WO2016032046A1 - Cigs heat treatment selenium supply device and supply method - Google Patents
Cigs heat treatment selenium supply device and supply method Download PDFInfo
- Publication number
- WO2016032046A1 WO2016032046A1 PCT/KR2014/009233 KR2014009233W WO2016032046A1 WO 2016032046 A1 WO2016032046 A1 WO 2016032046A1 KR 2014009233 W KR2014009233 W KR 2014009233W WO 2016032046 A1 WO2016032046 A1 WO 2016032046A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- selenium
- cigs
- supply
- heat treatment
- gas
- Prior art date
Links
- 239000011669 selenium Substances 0.000 title claims abstract description 208
- BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N Selenium Chemical compound [Se] BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 201
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 201
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 title claims abstract description 106
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 51
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 112
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 claims description 46
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 claims description 17
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 12
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 claims description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 8
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims description 6
- 238000007711 solidification Methods 0.000 claims description 2
- 230000008023 solidification Effects 0.000 claims description 2
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 16
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 8
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 7
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 7
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 5
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 5
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 3
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000010549 co-Evaporation Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000002207 thermal evaporation Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/06—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by at least one potential-jump barrier or surface barrier
- H01L31/072—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by at least one potential-jump barrier or surface barrier the potential barriers being only of the PN heterojunction type
- H01L31/0749—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by at least one potential-jump barrier or surface barrier the potential barriers being only of the PN heterojunction type including a AIBIIICVI compound, e.g. CdS/CulnSe2 [CIS] heterojunction solar cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/024—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/0248—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies
- H01L31/0256—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by the material
- H01L31/0264—Inorganic materials
- H01L31/0272—Selenium or tellurium
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/541—CuInSe2 material PV cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Abstract
The present invention relates to a CIGS heat treatment selenium supply device, and the CIGS heat treatment selenium supply device according to the present invention is a device for supplying selenium towards a CIGS heat treatment device during manufacturing of a CIGS solar cell, the device being characterized by comprising: a supply tube having one end connected to the CIGS heat treatment device, the supply tube serving as a path along which selenium gas moves; a branch tube branching off from one side of the supply tube; a valve unit installed on the supply tube so as to block the movement of the selenium gas to the CIGS heat treatment device; and a pump unit connected to the branch tube, the pump unit being driven, when the valve unit is closed, so as to guide the selenium gas towards the branch tube.
Description
본 발명은 CIGS 열처리 셀레늄 공급장치 및 공급방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 CIGS 광흡수층 형성을 위한 CIGS 열처리 장치로 셀레늄 가스를 공급시, 셀레늄 가스의 공급여부를 정밀하게 제어할 수 있는 CIGS 열처리 셀레늄 공급장치 및 공급방법에 관한 것이다.The present invention relates to a CIGS heat treatment selenium supply device and a supply method, and more particularly, CIGS heat treatment selenium that can precisely control whether the selenium gas supply when supplying selenium gas to the CIGS heat treatment device for forming the CIGS light absorption layer It relates to a supply device and a supply method.
태양에너지는 지구의 생명 원천이며 인류가 존재하는 한 지속 가능한 무공해 청정에너지원이다. 최근 들어 화석연료 고갈과 일본 후쿠시마 원전 사태에 대응하기 위하여 대체 에너지원 발굴에 대한 필요성이 높아지고 있어 태양과 같은 청정에너지 이용에 대한 관심이 커져가고 있다.Solar energy is the source of life on Earth and a sustainable, clean, and clean source of energy for as long as humanity exists. Recently, the necessity of discovering alternative energy sources to cope with the depletion of fossil fuel and the Fukushima nuclear power plant in Japan is increasing, and interest in the use of clean energy such as the sun is increasing.
일반적으로 반도체 태양전지는 p-n 접합을 이루는 반도체 다이오드에 빛을 쪼이면 전자가 생성되는 광기전효과(photovoltaic effect)를 이용하여 태양광을 직접 전기로 변환하는 소자를 의미한다. 태양전지의 가장 기본적인 구성요소는 전면전극, 후면전극, 그리고 이들 사이에 위치하는 광흡수체 등 3부분으로 구별된다. 이 중 가장 중요한 소재는 광 전환효율의 대부분을 결정하는 광흡수체이다.In general, a semiconductor solar cell refers to a device that directly converts sunlight into electricity using a photovoltaic effect in which electrons are generated when light is applied to a semiconductor diode forming a p-n junction. The most basic components of a solar cell are divided into three parts: the front electrode, the back electrode, and the light absorber between them. The most important of these materials is the light absorber, which determines most of the light conversion efficiency.
태양광 발전이 본격적인 에너지 산업으로 성장되지 못하고 있는 데는 태양전지 셀 제조비용이 너무 비싸다는 점이 끊임없이 지적되고 있다. 이와 같이 저가화에 대한 필요성 때문에 유리판이나 유연금속 코일을 이용하는 박막태양전지 제조기술과 고효율인 CuInGaSe2(이하, CIGS) 등의 소재가 주목받고 있다.It is constantly pointed out that solar cell manufacturing costs are too high that solar power is not growing into a full-fledged energy industry. Due to the necessity of low cost, a thin film solar cell manufacturing technology using a glass plate or a flexible metal coil and materials such as CuInGaSe2 (hereinafter referred to as CIGS) having high efficiency have attracted attention.
CIGS 박막형 태양전지는 구리, 인듐, 갈륨, 셀레늄의 4가지 원소가 합쳐져서 구성되는 화합물 박막으로서 태양열을 받아 전류로 전환시켜주는 pn 혼합 접합구조와 박막태양전지의 특징인 집적구조를 띄고 있다.CIGS thin film solar cell is a compound thin film composed of four elements of copper, indium, gallium, and selenium, and has a pn mixed junction structure that converts solar heat into a current and an integrated structure characteristic of thin film solar cells.
도 1은 CIGS 박막형 태양전지의 일반적인 구조를 도시한 도면이다. 도 1을 참조하면, CIGS 태양전지는 유리기판-MO층-CIGS 광흡수층-CdS-TCO 투명전극층(ZnO, ITO) 층으로 구성된다.1 is a view showing a general structure of a CIGS thin film solar cell. Referring to FIG. 1, a CIGS solar cell includes a glass substrate-MO layer-CIGS light absorption layer-CdS-TCO transparent electrode layer (ZnO, ITO) layer.
도 2는 CIGS 박막형 태양전지의 일반적인 모노리틱 구조를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 2를 참조하면, CIGS 박막형 태양전지는 하나의 대형 기판에 여러 개의 단위 솔라셀들을 한꺼번에 형성하는 모노리틱 구조로 기존의 실리콘 웨이퍼를 이용하여 제작되는 태양전지와 달리 제품의 모듈화에 필요한 고정을 단순화하여 양산비용을 획기적으로 줄일 수 있다.2 is a view schematically showing a general monolithic structure of a CIGS thin film solar cell. Referring to FIG. 2, the CIGS thin-film solar cell has a monolithic structure in which several unit solar cells are formed on one large substrate at a time, unlike conventional solar cells manufactured using a silicon wafer, thereby simplifying the fixing required for modularization of a product. This can drastically reduce the mass production cost.
CIGS 박막형 태양전지에서 광 전환효율의 대부분을 결정하는 CIGS 광흡수층의 제조방법으로는 동시증발법과 2단계공정법으로 크게 구별할 수 있다.The manufacturing method of the CIGS light absorbing layer, which determines most of the light conversion efficiency in the CIGS thin film solar cell, can be largely classified into a simultaneous evaporation method and a two-step process method.
