用于处理被涂层的衬底的处理盒、装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及用于处理在单侧被涂层的衬底的可运送的处理盒，包括：用于以整面支持的方式安放第一衬底的底部，其中所述底部被构造为使得衬底的涂层可以通过被输送给底部的下侧的辐射能量被热处理；框架；被放置到所述框架上的盖；用于以整面支持的方式安放第二衬底的被布置在底部和盖之间的中间元件，其中所述盖被构造为使得衬底的涂层可以通过被输送给盖的上侧的辐射被热处理。此外，本发明专利技术涉及用于处理衬底的装置和方法，其中处理盒或处理载体被安装并且被装载有衬底，被运送到处理室中，并且辐射能量从盖上方和/或底部下方被入射。在预先安装的处理载体情况下，盖或与框架连接的盖被递送到处理载体上用于构造处理盒。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于处理被涂层的衬底的处理盒、装置和方法
本专利技术涉及用于处理在单侧被涂层的（beschichtet）衬底的处理盒、装置和方法。本专利技术尤其是涉及衬底的热处理，所述衬底被涂有先驱层用于制造薄层太阳能电池用的吸收体。用于直接将太阳光转换成电能的光伏层系统是充分已知的。这些层系统大多被称为“太阳能电池”，其中术语“薄层太阳能电池”涉及具有仅几微米的小厚度的层系统，所述层系统需要衬底用于足够的机械强度。已知的衬底包括无机玻璃、塑料（聚合物）或金属、尤其是金属合金，并且可以根据相应的层厚和特定材料特性被构成为刚性板或柔韧薄膜。就工艺可操纵性和效率来说，具有由非晶、微晶态（mikromorphem）或多晶硅、碲化镉（CdTe）、砷化镓（GaAs）、黄铜矿化合物、尤其是铜-铟/镓-二硫/二硒化物(通过公式Cu(In,Ga)(S,Se)2缩写)或者锌黄锡矿化合物、尤其是铜-锌/锡-二硫/二硒化物（通过公式Cu2(Zn,Sn)(S,Se)4缩写）制成的半导体层的薄层太阳能电池证明是有利的。因为利用单个太阳能电池仅能实现小于1伏特的电压电平，所以一般很多太阳能电池在一个太阳能模块中串行地相互接线。通过这种方式可以对于应用获得可用的输出电压。在此情况下，薄层太阳能模块提供特殊的优点，即太阳能电池已经在层制造期间就能以集成的形式接线。在专利文献中已经多次描述过串行接线的薄层太阳能模块。与此有关地仅仅示例性地参照出版物DE4324318C1和EP2200097A1。吸收体的特定特性对薄层太阳能模块中的光输出有重要影响。直到最近，吸收体的结构和组成是密集型研究活动的主题。在制造半导体层的不同可能性中，近年来基本上实施了两种方法。这是将单元件共蒸镀到热衬底上以及逐渐将单层（先驱层）中的元件例如通过磁控管阴极溅射施加到冷衬底上，这与接着的快速热处理（RTP=RapidThermalProcessing(快速热处理)）相结合，其中进行实际的晶体形成和先驱层至半导体层的相转换（Phasenumwandlung）。该方式例如在J.Palm等人的“CISmodulepilotprocessingapplyingconcurrentrapidselenizationandsulfurizationoflargeareathinfilmprecursors”（ThinSolidFilms431-432,S.414-522（2003））中详细地得以描述。在工业批量生产中，在所谓的顺序设备（In-Line-Anlage）中进行先驱层的RTP热处理，在所述顺序设备中被涂层的衬底经由引入室（Einschleusekammer）被运入并且在加热室中根据精确确定的温度变化曲线被加温。加温典型地通过电运行的热辐射器进行。接着，经处理的衬底在冷却室中和/或在冷却段中被冷却，之后是借助于引出室（Ausschleusekammer）从顺序设备中引出。这样的方法例如由EP0662247B1已知。一般地，RTP热处理是在制造薄层太阳能电池时的费用多的处理，其需要对处理气氛的精确控制。为此目的已知，通过处理盒限制围绕衬底的处理空间。这能够在热处理期间将诸如硒或硫的容易挥发的氧族组分的颗粒压力至少在最大程度上保持为恒定的。此外，减少具有腐蚀性气体的热处理室的暴露。这样的处理盒例如由DE102008022784A1已知。此外，欧洲专利申请EP2360720A1示出了用于处理在两侧被涂层的衬底的可运送的处理盒，其中两个衬底以其未被涂层的侧相叠或者通过间隔保持件彼此分离。要处理的涂层彼此背离（背靠背（"back-to-back"））。下衬底通过间隔保持件与处理盒的底部相间隔，其中间隔保持件被构造为使得下衬底的朝向下的涂层对于处理气体自由可达。下衬底的整面安放是不可能的。该下衬底通过上衬底的重力被加负荷。衬底的涂层在非对称的处理空间中被处理。欧洲专利申请EP2360721A1示出了两个被涂层的衬底的与此不同的装置。这里，要处理的涂层彼此朝向（面对面（"face-to-face"））。对于两个涂层，通过衬底本身构成共同的处理空间。衬底的整面安放是不可能的。此外，两个涂层不具有单独的处理空间。
