Оснастка подложкодержателя для нанесения контактов на гетероструктурные солнечные элементы

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ПОЛЕЗНАЯ МОДЕЛЬ
Полезная модель относится к устройствам для нанесения контактов на гетероструктурные солнечные элементы, а именно, к оснастке подложкодержателя для магнетронных систем линейного типа, используемых для нанесения контактов на одиночные гетероструктурные солнечные элементы на основе монокристаллического, квазимонокристаллического и мультикремния.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Для нанесения фронтальных и тыльных контактов на гетероструктурные солнечные кремниевые элементы, в основном, используется магнетронное распыление мишеней из необходимого материала. Для нанесения фронтальных прозрачных проводящих контактов используются мишени из оксида индия-олова, а для нанесения тыльных контактов используются металлические мишени и/или мишени из прозрачных проводящих оксидов. Существенной задачей является краевая изоляция гетероструктурных солнечных элементов, так как в случае осаждения металлической пленки или пленки из оксида индия-олова на край или торец гетеростуктурного элемента происходит электрическое шунтирование фронтальной и тыльной стороны солнечного элемента, в свою очередь, приводящее к существенным потерям мощности солнечного элемента, или же к полной его неработоспособности. Решением данной проблемы является использование специальных масок, позволяющих избежать напыления материала мишеней на края гетероструктурных солнечных элементов.
При этом актуальной задачей является возможность использования магнетронных систем с расположением мишеней только над фронтальными или тыльными сторонами гетероструктурных солнечных элементов, в том числе, для нанесения контактов только на индивидуализированные гетероструктурные солнечные элементы. Для промышленных магнетронных систем применяются специальные паллеты с большим количеством сквозных посадочных мест (от 30 до 72) под гетероструктурные солнечные кремниевые элементы. Мишени в камере установки находятся сверху и снизу, при прохождении паллеты между мишенями края посадочного места выполняют роль маски, изолирующей края гетероструктурных солнечных кремниевых элементов от материала, распыляемого с нижней мишени. Для систем с небольшой производительностью, в которых мишени располагаются только сверху, и возможна только одиночная загрузка, такую конструкцию использовать невозможно, и необходима одиночная оснастка для каждого гетероструктурного солнечного элемента.
Известен держатель для осаждения органического материала из паровой фазы (публикация ВОИС WO 03/004719 Al, С23С 14/04, 16/04, H01L 21/00, 16.01.2003), содержащий прямоугольную рамку - держатель подложки и круглый держатель маски. Однако, такой держатель не решает специфические проблемы магнетронного распыления контактов, в частности, осаждения материала контакта на край или торец гетеростуктурного элемента.
Известен держатель подложек для нанесения покрытия магнетронным распылением (патент RU 2539487, МПК С23С 14/56 (2006.1), С23С 14/24 (2006.1), 03.05.2012). Держатель состоит, по меньшей мере, из одного модуля, имеющего насадку-раму, с местами, в которых размещают и фиксируют подложки. Такое техническое решение обеспечивает возможность доступа рабочей среды ко всем обрабатываемым поверхностям подложки. Недостатком данного решения является большой вес и сложность конструкции, а также отсутствие маскирования.
Конструктивно, наиболее близким аналогом настоящей полезной модели является держатель подложек со сплошным основанием и с посадочными площадками для одиночных подложек (полезная модель RU 157964, МПК С23С 16/458, С232С 14/50, 20.12.2015). Однако, данное техническое решение разработано в соответствии с требованиями плазмохимического осаждения, а не магнетронного распыления. К тому же, оно не может быть использовано для нанесения контактов на индивидуализированные (одиночные) гетероструктурные солнечные элементы.
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Технической проблемой, на решение которой направлена полезная модель, является обеспечение одиночной загрузки гетероструктурных солнечных элементов в магнетронные системы линейного типа с небольшой производительностью.
Техническим результатом полезной модели является недопущение осаждения материала мишени на край или торец гетероструктурного солнечного элемента, недопыления материала мишени в местах, близких к изоляционной кромке гетереструктурного солнечного элемента, что обеспечивает равномерное напыление контактов, обеспечение низкого веса оснастки.
Согласно полезной модели, технический результат достигается за счет того, что оснастка подложкодержателя для нанесения контактов на гетероструктурные солнечные элементы в магнетронных системах линейного типа содержит в целом прямоугольные сплошной держатель и маску. На фронтальной стороне маски и на тыльной стороне держателя выполнены заглубления под клипсы, скрепляющие маску и держатель. Держатель и маска выполнены со скруглениями по их контурам и имеют скошенные углы. Маска содержит внутреннюю наклонную стенку. На тыльной стороне маски выполнена выемка, ограниченная внутренней вертикальной стенкой и внутренней горизонтальной стенками, образующая посадочное место для гетероструктурного солнечного элемента.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг. 1. Вид оснастки в сборе сверху.
Фиг. 2. Оснастка в сборев сечении А-А.
Фиг. 3. Оснастка в сборе в сечении Б-Б.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
На фиг. 1 приведен вид сверху оснастки подложкодержателя в магнетронной системы линейного типа с одиночной загрузкой в соответствии с настоящей полезной моделью. Данная оснастка содержит держатель 1 и маску 2. На фронтальной стороне маски 2 выполнены обнижения 3 под клипсы (не показаны) для скрепления держателя 1 и маски 2. Также в маске 2 и держателе 1 выполнены отверстия 4 под направляющие штифты (не показаны), предназначенные для позиционирования маски 2 на держателе 1.
Держатель 1 и маска 2 выполнены в целом прямоугольными. Держатель выполнен сплошным.
На тыльной стороне маски 2 выполнена выемка, ограниченная внутренней вертикальной стенкой 5 и внутренней горизонтальной стенкой 6 (фиг. 2, 3), образующая посадочное место для гетероструктурного солнечного элемента (не показан).
Маска 2 имеет внутреннюю наклонную стенку 7 (фиг. 2, 3). В отличие от прямоугольной внутренней стенки, наклонная стенка 7 предотвращает недопыление материала мишени в местах, близких к изоляционной кромке гетероструктурного солнечного элемента. Такая кромка обеспечивается маской 2. Наклон внутренней наклонной стенки 7 составляет приблизительно 45°.
Держатель 1 и маска 2 имеют скошенные и скругленные углы (фиг. 2, 3). Также держатель 1 и маска 2 имеют скругления по их контурам (фиг. 2, 3). Такое выполнение держателя 1 и маски 2 предотвращают застревание и зацеп оснастки при движении оснастки по транспортному конвейеру магнетронной системы линейного типа.
На тыльной стороне держателя выполнены обнижения 8 под клипсы (не показаны) для скрепления держателя 1 и маски 2 (фиг. 3). Обнижения 3 и обнижения 8 в сборе оснастки располагаются друг над другом (фиг. 3).
В рабочем состоянии гетероструктурный солнечный элемент (не показан) уложен в посадочное место маски 2 и закрыт снизу держателем 1.
Размер оснастки составляет приблизительно 165×157×5 мм. Оснастка может быть изготовлена из антикоррозионных сталей, алюминия или алюминиевых сплавов.