먼저 동시증발법은 단위 원소인 구리(Cu), 인듐(In), 갈륨(Ga) 및 셀레늄(Se)을 열 증발원을 이용해 동시에 증발시켜 고온 기판에 박막을 형성하는 방법인데 각 증발원을 독립적으로 사용하기 때문에 원소의 조성 제어가 용이해 지금까지 최고의 효율은 이 방법을 통해 만들어지고 있다. 산업화 모듈 양산에서는 박막의 대면화가 필수적인데 동시증발법은 증발원이 대면적 박막을 만들기에는 박막의불균일도 확보문제, 기판의 처짐문제, 원소들 간의 오염문제, 증발원과 기판사이의 거리가 매우 길기 때문에 원소들의 소모량(특히 희귀금속인 인듐(In) 소모량)이 크다는 여러 가지 산업화로 진행하기에는 커다란 어려움을 가지고 있다.First, the simultaneous evaporation method is a method of forming a thin film on a high temperature substrate by simultaneously evaporating unit elements copper (Cu), indium (In), gallium (Ga) and selenium (Se) using a thermal evaporation source. Therefore, it is easy to control the composition of the element, and so far, the highest efficiency has been made through this method. In the mass production of industrialized modules, the face of the thin film is essential. The simultaneous evaporation method requires the evaporation source to make a large-area thin film. It is difficult to proceed with various industrializations in which the consumption of elements (particularly the consumption of indium (In), a rare metal) is high.
이에 따라, 프리커서(Presursor) 화학반응으로 알려진 2단계 공정법이 제시되었다. 2단계 공정법은 구리(Cu), 인듐(In), 갈륨(Ga) 금속박막을 순차적으로 진공 증착하고, 고온에서 열처리하여 셀렌화(selenization)처리 함으로써 화학조성을 완성하는 것이다. 이는 동시증발법에 비해 박막의 균일성이 좋고 소재의 활용도도 높일 수 있기 때문에 제작공정의 저가화가 기대되는 방법이다.Accordingly, a two-step process known as Presursor chemistry has been proposed. In the two-step process, copper (Cu), indium (In), and gallium (Ga) metal thin films are sequentially vacuum deposited, and heat treated at high temperature to selenization to complete chemical composition. Compared to the co-evaporation method, the uniformity of the thin film and the utilization of the material can be improved, which is a method of lowering the manufacturing process.
그러나, 열처리 공정을 수행하는 과정에서 셀레늄 가스가 증발함으로써 추가적인 셀레늄을 공급하는 공정이 필요한 경우가 있다. 각 공정에 따라서 셀레늄 가스의 증발량이 상이할 수 있으며, 때론 셀레늄의 공급이 제한되어야 하는 경우도 있다. 셀레늄의 양이 CIGS 광흡수층 형성시 아주 중요한 요소로 작용하므로, 셀레늄 가스를 공급하거나 공급하지 않는 경우 셀레늄의 양이 정밀하게 제어되어야 하나, 이를 제어하기 어려워 CIGS 광흡수층의 품질에 영향을 미치게 되는 문제점이 있다.However, there may be a case in which a process of supplying additional selenium may be needed by evaporation of selenium gas during the heat treatment process. Depending on each process, the amount of evaporation of selenium gas may be different, and sometimes the supply of selenium should be restricted. Since the amount of selenium acts as a very important factor in the formation of the CIGS light absorbing layer, the amount of selenium must be precisely controlled when supplying or not supplying selenium gas, but it is difficult to control it, which affects the quality of the CIGS light absorbing layer. There is this.
따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, CIGS 광흡수층 형성을 위한 CIGS 열처리 장치로 셀레늄 가스를 공급시, 셀레늄 가스의 공급여부를 정밀하게 제어할 수 있는 CIGS 열처리 셀레늄 공급장치 및 공급방법을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to solve such a conventional problem, when supplying selenium gas to the CIGS heat treatment apparatus for forming the CIGS light absorption layer, supplying CIGS heat treatment selenium which can precisely control the supply of selenium gas An apparatus and a supply method are provided.
상기 목적은, 본 발명에 따라, CIGS 태양전지 제조시, CIGS 열처리 장치 측으로 셀레늄을 공급하는 장치에 있어서, 일단이 상기 CIGS 열처리 장치에 연결되며, 셀레늄 가스가 이동하는 경로인 공급관; 상기 공급관의 일측으로부터 분기되는 분기관; 상기 공급관 상에 설치되어 상기 셀레늄 가스의 상기 CIGS 열처리 장치로의 이동을 차단하는 밸브부; 상기 분기관에 연결되며, 상기 밸브부가 폐쇄시 구동하여 상기 셀레늄 가스를 상기 분기관 측으로 안내하는 펌프부;를 포함하는 CIGS 열처리 셀레늄 공급장치에 의해 달성된다.According to the present invention, in the manufacture of CIGS solar cells, the apparatus for supplying selenium to the CIGS heat treatment device side, one end is connected to the CIGS heat treatment device, the supply pipe is a path through which selenium gas moves; Branch pipe branched from one side of the supply pipe; A valve unit installed on the supply pipe to block movement of the selenium gas to the CIGS heat treatment apparatus; It is achieved by the CIGS heat treatment selenium supply device comprising a; connected to the branch pipe, the valve unit is driven when closed to guide the selenium gas to the branch pipe side.
여기서, 상기 공급관에 상기 셀레늄 가스를 공급하는 셀레늄 공급부; 상기 열처리 장치 측으로 이동하는 상기 셀레늄 가스의 손실이 방지되도록, 상기 공급관에 상기 셀레늄과 반응하지 않는 캐리어 가스를 공급하는 캐리어 가스 공급부;를 더 포함하며, 상기 셀레늄 가스는 상기 캐리어 가스 공급시 압력차에 의하여 상기 공급관으로 공급되는 것이 바람직하다.Here, the selenium supply unit for supplying the selenium gas to the supply pipe; And a carrier gas supply unit supplying a carrier gas that does not react with the selenium to the supply pipe so that the loss of the selenium gas moving to the heat treatment apparatus side is prevented. It is preferably supplied to the supply pipe.
여기서, 상기 밸브부는, 한 쌍으로 마련되어 상기 공급관 상에 설치되며, 상기 분기관의 전후에 각각 설치되는 것이 바람직하다.Here, it is preferable that the said valve part is provided in pair and provided on the said supply pipe | tube, and is respectively installed before and behind the said branch pipe | tube.
여기서, 상기 캐리어 가스 공급부에는, 상기 셀레늄 가스의 고체화가 방지되도록 상기 캐리어 가스의 온도를 조절하는 히터;를 포함하는 것이 바람직하다.Here, the carrier gas supply unit, it is preferable to include a heater for controlling the temperature of the carrier gas to prevent the solidification of the selenium gas.
여기서, 상기 셀레늄 공급부는, 고체 상태의 셀레늄을 기화시키는 기화부를 더 포함하는 것이 바람직하다.Here, the selenium supply unit preferably further includes a vaporization unit for vaporizing selenium in the solid state.
여기서, 상기 밸브부의 개폐여부에 따라 상기 펌프부를 선택적으로 구동시키며, 상기 열처리 장치에서 요구되는 상기 셀레늄 기체의 온도에 따라 상기 히터를 제어하는 제어부;를 더 포함하는 것이 바람직하다.The control unit may be configured to selectively drive the pump unit according to whether the valve unit is opened or closed, and to control the heater according to the temperature of the selenium gas required by the heat treatment apparatus.
여기서, 상기 밸브는 스테인레스 스틸 소재로 마련되는 것이 바람직하다.Here, the valve is preferably made of stainless steel material.
