PVD-Systeme für Dünnschicht-Solarzellen auf Glas
Dünnschicht-Solarzellen bestehen normalerweise aus einer lichtabsorbierenden Schicht, die von zwei Dünnschicht-Elektroden umschlossen wird. Letztere dienen dazu, die elektrischen Ströme zu einem angeschlossenen Wechselrichtersystem zu leiten. Obwohl grundsätzlich der Wirkungsgrad des Lichtabsorbers über die Leistung einer Solarzelle entscheidet, können aber minderwertige Elektroden zu schlechten Solarzellenqualitäten führen. Mindestens eine der beiden Elektroden muss aus einem optisch transparenten Material gefertigt sein, während die gegenüberliegende Elektrode dagegen auch aus Metallschichten bestehen kann. Materialien, die optisch transparent und elektrisch leitfähig sind, werden generell als TCO (transparent conductive oxides) bezeichnet, wie beispielsweise Aluminium- oder Bor dotierte Zinkoxide und Fluor dotierte Zinnoxide.
Sehr gute Ergebnisse lassen sich mit Aluminium dotiertem Zinkoxid erreichen, das durch Magnetron Sputtern abgeschieden wird. LEYBOLD OPTICS bietet dafür hochproduktive Technologie an, die in vertikalen, „Carrier“-gestützten oder horizontalen In-Line-Beschichtungssystemen verwendet wird. Beide Arten von In-Line-Systemen sind - je nach gewünschter Taktzeit - mit einfachen oder doppelten Vakuumschleusen ausgerüstet, die dem Substrattransfer in die Vakuumumgebung hinein und wieder hinaus dienen. Eine „Carrier“-gestützte, vertikale Anlage bietet sich bei staubigen und partikelbehafteten Plasmaprozessen an. Horizontale In-Line-Beschichtungssysteme für große, flache Substrate sind meist mit wartungsfreundlichen, „Carrier“-losen Walzentransportsystemen ausgestattet, können im Bedarfsfall aber auch für „Carrier“-gestützten Transport ausgerüstet werden (z.B. wenn Randmaskierung erforderlich sein sollte).
Beide Arten von Beschichtungssystemen gibt es mit einer Vielzahl von Magnetron Sputterkathoden in planarem oder zylindrischem Format bzw. mit der neuentwickelten Kathode mit bewegtem Target. Die Kathoden werden elektrisch oder elektromagnetisch mit DC, gepulst DC bzw. Mittel- oder Hochfrequenz versorgt. Dabei werden die Substrate vom „Target“material in einem direkten oder reaktiven Verfahren beschichtet, während sie die einzelnen Sputterkathoden in einer kontinuierlichen Bewegung passieren. Die Maschinenabmessungen werden individuell an die unterschiedlichen Längen der Magnetron Sputterkathoden angepasst. Die Standardsysteme unterteilen sich abgestuft für 550 bis 1500 Millimeter Kathodentargetlänge bei vertikalen Systemen und für 750 bis 1700 Millimeter bei horizontalen Systemen. Vertikale In-Line-Systeme sind gewöhnlich um -7 Grad in Kathodenrichtung geneigt, um kostspielige Substratklammerung am Carrier zu vermeiden. Alle In-Line-Systeme können bei Bedarf mit Infrarot-Heizmodulen ausgerüstet werden.
