硒化爐:
技術特色:
鍍膜速度快、高均勻性、薄膜結晶性高、高材料使用率等優點
溫度控制精準、可使用常壓或真空製程
本系統採雙溫區設計,能即時做溫度監控
鋁擠型支架設計,方便使用這移動本系統,使用上不占空間,且支架設計穩固,使用者自行更換石英管時,不易破裂(石英管好貴啊!!)
一種高均溫性、製程時間短、毒性氣體使用量低、氣密閥件設計與氣體偵測
回饋機構之低成本的新穎硒化/硫化設備
應用範圍:
太陽能電池(CIGS)、加熱設備
目前研究方向:
太陽能電池
硒化爐的概念(★以下文章節錄自「工業材料雜誌295期」 )
硒化爐的技術:
CIGS薄膜太陽電池在成本上較結晶矽太陽電池低,在效率上較矽薄膜太陽電池
高,是未來深具潛力之薄膜太陽電池技術;在CIGS薄膜太陽電池製程中,硒化
是很關鍵的步驟,且對參數要求很精準,所以硒化爐的設計能符合製程需求就
更為重要;硒化爐的設計必須包含均勻加熱控制、反應氣體均勻、控制系統技
術、冷卻系統、毒性氣體控制管理等。
【溫度控制技術】
在硒化的製程中,其升溫的過程約分為2~3 個步驟,每一個步驟皆對薄膜特性
影響極大,需精確地控制溫度與時間反應爐腔內的均溫性;而精確的溫度控制
及爐腔內均溫性的維持就有賴於控制系統的選擇;CIGS 前驅物是先濺鍍或塗佈
在鍍鉬的鈉玻璃基板,若玻璃基板在爐中的均溫性不佳,會使同一基板上各區
域的結晶型態有所差異,不同玻璃片的受熱狀況亦有不同,容易在製程中因溫
差過大造成破片,而降低生產的良率。所以除了使爐內溫度均勻外,降低單一
玻璃基板上與整爐玻璃基板上的溫度差距成為在大量生產時需克服的一大問題
;這方面必須選用適合其加熱特性之加熱器,再搭配精確的溫度控制系統才能
達到均勻加熱的目的。
【反應氣體控制】
H2Se 硒化就是在爐腔內通入H2Se 之氣體,升高至特定的溫度,由H2Se 氣體
和CIG 塗層反應而生成CIGS 薄膜,此時H2Se 氣體在爐腔內的均勻性就成為一
重要的參數;用來控制反應氣體元件包括真空幫浦、壓力計、電磁閥、質流量
控制器(Mass Flow Controller) 等,再藉由控制系統控制上述元件來達到維持
反應爐腔內製程氣體質量與分布的均勻性。反應氣體通入爐腔內時,須考量氣
體特性與通入流量對爐內壓力造成的變化,因H2Se 在溫度較高時的腐蝕性強
,管路雖採用不銹鋼材質,亦無法避免腐蝕的現象,所以在較低溫度時就必須
充入H2Se ,此時還須考量在反應溫度時,氣體膨脹使壓力上升的程度,整體
製程氣體在反應溫度時,壓力維持在約650 Torr 的範圍,而H2Se 氣體在這
之前必須和攜帶氣體 (Carrier Gas) 混合至製程所需濃度後才能使其進入爐
腔,而這樣的過程必須利用質量流量計來控制攜帶氣體和H2Se 氣體的濃度比
例,混合後的氣體再經由氣體閥門進入腔體,整體由真空計來監控爐腔內的氣
體壓力;如果灌入的製程氣體壓力超過650 Torr(依各家製程而定),此時
真空計將真空值回饋至控制系統,啟動真空幫浦將多餘氣體抽除,維持腔體內
真空度在反應所需範圍。