상기 목적은, 본 발명에 따라, CIGS 태양전지 제조시, CIGS 열처리 장치 측으로 셀레늄을 공급하는 방법에 있어서, 일단이 상기 CIGS 열처리 장치에 연결된 공급관 측으로 셀레늄 가스를 공급하는 셀레늄 가스 공급단계; 상기 공급관에 설치되는 밸브부가 폐쇄시, 상기 공급관의 일측으로부터 분기되는 분기관에 설치되는 펌프부를 구동하여 상기 셀레늄 가스를 상기 분기관 측으로 안내하는 차단단계;를 포함하는 CIGS 열처리 셀레늄 공급방법에 의해 달성된다.According to the present invention, when manufacturing a CIGS solar cell, a method for supplying selenium to the CIGS heat treatment apparatus side, Selenium gas supply step of supplying selenium gas to one end of the supply pipe connected to the CIGS heat treatment apparatus; A shut-off step of guiding the selenium gas to the branch pipe side by driving a pump installed in the branch pipe branched from one side of the supply pipe when the valve unit installed in the supply pipe is closed, is achieved by the CIGS heat treatment selenium supply method comprising a. do.
여기서, 상기 셀레늄 가스 공급단계는, 고체 상태의 셀레늄을 기화시키는 기화단계; 상기 살레늄 가스가 상기 공급관 측으로 공급되도록 상기 공급관에 캐리어 가스를 공급하는 캐리어가스 공급단계;를 포함하는 것이 바람직하다.Here, the selenium gas supply step, the vaporization step of vaporizing the selenium in the solid state; And a carrier gas supply step of supplying a carrier gas to the supply pipe so that the salenium gas is supplied to the supply pipe side.
여기서, 상기 셀레늄 가스 공급단계는 상기 캐리어 가스를 가열하는 가열단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.Here, the selenium gas supplying step may further include a heating step of heating the carrier gas.
여기서, 상기 밸브부는, 한 쌍으로 마련되어 상기 공급관 상에 설치되며, 상기 분기관의 전후에 각각 설치되는 것이 바람직하다.Here, it is preferable that the said valve part is provided in pair and provided on the said supply pipe | tube, and is respectively installed before and behind the said branch pipe | tube.
여기서, 상기 밸브부는 스테인레스 스틸 소재로 마련되는 것이 바람직하다.Here, the valve portion is preferably made of stainless steel material.
본 발명에 따르면, CIGS 광흡수층 형성시 CIGS 급속 열처리 장치 측으로 공급되는 셀레늄의 공급여부를 정밀하게 제어할 수 있다.According to the present invention, it is possible to precisely control whether or not the supply of selenium supplied to the CIGS rapid heat treatment device when forming the CIGS light absorption layer.
또한, 셀레늄의 공급을 중단하는 경우, 밸브 폐쇄와 동시에 펌프를 구동함으로써, CIGS 열처리 장치 측으로 공급되는 셀레늄이 없도록 정밀하게 제어할 수 있다.In addition, when the supply of selenium is stopped, it is possible to precisely control so that there is no selenium supplied to the CIGS heat treatment apparatus by driving the pump simultaneously with closing the valve.
또한, 캐리어 가스를 이용함으로써, 셀레늄 가스를 정확한 온도로 제어할 수 있으며, 안정적으로 먼 거리까지 이송할 수 있다.In addition, by using the carrier gas, the selenium gas can be controlled at an accurate temperature and can be stably transported to a long distance.
또한, 밸브부는 스테인레스 스틸로 마련되어 반응성이 높은 셀레늄 가스에 의해 부식되는 것을 방지할 수 있다.In addition, the valve portion may be made of stainless steel to prevent corrosion by highly reactive selenium gas.
또한, 히터를 이용하여 캐리어 가스의 온도를 제어함으로써, 셀레늄 가스가 고체화되는 것을 방지할 수 있다.In addition, by controlling the temperature of the carrier gas using a heater, it is possible to prevent the selenium gas from solidifying.
도 1은 CIGS 박막형 태양전지의 일반적인 구조를 도시한 도면이며,1 is a view showing a general structure of a CIGS thin film solar cell,
도 2는 CIGS 박막형 태양전지의 일반적인 모노리틱 구조를 개략적으로 도시한 도면이며,2 is a view schematically showing a general monolithic structure of a CIGS thin film solar cell,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 CIGS 열처리 셀레늄 공급장치의 개략적인 사시도이며,Figure 3 is a schematic perspective view of the CIGS heat treatment selenium supply apparatus according to an embodiment of the present invention,
도 4는 도 3의 CIGS 열처리 셀레늄 공급장치의 개략적인 정면도이며,4 is a schematic front view of the CIGS heat treatment selenium supply device of FIG.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 CIGS 열처리 셀레늄 공급방법의 순서도이며,5 is a flow chart of a CIGS heat treatment selenium supply method according to an embodiment of the present invention,
도 6은 도 3의 CIGS 열처리 셀레늄 공급장치의 셀레늄 가스 공급시의 개략적인 도면이며,FIG. 6 is a schematic view of selenium gas supply of the CIGS heat treatment selenium supply device of FIG. 3;
도 7은 도 3의 CIGS 열처리 셀레늄 공급장치의 셀레늄 가스 차단시의 개략적인 도면이다.FIG. 7 is a schematic view of selenium gas blocking of the CIGS heat treatment selenium supply device of FIG. 3.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 CIGS 열처리 셀레늄 공급장치에 대해 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail with respect to the CIGS heat treatment selenium supply apparatus according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일실시예에 따른 CIGS 열처리 셀레늄 공급장치는 IGS 광흡수층 형성을 위한 CIGS 열처리 장치로 셀레늄 가스를 공급시, 셀레늄 가스의 공급여부를 정밀하게 제어할 수 있는 CIGS 열처리 셀레늄 공급장치에 관한 것이다.The CIGS heat treatment selenium supply apparatus according to an embodiment of the present invention relates to a CIGS heat treatment selenium supply apparatus that can precisely control the supply of selenium gas when supplying selenium gas to a CIGS heat treatment apparatus for forming an IGS light absorption layer. .
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 CIGS 열처리 셀레늄 공급장치의 개략적인 사시도이며, 도 4는 도 3의 CIGS 열처리 셀레늄 공급장치의 개략적인 정면도이다. 도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 CIGS 열처리 셀레늄 공급장치(100)는, CIGS 열처리 장치에 연결되는 공급관(110)과, 공급관(110)에 연결되는 셀레늄 공급부(120)와, 공급관(110)에 연결되는 캐리어 가스 공급부(130)와, 공급관(110)으로부터 분기되는 분기관(140)과, 공급관(110)에 설치되는 밸브부(150)와와, 분기관(140)에 설치되는 펌프부(160) 및 제어부(170)를 포함한다.3 is a schematic perspective view of a CIGS heat treatment selenium supply apparatus according to an embodiment of the present invention, Figure 4 is a schematic front view of the CIGS heat treatment selenium supply apparatus of FIG. 3 and 4, the CIGS heat treatment selenium supply device 100 according to an embodiment of the present invention, the supply pipe 110 is connected to the CIGS heat treatment device, the selenium supply unit 120 is connected to the supply pipe 110 ), A carrier gas supply unit 130 connected to the supply pipe 110, a branch pipe 140 branched from the supply pipe 110, a valve unit 150 provided at the supply pipe 110, and a branch pipe 140. The pump unit 160 and the control unit 170 are installed in the).