技术实现思路
本专利技术的任务在于，以有利的方式改进用于对被涂层的衬底进行热处理的在现有技术中已知的处理盒。尤其是，应该提供成本低的和节省能量的处理盒，其中提高设备吞吐量，而不显著提高投资成本和运行成本。此外应该能够在工业批量生产中以特别高的质量制造被涂层的衬底。该任务和其他任务根据本专利技术的建议通过根据并列权利要求所述的用于处理在单侧被涂层的衬底的可运送的处理盒、装置和方法来解决。本专利技术的优选实施方式由从属权利要求的特征得知。在本专利技术的意义上，表述“衬底”涉及拥有两个相互相反的表面的平面体，其中在两个表面之一上施加典型地包含多个层的层结构（“涂层”）。衬底的另一表面一般是未被涂层的。优选地，这涉及用于制造薄层太阳能模块的被涂有吸收体（例如黄铜矿化合物或锌黄锡矿化合物）的前驱层或先驱层的衬底，所述衬底必须经受RTP热处理。表述“松动地（lose）”涉及一个体被安放或放置到另一体上的情形，其中在这些体之间不存在固定连接或不存在固定。两个体从而可以在无解除连接剂或固着剂的情况下无破坏地彼此被移除。根据本专利技术的处理盒被构造为，使得所述处理盒可以被组装用于用衬底装载并且尤其是又（无破坏地）被拆开用于取出经处理的衬底。所述处理盒包括底部，例如底板，所述底部被构造为使得可以以整面支持的方式安放第一衬底，优选地以其未被涂层的衬底侧，其中所述底部此外被构造为使得两个衬底的涂层、基本上或主要是第一衬底的涂层通过输送给底部的下侧的辐射的辐射能量被热处理。表述“以整面支持的方式”这里以及此外涉及衬底以其下面（未被涂层的侧）被放到底部上或进一步在下面陈述的中间元件上的情形，其中下衬底面完全地、也即在每个面片段中被支持。在热处理时衬底的可能弯曲由此可以被防止。处理盒此外包括用于将底部与盖连接的框架以及包括盖。所述盖被构造为使得衬底的涂层、基本上或主要是第二衬底的涂层可以通过被输送给盖的上侧的辐射的辐射能量被热处理。盖优选地松动地被放置到框架上。同样，框架优选地松动地被放置到底部上。但是也可设想的是，框架与底部固定地连接。通过将盖放置到框架上可以以简单的方式实现气密的或（在无另外的密封装置的情况下）准气密的处理空间。此外，处理盒包括布置在底部和盖之间的中间元件，所述中间元件被构造为使得第二衬底可以以整面支持的方式被安放。中间元件尤其是可以以板状元件、也即中间板的形式来构造。通过底部、盖和框架构成用于处理两个衬底的（减小）的处理空间。将开放的、准闭合的或准气密的或者气密的处理空间理解为本专利技术意义上的处理空间。开放的处理空间允许在处理空间和处理盒的外部周围环境之间的自由气体交换。与此不同地，在气密的处理空间情况下，在处理空间和外部周围环境之间的这种气体交换被完全禁止。在准闭合的或准气密的处理空间情况下，处理盒直至在处理空间和外部周围环境之间的确定的最大压力差为止是气密的。在超过最大压力差时，发生在处理空间和外部周围环境之间的压力平衡。最大压力差与处理盒的特定设计有关。处理盒可以具有气体连接端，以便在确定的处理步骤期间给本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于处理在单侧被涂层的衬底（3a，3b）的可运送的处理盒（1），包括：底部（5），所述底部被构造为使得第一衬底（3a）能够以整面支持的方式被安放，并且衬底（3a，3b）的涂层（4a，4b）能够通过被输送给底部（5）的下侧（9）的辐射被热处理，用于将底部（5）与盖（8）连接的框架（6），中间元件（7），所述中间元件被构造为使得第二衬底（3b）能够以整面支持的方式被安放，盖（8），所述盖被放置到框架（6）上并且被构造为使得衬底（3a，3b）的涂层（4a，4b）能够通过被输送给盖（8）的上侧（27）的辐射被热处理，其中通过底部（5）、盖（8）和框架（6）构成用于处理衬底（3a，3b）的处理空间（17）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.02.16 EP 12155848.01.