支撐系統(tǒng)，其經(jīng)配置支撐該基板從該基板載入腔室移至該第一反應區(qū)間，從該 第一反應區(qū)間移至該第二反應區(qū)間，并從該第二反應區(qū)間移至該基板復卷腔室。
16.如權利要求15所述的裝置，其中該第一反應區(qū)間經(jīng)配置經(jīng)由等離子體增強化學氣相沉積在該基板之上形成該半導體薄膜。
17.如權利要求15所述的裝置，進一步還包括一實時在線測量腔室。
18.如權利要求17所述的裝置，其中該實時在線測量腔室安置在該第二反應區(qū)間與該 基板復卷腔室之間。
19.如權利要求15所述的裝置，其中該第一反應區(qū)間經(jīng)配置在該基板之上沉積一薄膜 硅或薄膜硅合金。
20.如權利要求15所述的裝置，其中該第二反應區(qū)間經(jīng)配置在該基板之上沉積銦錫氧 化物。
21.如權利要求15所述的裝置，該第一反應區(qū)間經(jīng)配置在該基板之上形成一ρ-摻雜或 η-摻雜半導體薄膜之一。
22.如權利要求21所述的裝置，進一步還包括介于該第一反應區(qū)間與該DPIU之間的一 第三反應區(qū)間，該第三反應區(qū)間經(jīng)配置在該基板之上形成一本征半導體薄膜。
23.如權利要求22所述的裝置，進一步包括介于該第三反應區(qū)間與該DPIU之間的一第 四反應區(qū)間，該第四反應區(qū)間經(jīng)配置在該基板之上形成該P-摻雜或η-摻雜半導體薄膜中 的另一種。
24.如權利要求15所述的裝置，其中該第一反應區(qū)間具有一第一壓力(Ρ1)，且該第二 反應區(qū)間具有一第二壓力(Ρ2)，且該DPIU經(jīng)配置維持大于或等于約10 1的一氣壓差 (Ρ1/Ρ2)。
25.如權利要求M所述的裝置，其中該DPIU經(jīng)配置維持大于或等于約100 1的一氣 壓差(Ρ1/Ρ2)。
26.一種氣壓差分工藝隔離單元，包括 一抽氣區(qū)間；及與該抽氣區(qū)間連通的至少兩個工藝隔離單元，每個工藝隔離單元包括 一第一端口，其經(jīng)配置允許一基板移入該工藝隔離單元； 一第二端口，其經(jīng)配置允許一基板移出該工藝隔離單元；介于該第一端口與該第二端口之間的一第一傳導空間，該第一傳導空間安置在一基板 之下；介于該第一端口與第二端口之間的一第二傳導空間，該第二傳導空間在該基板之上； 一第一限流器，其安置在該第一傳導空間與該第一端口之間；及 一第二限流器，其安置在該第一傳導空間與第二端口之間。
27.一種用于形成一半導體薄膜的方法，包括以下步驟 將一基板從一基板載入腔室移至一第一腔室；將該基板從該第一腔室移至一氣壓差分工藝隔離單元，將該基板從該氣壓差分工藝隔 離單元移至一第二腔室；及將該基板移至一基板復卷腔室，其中該氣壓差分工藝隔離單元經(jīng)配置防止來自該第一腔室的氣體進入該第二腔室，該 第二腔室安置在該氣壓差分工藝隔離單元與一基板復卷腔室之間。
28.如權利要求27所述的方法，其中該第一腔室經(jīng)配置沉積薄膜硅或一薄膜硅合金。
29.如權利要求27所述的方法，其中該第二腔室經(jīng)配置在該基板之上沉積一透明導電薄膜。
30.如權利要求四所述的方法，其中該透明導電薄膜為銦錫氧化物。
31.如權利要求27所述的方法，其中借助于一基板支撐系統(tǒng)來移動該基板。
全文摘要
本發(fā)明提供了用于卷對卷連續(xù)式制備光伏(PV)電池的裝置及方法。裝置包括卷對卷的復卷傳送腔室，一個或多個沉積腔室，一個氣壓差分工藝隔離單元，以及用于獲得實時質量監(jiān)測數(shù)據(jù)的腔室，這些監(jiān)測數(shù)據(jù)包括IV數(shù)據(jù)、良率數(shù)據(jù)和均勻性數(shù)據(jù)。
文檔編號H01L21/205GK102113092SQ200980131115
公開日2011年6月29日 申請日期2009年8月4日 優(yōu)先權日2008年8月4日
發(fā)明者布拉德利·S·莫林, 曹新民, 阿羅西·威吉 申請人:美國迅力光能公司