설명에 앞서, 본 발명의 일실시예에 따른 CIGS 열처리 셀레늄 공급장치(100)가 사용되는 분야에 대하여 간단히 설명한다.Prior to the description, the field in which the CIGS heat treatment selenium supply device 100 according to the embodiment of the present invention is used will be briefly described.
CIGS 급속 열처리 공정을 통하여 CIGS 광흡수층을 형성하는 공정 중, 2단계 공정법은 구리(Cu), 인듐(In), 갈륨(Ga) 금속박막을 순차적으로 진공 증착하고, 급속 열처리 공정을 수행함으로써, CIGS 광흡수층을 형성한다. 이때, 급속 열처리 공정 과정에서 셀레늄 가스가 발생하게 되며, 발생되는 셀레늄 가스 중 일부는 소멸된다. 이에 따라, 열처리 공정 과정에서 셀레늄이 추가적으로 필요하게 되는 경우가 발생하며, 본 발명의 CIGS 열처리 셀레늄 공급장치(100)는 필요시 CIGS 열처리 장치 측으로 셀레늄을 공급하기 위한 구성이다.In the process of forming the CIGS light absorbing layer through the CIGS rapid heat treatment process, a two-step process is performed by sequentially vacuum depositing a copper (Cu), indium (In), gallium (Ga) metal thin film, and performing a rapid heat treatment process. Form a CIGS light absorbing layer. At this time, the selenium gas is generated during the rapid heat treatment process, and some of the generated selenium gas disappears. Accordingly, when the selenium is additionally required during the heat treatment process, the CIGS heat treatment selenium supply device 100 of the present invention is configured to supply selenium to the CIGS heat treatment apparatus if necessary.
공급관(110)은 캐리어 가스(C)와 셀레늄 가스(S)가 CIGS 열처리 장치 측으로 이동하는 이동경로로서, 배관 형태로 마련된다. 공급관(110)은 내부공간을 유동하는 캐리어 가스(C) 및 셀레늄 가스(S)가 필요시 CIGS 열처리 장치로 유입될 수 있도록 일단이 CIGS 열처리 장치와 연결된다.The supply pipe 110 is a movement path through which the carrier gas C and the selenium gas S move to the CIGS heat treatment apparatus, and is provided in a pipe form. The supply pipe 110 is connected to the CIGS heat treatment device at one end so that the carrier gas C and the selenium gas S flowing through the internal space may be introduced into the CIGS heat treatment device when necessary.
셀레늄 공급부(120)는 공급관(110) 측으로 셀레늄 가스를 공급하기 위한 구성으로서, 공급관(110)에 설치되며, 내부에는 기화부(미도시)가 설치된다. Selenium supply unit 120 is a configuration for supplying the selenium gas to the supply pipe 110 side, is installed in the supply pipe 110, the vaporization unit (not shown) is installed inside.
셀레늄 공급부(120) 내부에는 고체 상태의 셀레늄이 공급되며, 기화부(미도시)가 이를 기화시킴으로써 셀레늄 가스(S)를 발생시킨다. 일반적으로, 셀레늄은 반응성이 아주 높아 가스 상태로 존재하기 어려운 문제점이 있어, CIGS 열처리 공정시 H2Se 가스를 사용한다. 이때, H2Se 가스는 인체에 매우 위독하며 H2와 Se으로 분해를 하기 위해서는 고온 상태가 요구되는 문제점이 있다. 이에 따라, 본 실시예에서는 고체상태의 셀레늄을 셀레늄 공급부(120) 투입한 후, 기화부(미도시)에서 이를 기화시킴으로써 셀레늄 가스(S)를 발생시킨다.Selenium in the solid state is supplied to the selenium supply unit 120, and a vaporization unit (not shown) generates the selenium gas S by vaporizing it. In general, selenium has a problem that it is difficult to exist in a gas state because of its high reactivity, and H 2 Se gas is used in the CIGS heat treatment process. At this time, H 2 Se gas is very harmful to the human body and there is a problem that a high temperature state is required to decompose into H 2 and Se. Accordingly, in the present embodiment, selenium gas S is generated by injecting selenium in the solid state into the selenium supply unit 120 and then vaporizing it in a vaporization unit (not shown).
캐리어 가스 공급부(130)는 공급관(110) 측으로 셀레늄 가스(S)가 유입되도록 공급관(110)에 캐리어 가스(C)를 공급하기 위한 구성으로서, 일단이 CIGS 열처리 장치에 연결된 공급관(110)의 타단에 설치된다.The carrier gas supply unit 130 is configured to supply the carrier gas C to the supply pipe 110 so that the selenium gas S flows into the supply pipe 110, and the other end of the supply pipe 110 connected to the CIGS heat treatment device. Is installed on.
일반적으로 셀레늄 공급부(120)에서 기화되는 셀레늄의 양은 소량이므로, 고체 상태의 셀레늄이 기화된 셀레늄 가스(S)만 공급관(110)을 통하여 공급하는 경우, 이송되는 과정에서 공급관(110)의 내벽에 증착되는 등의 이유로 손실량이 발생하게 되며, 이는 CIGS 광흡수층 형성시 정밀도, 품질 등의 측면에서 매우 중요한 영향을 미치게 된다. 또한, 반응성이 아주 높은 셀레늄 가스(S)의 온도를 제어할 방법이 없는 등의 문제점이 있다. 이에 따라, 캐리어 가스(C)를 공급함으로써, 셀레늄 가스(S)의 손실량을 최소화시키며, 셀레늄 가스(S)의 온도 제어도 가능하다. 또한, 캐리어 가스(C)를 사용함으로써, 반응성이 높은 셀레늄 가스(S)를 안정적으로 먼 거리까지 이송 가능하다. 본 실시예에서는 캐리어 가스(C)로서 셀레늄 가스(S)와 직접 반응하지 않으며, 가격이 싸고 손쉽게 사용할 수 있는 질소를 이용하였으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.In general, since the amount of selenium vaporized in the selenium supply unit 120 is a small amount, when only the selenium gas S solidified in the selenium gas is supplied through the supply pipe 110, the selenium gas S is supplied to the inner wall of the supply pipe 110 in a process of being transferred. Losses occur due to deposition, etc., which have a very important influence in terms of precision and quality when forming a CIGS light absorbing layer. In addition, there is a problem such as no way to control the temperature of the highly reactive selenium gas (S). Accordingly, by supplying the carrier gas (C), the loss amount of the selenium gas (S) is minimized, and temperature control of the selenium gas (S) is also possible. In addition, by using the carrier gas C, highly reactive selenium gas S can be stably transported to a long distance. In the present embodiment, as the carrier gas (C) does not directly react with the selenium gas (S), but using a cheap and easy to use nitrogen, but is not necessarily limited thereto.
한편, 캐리어 가스 공급부(130) 내부에는 히터(131)가 설치된다. 일반적으로, 캐리어 가스(C)가 낮은 온도인 상태에서 셀레늄 가스(S)와 접촉하게 되면, 셀레늄 가스(S)가 순식간에 고체가 되는 문제점이 있다. 이에 따라, 히터(131)는 캐리어 가스(C)를 가열함으로써, 셀레늄 가스(S)의 온도가 낮아져 고체화되는 문제점을 방지한다. 또한, 캐리어 가스(C)의 온도를 제어함으로써, 열처리 장치로 공급되는 셀레늄 가스(S)의 온도를 제어 가능하다.On the other hand, the heater 131 is installed inside the carrier gas supply unit 130. In general, when the carrier gas (C) is in contact with the selenium gas (S) at a low temperature, there is a problem that the selenium gas (S) is solid immediately. Accordingly, the heater 131 heats the carrier gas C, thereby preventing the problem that the temperature of the selenium gas S is lowered and becomes solid. In addition, by controlling the temperature of the carrier gas C, it is possible to control the temperature of the selenium gas S supplied to the heat treatment apparatus.