用于处理在单侧被涂层的衬底（3a，3b）的可运送的处理盒（1），包括：底部（5），所述底部被构造为使得第一衬底（3a）能够利用未被涂层的衬底侧以整面支持的方式被安放，并且衬底（3a，3b）的涂层（4a，4b）能够通过被输送给底部（5）的下侧（9）的辐射被热处理，用于将底部（5）与盖（8）连接的框架（6），中间元件（7），所述中间元件被构造为使得第二衬底（3b）能够利用未被涂层的衬底侧以整面支持的方式被安放，盖（8），所述盖被放置到框架（6）上并且被构造为使得衬底（3a，3b）的涂层（4a，4b）能够通过被输送给盖（8）的上侧（27）的辐射被热处理，其中通过底部（5）、盖（8）和框架（6）构成用于处理衬底（3a，3b）的处理空间（17）。2.根据权利要求1所述的处理盒（1），其中所述中间元件（7）松动地被放置到由框架（6）形成的阶梯（12）上，其中所述中间元件（7）将处理空间（17）划分成用于处理第一衬底（3a）的第一处理子空间（17a）和用于处理第二衬底（3b）的第二处理子空间（17b）。3.根据权利要求1所述的处理盒（1），其中所述中间元件（7）松动地被放置到支撑在底部（5）上的第一间隔保持件（22）和/或支撑在第一衬底（3a）上的第二间隔保持件（24）上，其中所述中间元件（7）被构造为使得所述中间元件（7）与第一间隔保持件（22）或第二间隔保持件（24）共同地将所述处理空间（17）划分成用于处理第一衬底（3a）的第一处理子空间（17a）和用于处理第二衬底（3b）的第二处理子空间（17b）。4.根据权利要求3所述的处理盒（1），其中第二间隔保持件（24）支撑在第一衬底（3a）的无涂层的边缘区（14）中。5.根据权利要求1至4之一所述的处理盒（1），其中所述框架（6）松动地被放置到底部（5）上。6.用于在根据权利要求1至5之一所述的可运送的处理盒（1）中处理在单侧被涂层的衬底（3a，3b）的方法，具有以下步骤：a)通过以下方式来安装和装载处理盒（1），即-提供底部（5），通过所述底部能够在未被涂层的衬底侧上整面支持第一衬底（3a）并且所述底部被构造为使得衬底（3a，3b）的涂层（4a，4b）能够通过被输送给底部（5）的下侧（9）的辐射被热处理，-将框架（6）松动地放置到底部（5）上用于将底部（5）与盖（8）连接，-必要时将第一衬底（3a）安放到底部（5）上，-布置中间元件（7），通过所述中间元件能够在未被涂层的衬底侧上整面支持第二衬底（3b），-必要时将第二衬底（3a）安放到中间元件（7）上，-将盖（8）放置到框架（6）上用于构造处理盒（1），其中所述盖（8）被构造为使得衬底（3a，3b）的涂层（4a，4b）能够通过被输送给盖（8）的上侧（27）的辐射被热处理，b)将处理盒（1）运送到具有热辐射器（30）的热处理室（29）中，c)将辐射输送给底部（5）的下侧（9）和/或将辐射输送给盖（8）的上侧（27）用于对衬底（3a，3b）的涂层（4a，4b）进行热处理。7.根据权利要求6所述的方法，其中在第一替换方案情况下，将中间元件（7）松动地放置到由框架（6）形成的阶梯（12）上，或者在第二替换方案情况下，将中间元件（7）松动地放置到支撑在底部（5）上的第一间隔保持件（22）和/或支撑在第一衬底（3a）上的第二间隔保持件（24）上。8.用于在处理盒（1）中处理在单侧被涂层的衬底（3a，3b）的装置（28），包括：可运送的处理载体（2），所述处理载体（2）具有底部（5），所述底部被构造为使得第一衬底（3a）能够利用未被涂层的衬底侧以整面支持的方式被安放，并且衬底（3a，3b）的涂层（4a，4b）能够通过被输送给底部（5）的下侧（9）的辐射被热处理；框架（6），所述框架被构造为使得所述框架将底部（5）与盖（8）连接并且所述盖（8）能够松动地被放置到框架上；中间元件（7），所述中间元件被构造为使得第二衬底（3b）能够利用未被涂层的衬底侧以整面支持的方式被安放，其中所述中间元件松动地被放置到框架（6）的阶梯（12）上；在处理室（29）中静止地布置的盖（8），其用于松动地放置到处理载体（2）的框架（6）上用以形成处理盒（1），其中所述盖（8）被构造为使得衬底（3a，3b）的涂层（4a，4b）能够通过被输送给盖（8）的上侧（27）的辐射被热处理，...

【专利技术属性】
技术研发人员：M菲尔方格，DC范，S约斯特，
申请(专利权)人：法国圣戈班玻璃厂，
类型：发明
国别省市：法国;FR