캐리어 가스(C)와 셀레늄 가스(S)의 공급과정은, 캐리어 가스(C)가 공급관(110)으로 먼저 공급되면, 공급관(110) 측에서 압력변화가 발생하며, 이 압력에 의하여 셀레늄 공급부(120)로부터 셀레늄 가스(S)가 공급관(110) 측으로 공급된다.In the supply process of the carrier gas (C) and selenium gas (S), when the carrier gas (C) is first supplied to the supply pipe 110, a pressure change occurs in the supply pipe 110, and the pressure of the selenium supply unit ( The selenium gas S is supplied from the 120 to the supply pipe 110.
한편, 본 실시예에서는 셀레늄 가스(S)의 용이한 이송을 위하여, 캐리어 가스 공급부(130)는 공급관(110)의 타단에 연결하며, 셀레늄 공급부(120)는 공급관(110)의 타단부 근처에서 분기된 영역에 설치되는 것으로 하였으나, 반드시 이러한 배치에 제한되는 것은 아니다.On the other hand, in this embodiment, for easy transport of selenium gas (S), the carrier gas supply unit 130 is connected to the other end of the supply pipe 110, the selenium supply unit 120 near the other end of the supply pipe 110 Although installed in the branched area, it is not necessarily limited to this arrangement.
분기관(140)은 CIGS 열처리 장치에서 추가적인 셀레늄의 공급이 불필요한 경우, 셀레늄 가스(S)가 펌프부(160) 측으로 이동되는 경로로서, 공급관(110)의 일측으로부터 분기된다.The branch pipe 140 is a path through which the selenium gas S moves to the pump unit 160 when additional supply of selenium is unnecessary in the CIGS heat treatment apparatus, and is branched from one side of the supply pipe 110.
밸브부(150)는 CIGS 열처리 장치에서 추가적인 셀레늄의 공급이 불필요한 경우, 셀레늄 가스(S)의 CIGS 열처리 장치 쪽으로의 이동을 차단하기 위한 구성으로서, 공급관(110)에 설치된다. 본 실시예에서 밸브부(150)는 한 쌍의 밸브로 마련되며, 분기관(140)이 형성된 공급관(110)의 전 후에 각각 형성된다. 즉, 밸브부(150)는 공급관(110)의 분기된 영역을 사이에 두고 상호 소정간격 이격되도록 배치된다. The valve unit 150 is configured to block the movement of selenium gas S toward the CIGS heat treatment apparatus when the supply of additional selenium is unnecessary in the CIGS heat treatment apparatus, and is installed in the supply pipe 110. In the present embodiment, the valve unit 150 is provided with a pair of valves, and is formed before and after the supply pipe 110 in which the branch pipe 140 is formed. That is, the valve unit 150 is disposed to be spaced apart from each other by a predetermined interval with the branched area of the supply pipe 110 therebetween.
CIGS 열처리 장치에서 셀레늄의 추가적인 공급이 요구되는 경우 밸브부(150)는 개방되어 셀레늄 가스(S)는 CIGS 열처리 장치 측으로 이동하며, CIGS 열처리 장치에서 셀레늄의 추가적인 공급이 요구되지 않는 경우 밸브부(150)는 폐쇄되어 CIGS 열처리 장치로의 이동이 차단되며, 분기관(140) 측으로 이동하게 된다. When additional supply of selenium is required in the CIGS heat treatment device, the valve unit 150 is opened so that the selenium gas S moves to the CIGS heat treatment device side, and when the additional supply of selenium is not required in the CIGS heat treatment device, the valve part 150 ) Is closed to block the movement to the CIGS heat treatment apparatus, and move to the branch pipe 140.
한편, 본 실시예에서 밸브부(150)는 반응성이 강한 셀레늄으로부터 부식되는 것이 방지되도록 스테인레스 스틸 소재로 마련하였으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.On the other hand, in the present embodiment, the valve unit 150 is provided with a stainless steel material to prevent corrosion from selenium having high reactivity, but is not necessarily limited thereto.
펌프부(160)는 CIGS 열처리 장치에서 추가적인 셀레늄의 공급이 불필요한 경우 CIGS 열처리 장치 측으로 셀레늄 가스(S)의 공급을 방지하기 위한 구성이다. 펌프부(160)는 분기관(140)에 설치되어 구동됨으로써 셀레늄 가스(S)를 인위적으로 분기관(140)으로 이동시킨다.The pump unit 160 is configured to prevent the supply of selenium gas (S) to the CIGS heat treatment apparatus when the supply of additional selenium is unnecessary in the CIGS heat treatment apparatus. The pump unit 160 is installed and driven in the branch pipe 140 to artificially move the selenium gas S to the branch pipe 140.
밸브부(150)가 설치된 경우에도 셀레늄 가스(S)의 완전한 차단이 되지 않을 수 있으며, 소량의 셀레늄 가스(S)가 CIGS 열처리 장치에 공급되는 경우에도 CIGS 광흡수층의 품질에 영향을 미치게 된다. 이에 따라, 본 실시예에서 펌프부(160)는 밸브부(150)가 폐쇄되는 경우에 구동되도록 제어되며, 구동시 한 쌍의 밸브 사이의 공간의 압력을 낮춤으로써 열처리 장치로 셀레늄 가스(S)의 공급을 방지한다.Even when the valve unit 150 is installed, the selenium gas S may not be completely blocked, and even when a small amount of selenium gas S is supplied to the CIGS heat treatment device, the quality of the CIGS light absorbing layer is affected. Accordingly, in this embodiment, the pump unit 160 is controlled to be driven when the valve unit 150 is closed, and the selenium gas (S) as a heat treatment apparatus by lowering the pressure of the space between the pair of valves during driving. To prevent its supply.
제어부(170)는 펌프부(160)의 작동을 제어하기 위한 구성이다. 셀레늄 가스(S)의 CIGS 열처리 장치 측으로의 공급 여부를 정밀하게 제어할 수 있도록, 제어부(170)는 밸브부(150)가 개방시 펌프부(160)의 구동을 정지시키며, 밸브부(150)가 폐쇄시 펌프부(160)를 구동하도록 제어한다. 즉, 제어부(170)는 밸브부(150)의 개폐상태를 인식함과 동시에 펌프부(160)의 구동을 제어함으로써, CIGS 열처리 장치에서 셀레늄의 추가적인 공급이 불필요한 경우, 셀레늄의 공급이 확실하게 차단되도록 한다.The control unit 170 is a configuration for controlling the operation of the pump unit 160. In order to precisely control whether or not the selenium gas S is supplied to the CIGS heat treatment apparatus, the controller 170 stops driving the pump unit 160 when the valve unit 150 is opened, and the valve unit 150 is controlled. Control to drive the pump unit 160 when closed. That is, the control unit 170 recognizes the open / closed state of the valve unit 150 and controls the driving of the pump unit 160, so that when the additional supply of selenium is unnecessary in the CIGS heat treatment apparatus, the supply of selenium is reliably shut off. Be sure to
또한, 제어부(170)는 히터(131)의 온도를 제어하도록 마련될 수 있다. CIGS 열처리 장치에서 셀레늄의 공급이 요구되는 경우, 열처리 공정에서 요구되는 온도로 셀레늄 가스(S)의 온도가 설정되도록, 히터(131)를 구동시켜 캐리어 가스(C)의 온도를 제어할 수 있다.In addition, the controller 170 may be provided to control the temperature of the heater 131. When the supply of selenium is required in the CIGS heat treatment apparatus, the temperature of the carrier gas C may be controlled by driving the heater 131 so that the temperature of the selenium gas S is set to the temperature required in the heat treatment process.
지금부터는 본 발명의 일실시예에 따른 CIGS 열처리 셀레늄 공급방법에 대해 설명한다.Hereinafter, a CIGS heat treatment selenium supply method according to an embodiment of the present invention will be described.
본 발명의 일실시예에 따른 CIGS 열처리 셀레늄 공급방법은 CIGS 광흡수층 형성을 위한 CIGS 열처리 장치로 셀레늄 가스를 공급시, 셀레늄 가스의 공급여부를 정밀하게 제어할 수 있는 CIGS 열처리 셀레늄 공급방법에 관한 것이다.The CIGS heat treatment selenium supply method according to an embodiment of the present invention relates to a CIGS heat treatment selenium supply method capable of precisely controlling whether to supply selenium gas when supplying selenium gas to a CIGS heat treatment apparatus for forming a CIGS light absorption layer. .
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 CIGS 열처리 셀레늄 공급방법의 순서도이다. 도 5를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 CIGS 열처리 셀레늄 공급방법(S100)은 셀레늄 가스 공급단계(S110)와, 차단단계(S120)를 포함한다.5 is a flow chart of a CIGS heat treatment selenium supply method according to an embodiment of the present invention. Referring to Figure 5, CIGS heat treatment selenium supply method (S100) according to an embodiment of the present invention includes a selenium gas supply step (S110) and the blocking step (S120).
셀레늄 가스 공급단계(S110)는 CIGS 열처리 장치 측으로 셀레늄 가스(S)를 공급하기 위한 단계로서, 기화단계(S111)와, 캐리어 가스 공급단계(S112) 및 가열단계(S113)를 포함한다.Selenium gas supply step (S110) is a step for supplying the selenium gas (S) to the CIGS heat treatment apparatus side, and includes a vaporization step (S111), a carrier gas supply step (S112) and a heating step (S113).
기화단계(S111)는 일단이 CIGS 열처리 장치에 연결된 공급관(110) 측으로 셀레늄 가스(S)를 공급하기 위한 단계로서, 셀레늄 공급부(120)에 저장된 고체 상태의 셀레늄을 기화부(미도시)를 통하여 기화시키는 단계이다. 일반적으로, 셀레늄은 반응성이 아주 높아 가스 상태로 존재하기 어려운 문제점이 있어, CIGS 열처리 공정시 H2Se 가스를 사용하는데, H2Se 가스는 인체에 매우 위독하며 H2와 Se으로 분해를 하기 위해서는 고온 상태가 요구되는 문제점이 있다. 이에 따라, 본 실시예에서는 고체상태의 셀레늄을 셀레늄 공급부(120)에 투입한 후, 기화부(미도시)에서 이를 기화시킴으로써 셀레늄 가스(S)를 발생시킨다.Vaporization step (S111) is a step for supplying selenium gas (S) to one end of the supply pipe 110 connected to the CIGS heat treatment apparatus, the selenium in the solid state stored in the selenium supply unit 120 through a vaporization unit (not shown) This is a vaporization step. In general, selenium has a problem that it is difficult to exist in the gas state because the selenium is very reactive, H 2 Se gas is used in the CIGS heat treatment process, H 2 Se gas is very harmful to the human body and in order to decompose into H 2 and Se There is a problem that a high temperature condition is required. Accordingly, in the present embodiment, selenium in the solid state is introduced into the selenium supply unit 120, and then vaporized in a vaporization unit (not shown) to generate selenium gas (S).
도 6은 도 3의 CIGS 열처리 셀레늄 공급장치의 셀레늄 가스 공급시의 개략적인 도면이다. 도 6을 참조하면, 캐리어 가스 공급단계(S112)는 셀레늄 가스(S)가 공급관(110) 측으로 공급되도록 캐리어 가스 공급부(130) 내의 캐리어 가스(C)를 공급관(110)에 공급하는 단계이다. FIG. 6 is a schematic view of selenium gas supply of the CIGS heat treatment selenium supply device of FIG. 3. Referring to FIG. 6, the carrier gas supply step S112 is a step of supplying the carrier gas C in the carrier gas supply unit 130 to the supply pipe 110 so that the selenium gas S is supplied to the supply pipe 110.
일반적으로 셀레늄 공급부(120)에서 기화되는 셀레늄의 양은 소량이므로, 고체 상태의 셀레늄이 기화된 셀레늄 가스(S)만 공급관(110)을 통하여 공급하는 경우, 이송되는 과정에서 공급관(110)의 내벽에 붙는 등의 이유로 손실량이 발생하게 되며, 이는 CIGS 광흡수층 형성시 정밀도 등에서 매우 중요한 영향을 미치게 된다. 또한, 반응성이 아주 높은 셀레늄 가스(S)의 온도를 제어할 방법이 없는 등의 문제점이 있다. 이에 따라, 캐리어 가스(C)를 공급함으로써, 셀레늄 가스(S)의 손실량을 최소화시키며, 셀레늄 가스(S)의 온도 제어도 가능하다. 또한, 캐리어 가스(C)를 사용함으로써, 반응성이 높은 셀레늄 가스(S)를 안정적으로 먼 거리까지 이송 가능하다. 본 실시예에서는 캐리어 가스(C)로서 셀레늄 가스(S)와 직접 반응하지 않으며, 가격이 싸고 손쉽게 사용할 수 있는 질소를 이용하였으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.In general, since the amount of selenium vaporized in the selenium supply unit 120 is a small amount, when only the selenium gas S solidified in the selenium gas is supplied through the supply pipe 110, the selenium gas S is supplied to the inner wall of the supply pipe 110 in a process of being transferred. Loss occurs due to adhesion, etc., and this has a very important effect in precision when forming a CIGS light absorbing layer. In addition, there is a problem such as no way to control the temperature of the highly reactive selenium gas (S). Accordingly, by supplying the carrier gas (C), the loss amount of the selenium gas (S) is minimized, and temperature control of the selenium gas (S) is also possible. In addition, by using the carrier gas C, highly reactive selenium gas S can be stably transported to a long distance. In the present embodiment, as the carrier gas (C) does not directly react with the selenium gas (S), but using a cheap and easy to use nitrogen, but is not necessarily limited thereto.
캐리어 가스(C)를 공급관(110) 측으로 공급하면, 압력차에 의하여 셀레늄 공급부(120)에서 발생된 셀레늄 가스(S)가 공급관(110) 측으로 공급되며, 셀레늄 가스(S)와 캐리어 가스(C)는 함께 열처리 장치 측으로 이동한다. 이때, 밸브부(150)는 모두 개방된 상태이며, 펌프부(160)는 미구동 상태로 제어되어 열처리 장치에 셀레늄 가스(S)가 공급된다.When the carrier gas C is supplied to the supply pipe 110, the selenium gas S generated by the selenium supply unit 120 is supplied to the supply pipe 110 by the pressure difference, and the selenium gas S and the carrier gas C are supplied. ) Move together to the heat treatment apparatus side. At this time, the valve unit 150 is all open, the pump unit 160 is controlled in an undriven state, the selenium gas (S) is supplied to the heat treatment apparatus.
가열단계(S113)는 캐리어 가스(C)를 가열하는 단계이다. 캐리어 가스(C)가 낮은 온도인 상태에서 셀레늄 가스(S)와 접촉하게 되면, 셀레늄 가스(S)가 순식간에 고체가 되는 문제점이 있다. 이에 따라, 히터(131)는 캐리어 가스를 가열함으로써, 셀레늄 가스(S)의 온도가 낮아져 고체화되는 문제점을 방지한다. 또한, 캐리어 가스(C)의 온도를 제어함으로써, 열처리 장치로 공급되는 셀레늄 가스(S)의 온도를 제어 가능하다.The heating step S113 is a step of heating the carrier gas C. When the carrier gas (C) is in contact with the selenium gas (S) at a low temperature, there is a problem that the selenium gas (S) is solid immediately. Accordingly, the heater 131 heats the carrier gas, thereby preventing the problem that the temperature of the selenium gas S is lowered and becomes solid. In addition, by controlling the temperature of the carrier gas C, it is possible to control the temperature of the selenium gas S supplied to the heat treatment apparatus.
도 7은 도 3의 CIGS 열처리 셀레늄 공급장치의 셀레늄 가스 차단시의 개략적인 도면이다.FIG. 7 is a schematic view of selenium gas blocking of the CIGS heat treatment selenium supply device of FIG. 3.
차단단계(S120)는 CIGS 열처리 장치 측으로의 셀레늄 가스(S)의 공급을 차단하기 위한 단계이다. CIGS 열처리 장치에서 추가적인 셀레늄 가스(S)의 공급이 불필요한 경우, 분기관(140)이 형성된 공급관(110)의 전,후에 각각 설치된 밸브부(150)가 폐쇄되면, 펌프부(160)가 구동된다. 즉, 제어부(170)가 밸브부(150)의 폐쇄여부를 인식함과 동시에 펌프부(160)를 구동시킴으로써, 밸브 사이 공간에서의 압력을 낮추어 셀레늄 가스(S)가 펌프부(160) 측으로 공급되도록 한다.Blocking step (S120) is a step for blocking the supply of selenium gas (S) to the CIGS heat treatment device side. When additional selenium gas (S) is unnecessary in the CIGS heat treatment apparatus, the pump unit 160 is driven when the valve unit 150 installed before and after the supply pipe 110 in which the branch pipe 140 is formed is closed. . That is, the control unit 170 recognizes whether the valve unit 150 is closed and simultaneously drives the pump unit 160 to lower the pressure in the space between the valves and supply the selenium gas S to the pump unit 160. Be sure to
따라서, 본 발명에 의하면, CIGS 광흡수층 형성을 위한 CIGS 열처리 장치로 셀레늄 가스를 공급시, 셀레늄 가스의 공급여부를 정밀하게 제어할 수 있는 CIGS 열처리 셀레늄 공급장치 및 공급방법이 제공된다.Therefore, according to the present invention, when supplying selenium gas to the CIGS heat treatment device for forming the CIGS light absorption layer, there is provided a CIGS heat treatment selenium supply device and a supply method that can precisely control the supply of selenium gas.
본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.The scope of the present invention is not limited to the above-described embodiment, but may be embodied in various forms of embodiments within the scope of the appended claims. Without departing from the gist of the invention claimed in the claims, it is intended that any person skilled in the art to which the present invention pertains falls within the scope of the claims described in the present invention to various extents which can be modified.
CIGS 광흡수층 형성을 위한 CIGS 열처리 장치로 셀레늄 가스를 공급시, 셀레늄 가스의 공급여부를 정밀하게 제어할 수 있는 CIGS 열처리 셀레늄 공급장치 및 공급방법이 제공된다.When the selenium gas is supplied to the CIGS heat treatment device for forming the CIGS light absorption layer, a CIGS heat treatment selenium supply device and a supply method which can precisely control whether the selenium gas is supplied are provided.
Claims (12)
- CIGS 태양전지 제조시, CIGS 열처리 장치 측으로 셀레늄을 공급하는 장치에 있어서,In the manufacture of CIGS solar cell, the device for supplying selenium to the CIGS heat treatment device side,일단이 상기 CIGS 열처리 장치에 연결되며, 셀레늄 가스가 이동하는 경로인 공급관;A supply pipe, one end of which is connected to the CIGS heat treatment apparatus and which is a path through which selenium gas moves;상기 공급관의 일측으로부터 분기되는 분기관;Branch pipe branched from one side of the supply pipe;상기 공급관 상에 설치되어 상기 셀레늄 가스의 상기 CIGS 열처리 장치로의 이동을 차단하는 밸브부;A valve unit installed on the supply pipe to block movement of the selenium gas to the CIGS heat treatment apparatus;상기 분기관에 연결되며, 상기 밸브부가 폐쇄시 구동하여 상기 셀레늄 가스를 상기 분기관 측으로 안내하는 펌프부;를 포함하는 CIGS 열처리 셀레늄 공급장치.And a pump unit connected to the branch pipe and driving when the valve unit is closed to guide the selenium gas to the branch pipe side.
- 제1항에 있어서,The method of claim 1,상기 공급관에 상기 셀레늄 가스를 공급하는 셀레늄 공급부;A selenium supply unit supplying the selenium gas to the supply pipe;상기 열처리 장치 측으로 이동하는 상기 셀레늄 가스의 손실이 방지되도록, 상기 공급관에 상기 셀레늄과 반응하지 않는 캐리어 가스를 공급하는 캐리어 가스 공급부;를 더 포함하며,And a carrier gas supply unit supplying a carrier gas that does not react with the selenium to the supply pipe so that the loss of the selenium gas moving toward the heat treatment apparatus is prevented.상기 셀레늄 가스는 상기 캐리어 가스 공급시 압력차에 의하여 상기 공급관으로 공급되는 것을 특징으로 하는 CIGS 열처리 셀레늄 공급장치.The selenium gas is CIGS heat treatment selenium supply device, characterized in that supplied to the supply pipe by the pressure difference when the carrier gas supply.
- 제2항에 있어서,The method of claim 2,상기 밸브부는, 한 쌍으로 마련되어 상기 공급관 상에 설치되며, 상기 분기관의 전후에 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 CIGS 열처리 셀레늄 공급장치.The valve unit is provided in pairs and installed on the supply pipe, CIGS heat treatment selenium supply device, characterized in that each installed before and after the branch pipe.
- 제2항에 있어서,The method of claim 2,상기 캐리어 가스 공급부에는, 상기 셀레늄 가스의 고체화가 방지되도록 상기 캐리어 가스의 온도를 조절하는 히터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 CIGS 열처리 셀레늄 공급장치.The carrier gas supply unit, CIGS heat treatment selenium supply device comprising a; heater for controlling the temperature of the carrier gas to prevent the solidification of the selenium gas.
- 제2항에 있어서,The method of claim 2,상기 셀레늄 공급부는, 고체 상태의 셀레늄을 기화시키는 기화부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 CIGS 열처리 셀레늄 공급장치.The selenium supply unit, the CIGS heat treatment selenium supply apparatus further comprises a vaporization unit for vaporizing the selenium in the solid state.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 5,상기 밸브부의 개폐여부에 따라 상기 펌프부를 선택적으로 구동시키며, 상기 열처리 장치에서 요구되는 상기 셀레늄 기체의 온도에 따라 상기 히터를 제어하는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 CIGS 열처리 셀레늄 공급장치.And a control unit for selectively driving the pump unit according to whether the valve unit is opened or closed and controlling the heater according to the temperature of the selenium gas required by the heat treatment apparatus.
- 제6항에 있어서,The method of claim 6,상기 밸브는 스테인레스 스틸 소재로 마련되는 것을 특징으로 하는 CIGS 열처리 셀레늄 공급장치.CIGS heat treatment selenium supply, characterized in that the valve is provided of a stainless steel material.
- CIGS 태양전지 제조시, CIGS 열처리 장치 측으로 셀레늄을 공급하는 방법에 있어서,In the manufacturing of CIGS solar cells, in the method of supplying selenium to the CIGS heat treatment apparatus side,일단이 상기 CIGS 열처리 장치에 연결된 공급관 측으로 셀레늄 가스를 공급하는 셀레늄 가스 공급단계;A selenium gas supply step of supplying selenium gas to a supply pipe side of which one end is connected to the CIGS heat treatment apparatus;상기 공급관에 설치되는 밸브부가 폐쇄시, 상기 공급관의 일측으로부터 분기되는 분기관에 설치되는 펌프부를 구동하여 상기 셀레늄 가스를 상기 분기관 측으로 안내하는 차단단계;를 포함하는 CIGS 열처리 셀레늄 공급방법.And a shut-off step of guiding the selenium gas to the branch pipe side by driving the pump unit installed in the branch pipe branched from one side of the supply pipe when the valve unit installed in the supply pipe is closed.
- 제8항에 있어서,The method of claim 8,상기 셀레늄 가스 공급단계는,The selenium gas supply step,고체 상태의 셀레늄을 기화시키는 기화단계;Vaporizing the vaporized selenium in the solid state;상기 셀레늄 가스가 상기 공급관 측으로 공급되도록 상기 공급관에 캐리어 가스를 공급하는 캐리어가스 공급단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 CIGS 열처리 셀레늄 공급방법.And a carrier gas supplying step of supplying a carrier gas to the supply pipe such that the selenium gas is supplied to the supply pipe side.
- 제9항에 있어서,The method of claim 9,상기 셀레늄 가스 공급단계는 상기 캐리어 가스를 가열하는 가열단계를 더 포함하는 CIGS 열처리 셀레늄 공급방법.The selenium gas supplying step further comprises a heating step of heating the carrier gas CIGS heat treatment selenium supplying method.
- 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 8 to 10,상기 밸브부는, 한 쌍으로 마련되어 상기 공급관 상에 설치되며, 상기 분기관의 전후에 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 CIGS 열처리 셀레늄 공급방법.The valve unit is provided in pairs and installed on the supply pipe, CIGS heat treatment selenium supply method, characterized in that each installed before and after the branch pipe.
- 제11항에 있어서,The method of claim 11,상기 밸브부는 스테인레스 스틸 소재로 마련되는 것을 특징으로 하는 CIGS 열처리 셀레늄 공급방법.CIGS heat treatment selenium supply method characterized in that the valve portion is provided of a stainless steel material.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020140113995A KR101627040B1 (en) | 2014-08-29 | 2014-08-29 | Selenium supply apparatus and method for cigs heat treatment |
| KR10-2014-0113995 | 2014-08-29 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2016032046A1 true WO2016032046A1 (en) | 2016-03-03 |
Family
ID=55399921
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/KR2014/009233 WO2016032046A1 (en) | 2014-08-29 | 2014-09-30 | Cigs heat treatment selenium supply device and supply method |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101627040B1 (en) |
| WO (1) | WO2016032046A1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20120021556A1 (en) * | 2010-07-22 | 2012-01-26 | Beck Markus E | Deposition system |
| US8372684B1 (en) * | 2009-05-14 | 2013-02-12 | Stion Corporation | Method and system for selenization in fabricating CIGS/CIS solar cells |
| US20140038345A1 (en) * | 2012-07-31 | 2014-02-06 | Haifan Liang | Method of chalcogenization to form high quality cigs for solar cell applications |
| US8728200B1 (en) * | 2011-01-14 | 2014-05-20 | Stion Corporation | Method and system for recycling processing gas for selenization of thin film photovoltaic materials |
| US8734619B1 (en) * | 2011-03-02 | 2014-05-27 | Hanergy Holding Group Ltd. | Method of sensing local sputtering target selenization |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100501530B1 (en) * | 2003-02-04 | 2005-07-18 | 동부아남반도체 주식회사 | Rtp process chamber with a purge gas temperature controllar |
| JP5873231B2 (en) * | 2009-10-23 | 2016-03-01 | 大陽日酸株式会社 | Supply device and supply method of hydrogen selenide mixed gas for solar cell |
-
2014
- 2014-08-29 KR KR1020140113995A patent/KR101627040B1/en not_active IP Right Cessation
- 2014-09-30 WO PCT/KR2014/009233 patent/WO2016032046A1/en active Application Filing
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8372684B1 (en) * | 2009-05-14 | 2013-02-12 | Stion Corporation | Method and system for selenization in fabricating CIGS/CIS solar cells |
| US20120021556A1 (en) * | 2010-07-22 | 2012-01-26 | Beck Markus E | Deposition system |
| US8728200B1 (en) * | 2011-01-14 | 2014-05-20 | Stion Corporation | Method and system for recycling processing gas for selenization of thin film photovoltaic materials |
| US8734619B1 (en) * | 2011-03-02 | 2014-05-27 | Hanergy Holding Group Ltd. | Method of sensing local sputtering target selenization |
| US20140038345A1 (en) * | 2012-07-31 | 2014-02-06 | Haifan Liang | Method of chalcogenization to form high quality cigs for solar cell applications |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR101627040B1 (en) | 2016-06-03 |
| KR20160027403A (en) | 2016-03-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102237447B (en) | The process of thin film layers photovoltaic module | |
| CN101958371B (en) | Device for manufacturing copper indium gallium selenium (CIGS) thin-film solar cells | |
| KR20100126717A (en) | Process for making solar cells | |
| CN101299446A (en) | Selenide forerunner thin film and method for producing film cell through rapid selenium vulcanizing thermal treatment | |
| CN104868018B (en) | The method and system of chemical bath deposition | |
| CN103460405A (en) | An assembled reactor for fabrications of thin film solar cell absorbers through roll-to-roll processes | |
| KR20090065704A (en) | Apparatus and method for manufacturing thin film | |
| WO2015102409A1 (en) | Device for manufacturing integrated thin film solar cell | |
| CN104465401A (en) | Thin film transistor low-temperature polycrystalline silicon thin film manufacturing method | |
| JP2014523479A (en) | In-line chemical vapor deposition method and system | |
| WO2015037748A1 (en) | Heat treatment device and heat treatment system comprising same | |
| WO2016032046A1 (en) | Cigs heat treatment selenium supply device and supply method | |
| KR100995394B1 (en) | Thin Film Forming Apparatus For Thin Film Solar Cell | |
| KR101284704B1 (en) | Thermal Processing Apparatus and Method for Manufacturing Solar Cell and Method for Manufacturing Solar Cell using the same | |
| US9478448B2 (en) | Thermal treatment system and method of performing thermal treatment and method of manufacturing CIGS solar cell using the same | |
| CN111662004B (en) | Thin film solar cell toughening furnace and toughening method | |
| CN212476523U (en) | Thin-film solar cell toughening furnace | |
| KR20120061731A (en) | Thin-film deposition apparatus and method for depositing thin-film | |
| WO2016032047A1 (en) | Rapid heat treatment apparatus for cigs thin film | |
| WO2013187625A1 (en) | Rapid heat treatment system for thin film of solar cell | |
| KR101270440B1 (en) | Apparaus for manufacturing thin film | |
| US20130252367A1 (en) | System and process for forming thin film photovoltaic device | |
| CN111584676A (en) | Coating equipment and continuous coating method | |
| KR101269009B1 (en) | Apparatus and method thermal processing for cigs-based compound solar cell | |
| KR20150042370A (en) | Recycling method of solution, solar cell comprising a buffer layer formed by the method, and Deposition apparatus |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 14900973 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 14900973 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |