Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Wärmebehandlung von Mehrschichtkörpern, insbesondere zum Temperieren von Vorläuferschichten zur Herstellung von Halbleiterschichten, die beispielsweise als Absorber in Dünnschichtsolarzellen verwendet werden können. Photovoltaische Schichtsysteme zur direkten Umwandlung von Sonnenstrahlung in elektrische Energie sind hinreichend bekannt. Die Materialien und die Anordnung der Schichten sind so abgestimmt, dass einfallende Strahlung von einer oder mehreren halbleitenden Schichten mit möglichst hoher Strahlungsausbeute direkt in elektrischen Strom umgewandelt wird. Photovoltaische und flächig ausgedehnte Schicht ^¬ systeme werden als Solarzellen bezeichnet.

Solarzellen enthalten in allen Fällen Halbleitermaterial. Solarzellen, die zur Bereitstellung einer ausreichenden mechanischen Festigkeit Trägersubstrate benötigen, werden als Dünnschichtsolarzellen bezeichnet. Aufgrund der physi ^¬ kalischen Eigenschaften und der technologischen Handhabbarkeit sind Dünnschichtsysteme mit amorphem, mikromorphem oder polykristallinem Silizium, Cadmium-Tellurid (CdTe) , Gallium-Arsenid (GaAs) oder Kupfer-Indium- (Gallium) - Selenid-Sulfid (Cu(In,Ga) (S,Se) ₂ ) besonders für Solarzellen geeignet. Der pentanäre Halbleiter Cu(In,Ga) (S,Se) ₂ gehört zur Gruppe der Chalkopyrit-Halbleiter, die häufig als CIS (Kupferindiumdiselenid oder -sulfid) oder CIGS (Kupferindi- umgalliumdiselenid, Kupferindiumgalliumdisulfid oder Kupfe- rindiumgalliumdisulfoselenid) bezeichnet werden. S kann in der Abkürzung CIGS für Selen, Schwefel oder eine Mischung beider Chalkogene stehen.

Bekannte Trägersubstrate für Dünnschichtsolarzellen enthal ^¬ ten anorganisches Glas, Polymere, Metalle oder Metalllegie ^¬ rungen und können in Abhängigkeit von Schichtdicke und Ma- terialeigenschaften als starre Platten oder biegsame Folien ausgestaltet sein. Aufgrund der weitreichend verfügbaren Trägersubstrate und einer einfachen monolithischen Serien- verschaltung können großflächige Anordnungen von Dünn- schichtsolarzellen kostengünstig hergestellt werden.

Dünnschichtsolarzellen zeigen allerdings im Vergleich zu Solarzellen mit kristallinem oder multikristallinem Silizium eine geringere Strahlungsausbeute und einen geringeren elektrischen Wirkungsgrad. Dünnschichtsolarzellen basierend auf Cu(In,Ga) (S,Se) ₂ zeigen elektrische Wirkungsgrade, die annähernd mit multikristallinen Silizium-Solarzellen vergleichbar sind. CI (G) S-Dünnschichtsolarzellen benötigen eine Pufferschicht zwischen typisch p-leitendem CI (G) S- Absorber und typisch n-leitender Frontelektrode, die üblicherweise Zinkoxid (ZnO) umfasst. Die Pufferschicht kann eine elektronische Anpassung zwischen Absorbermaterial und Frontelektrode bewirken. Die Pufferschicht enthält bei ^¬ spielsweise eine Cadmium-Schwefel-Verbindung . Eine Rück- elektrode mit beispielsweise Molybdän wird direkt auf Trä ^¬ gersubstraten abgeschieden.

Eine elektrische Schaltung von mehreren Solarzellen wird als Photovoltaik- oder Solarmodul bezeichnet. Die Schaltung von Solarzellen wird in bekannten witterungsstabilen Aufbauten dauerhaft vor Umwelteinflüssen geschützt. Üblicherweise sind eisenarme Natron-Kalk-Gläser und haftvermittelnde Polymerfolien mit den Solarzellen zu einem bewitterungs- stabilen Photovoltaikmodul verbunden. Die Photovoltaikmodu- le können über Anschlussdosen in eine Schaltung von mehreren Photovoltaikmodulen eingebunden sein. Die Schaltung von Photovoltaikmodulen ist über bekannte Leistungselektronik mit dem öffentlichen Versorgungsnetz oder einer autarken elektrischen Energieversorgung verbunden.

Ein mögliches Verfahren zur Herstellung von Dünnschichthalbleitern beispielsweise aus Cu(In,Ga) (S,Se) ₂ besteht aus einem Zweistufenprozess . Solche zweistufigen Verfahren sind beispielsweise aus J. Palm et al . , „CIS module pilot pro- cessing applying concurrent rapid selenization and sulfuri zation of large area thin film precursors", Thin Solid Films 431-432, S. 414-522 (2003) bekannt. Dabei wird zu- nächst eine Rückelektrode aus Molybdän auf ein Substrat, beispielsweise ein Glassubstrat, aufgebracht. Die Molybdän schicht wird beispielsweise mit einem Laser strukturiert. Anschließend werden auf die Molybdänschicht verschiedene Vorläuferschichten aus Kupfer, Indium und Gallium abge- schieden, beispielsweise durch Magnetron-Kathodenzerstäubung. Außerdem werden eine Selen-Schicht und/oder eine Schwefel-Schicht durch thermisches Verdampfen auf der Schichtfolge abgeschieden. Der so entstandene Mehrschicht ^¬ körper mit den Vorläuferschichten wird in einem zweiten Prozess wärmebehandelt. Durch die Wärmebehandlung erfolgt die eigentliche Kristallbildung und Phasenumwandlung der Vorläuferschichten zur eigentlichen Halbleiterschicht.

Die Wärmebehandlung erfolgt beispielsweise in In-Line- Anlagen, bei denen die unterschiedlichen Prozessschritte i verschiedenen Kammern erfolgen. Die verschiedenen Kammern werden hintereinander in einer Prozessstraße durchlaufen. In einem vereinfachten Aufbau besteht eine In-Line-Anlage aus einer Ladestation, in der die Anlage mit unbehandelten Mehrschichtkörpern beladen wird. Anschließend werden die Mehrschichtkörper über eine Einschleusekammer in die InLine-Anlage eingefahren. In verschiedenen Heizkammern werden die Mehrschichtkörper mit Aufheizgeschwindigkeiten bis zu 50 °C/s sehr schnell erwärmt und einem bestimmten Tempe raturverlauf ausgesetzt. Die Erwärmung erfolgt beispiels ^¬ weise durch elektrisch betriebene Heizstrahler. Das Verfah ren zur schnellen thermischen Prozessierung von einzelnen Vorläuferschichten zu einer Halbleiterverbindung wird übli cherweise als Rapid Thermal Processing (RTP) bezeichnet. Anschließend wird der Mehrschichtkörper in Kühlkammern und/oder einer Kühlstrecke abgekühlt und aus der Anlage ausgeschleust. Ein Verfahren zur schnellen thermischen Pro zessierung von Chalkopyrit-Halbleitern zur Verwendung als Absorber in Dünnschichtsolarzellen ist beispielsweise aus EP 0 662 247 Bl bekannt.

Die Wärmebehandlung des Mehrschichtkörpers ist ein kosten- intensiver und anspruchsvoller Prozess in der Herstellung von Dünnschichtsolarzellen. Der Prozess erfordert hohe Temperaturen und eine genaue Kontrolle der Prozessatmosphäre.

Zur besseren Kontrolle des Wärmebehandlungsprozesses kann der Prozessraum um den Mehrschichtkörper, beispielsweise durch eine temporäre Prozessbox, begrenzt werden, wie aus DE 10 2008 022 784 AI bekannt ist. Durch Begrenzung des Prozessraumes bleibt der Partialdruck der leicht flüchtigen Chalkogenkomponenten wie Selen oder Schwefel während der Wärmebehandlung weitestgehend konstant. Außerdem wird die Exposition der Prozesskammer mit korrosiven Gasen reduziert .

Alternativ kann die Wärmebehandlung der Mehrschichtkörper im Batchbetrieb in Stapel-Öfen erfolgen. Ein solcher Stapel-Ofen ist aus WO 01/29902 A2 bekannt. Der Stapel-Ofen dient zum gleichzeitigen Erwärmen und späteren Abkühlen mehrerer Mehrschichtkörper in einer einzelnen Kammer. Das erhöht die Anlagen-Takt zeit und verringert damit den Anla- gendurchsatz im Vergleich zu In-line-Anlagen, bei denen

Aufheizen und Abkühlen in verschiedenen Kammern realisiert wird. Der gesamte Stapel-Ofen mit Ofenwänden und Ofeneinbauten wird parasitär aufgeheizt und während des Kühl ^¬ prozesses wieder abgekühlt. Im Vergleich mit In-Line- Anlagen, bei denen Heiz- und Kühlkammern mit Wänden und Einbauten im kontinuierlichen Betrieb deutlich geringeren Temperaturveränderungen unterliegen, fallen deshalb bei Stapel-Öfen höhere Energiekosten an. Der diskontinuierliche Batchbetrieb der Stapel-Öfen ist schlechter in den gesamten Herstellungsprozess von Solarzellen oder Solarmodulen in einer großtechnischen Fertigung integrierbar, die üblicherweise auf einem In-Line-Prinzip basiert. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, die im Stand der Technik bekannten Vorrichtungen zum Wärmebehandeln von Mehrschichtkörpern in vorteilhafter Weise weiterzubilden. Insbesondere soll eine kostengünstige und e- nergiesparende Vorrichtung bereitgestellt werden, bei der der Anlagendurchsatz mindestens verdoppelt wird und sich die Investitionskosten und Betriebskosten nur geringfügig erhöhen .

Diese und weitere Aufgaben werden durch eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Wärmebehandeln von mindestens zwei Mehrschichtkörpern gemäß den nebengeordneten Patentansprüchen gelöst. Bevorzugte Ausführungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Der Ausdruck Mehrschichtkörper beschreibt im Sinne der Erfindung mindestens ein Substrat mit mehreren darauf aufge ^¬ brachten gleichen oder verschiedenen Schichten.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum kontinuierlichen Wärmebehandeln von mindestens zwei Mehrschichtkörpern umfasst mindestens eine Heizkammer und mindestens eine Kühlkammer, die hintereinander angeordnet sind. Die Heizkammer und die Kühlkammer sind bevorzugt durch eine Schleuse getrennt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist eine Transportvorrichtung auf zum Transportieren der Mehrschichtkörper in die Heizkammer, von der Heizkammer in die Kühlkammer und aus der Kühlkammer heraus. Die Mehrschichtkörper befinden sich in der erfindungsgemäßen Vorrichtung auf zwei insbesondere über- bzw. untereinander angeordneten Prozessebenen. In der Heizkammer werden die Mehrschichtkörper durch Absorption von Energie aus elektromagnetischer Strahlung aufgeheizt, bevorzugt durch Absorption von Infrarotstrahlung, besonders bevorzugt durch Absorption von elektromagnetischer Strahlung mit einem Intensitätsmaximum bei einer Wellenlänge von 1 μπι bis 2 μπι. Die Heizkammer umfasst mindestens ein erstes Strahlerfeld zum Beheizen eines ersten Mehrschichtkörpers. Beispiels ^¬ weise unterhalb des ersten Strahlerfelds ist eine erste Prozessebene zur Aufnahme einer ersten Prozessbox für we- nigstens einen ersten Mehrschichtkörper angeordnet. Beispielsweise unterhalb der ersten Prozessebene ist ein zwei ^¬ tes Strahlerfeld zum Beheizen des wenigstens einen ersten Mehrschichtkörpers und wenigstens eines zweiten Mehr ^¬ schichtkörpers in einer zweiten Prozessebene angeordnet. Unterhalb des zweiten Strahlerfelds ist die zweite Prozess ^¬ ebene zur Aufnahme einer zweiten Prozessbox für wenigstens den zweiten Mehrschichtkörper angeordnet. Unterhalb der zweiten Prozessebene ist ein drittes Strahlerfeld zum Be ^¬ heizen des zweiten Mehrschichtkörpers angeordnet. Somit umfasst die Vorrichtung eine erste Prozessebene mit der ersten Prozessbox für wenigstens einen ersten Mehrschicht ^¬ körper, welche sich zwischen dem ersten Strahlerfeld und dem zweiten Strahlerfeld mit Heizstrahlern zum Beheizen des ersten Mehrschichtkörpers befindet, und eine zweite Pro- zessebene mit der zweiten Prozessbox für wenigstens einen zweiten Mehrschichtkörper, welche sich zwischen dem zweiten Strahlerfeld und dem dritten Strahlerfeld mit Heizstrahlern zum Beheizen des zweiten Mehrschichtkörpers befindet. Durch die Ausdrücke "erstes", "zweites" und "drittes" wird die relative Lage der Strahlerfelder zu den beiden Prozessebenen angegeben, wobei sich das erste Strahlerfeld auf der einen Seite der einen Prozessebene und das zweite Strahler ^¬ feld auf der anderen Seite dieser Prozessebene befindet. Andererseits befindet sich das zweite Strahlerfeld auf der einen Seite der anderen Prozessebene und das dritte Strah ^¬ lerfeld auf der anderen Seite der anderen Prozessebene. Es versteht sich, dass bei einer Vorrichtung mit mehr als zwei Prozessebenen in entsprechender Weise benachbart zu den beiden äußersten Prozessebenen ein erstes bzw. drittes

Strahlerfelder angeordnet ist, wobei sich jeweils ein zwei ^¬ tes Strahlerfeld zwischen zwei benachbarten Prozessebenen befindet . Vorteilhaft sind die beiden Strahlerfelder der ersten Prozessebene und die beiden Strahlerfelder der zweiten Prozessebene dazu ausgebildet, die erste Prozessebene und/oder die zweite Prozessebene jeweils mit einer verschiedenen

Strahlungsintensität zu bestrahlen. Dies bedeutet, dass das erste und zweite Strahlerfeld so ausgebildet sind, dass sie voneinander verschiedene Strahlungsintensitäten zur Heizung der ersten Prozessebene abgeben können. Die erste Prozess- ebene kann somit auf den beiden Seiten an denen die Strahlerfelder angeordnet sind, beispielsweise auf ihrer Ober- und Unterseite, mit verschiedenen Strahlungsintensitäten geheizt werden. Hierbei ist die Strahlungsintensität des ersten Strahlerfelds auf der einen Seite der ersten Pro- zessebene verschieden von der Strahlungsintensität des zweiten Strahlerfelds auf der anderen Seite der ersten Prozessebene. In entsprechender Weise sind alternativ oder zusätzlich das zweite Strahlerfeld und das dritte Strahler ^¬ feld so ausgebildet, dass sie voneinander verschiedene Strahlungsintensitäten zur Heizung der zweiten Prozessebene abgeben können. Die zweite Prozessebene kann somit auf den beiden Seiten an denen die Strahlerfelder angeordnet sind, beispielsweise auf ihrer Ober- und Unterseite, mit ver ^¬ schiedenen Strahlungsintensitäten geheizt werden. Hierbei ist die Strahlungsintensität des zweiten Strahlerfelds auf der einen Seite der zweiten Prozessebene verschieden von der Strahlungsintensität des dritten Strahlerfelds auf der anderen Seite der zweiten Prozessebene. Wie die Anmelderin festgestellt hat, ist der Wärmeeintrag eines in einer Prozessbox befindlichen Mehrschichtkörpers auf dessen Ober- und Unterseite in der Regel verschieden. Ursache hierfür ist die unterschiedliche thermische Kopp ^¬ lung zwischen Mehrschichtkörper und Prozessbox, beispiels- weise durch Wärmeleitung zwischen der Prozessbox und der Unterseite des Mehrschichtkörpers aufgrund der Auflage in der Prozessbox oder durch verschiedene Höhen der Gasatmo ^¬ sphäre auf der Ober- und Unterseite des Mehrschichtkörpers zwischen Mehrschichtkörper und Deckel bzw. Boden der Prozessbox. Eine weitere Ursache kann eine unterschiedliche Erwärmung von Deckel oder Boden der Prozessbox durch die Heizstrahler sein. Zudem kann der Schichtenaufbau des Substrats eine vom Substrat verschiedene thermische Anbindung an die Prozessbox und/oder die Heizstrahler haben.

Im Allgemeinen ist eine möglichst homogene Wärmeverteilung innerhalb eines Mehrschichtkörpers beispielsweise zur kon- trollierten Umsetzung der Precursor-Materialien zum Absorber bei einem Dünnschichthalbleiter erwünscht. Die genannten Effekte führen allerdings zu einer unerwünschten Inhomogenität in der Wärmeverteilung im Mehrschichtkörper.

Durch die vorliegende Erfindung kann in vorteilhafter Weise durch die unterschiedliche Strahlungsintensität der zu ei ^¬ ner selben Prozessebene benachbarten Strahlerfelder eine Homogenisierung der Wärmeverteilung in dem in dieser Prozessebene enthaltenen Mehrschichtkörper erreicht werden. Die vorliegende Erfindung widmet sich somit erstmals der Problematik einer inhomogenen Wärmeverteilung in Mehrschichtkörpern auf mehreren Prozessebenen, indem die beiden Strahlerfelder der ersten Prozessebene und die beiden

Strahlerfelder der zweiten Prozessebene dazu ausgebildet sind, die erste Prozessebene und/oder die zweite Prozess- ebene jeweils mit einer verschiedenen Strahlungsintensität so zu bestrahlen, dass eine homogene Wärmeverteilung in den zu prozessierenden Mehrschichtkörpern erzielt wird.

Die Kühlkammer umfasst mindestens die erste Prozessebene und die zweite Prozessebene, die beispielsweise unterhalb der ersten Prozessebene angeordnet ist. Außerdem umfasst die Kühlkammer eine Kühlvorrichtung zum Kühlen der ersten Prozessebenen und/oder der zweiten Prozessebene.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfasst die Kühlvorrichtung mindestens drei Kühlplatten. Die Kühlkammer umfasst mindestens eine erste Kühlplatte zum Kühlen des ersten Mehrschichtkörpers. Bei- spielsweise unterhalb der ersten Kühlplatte ist die erste Prozessebene angeordnet. Beispielsweise unterhalb der ers ^¬ ten Prozessebene ist eine zweite Kühlplatte zum Kühlen des ersten und des zweiten Mehrschichtkörpers angeordnet. Bei- spielsweise unterhalb der zweiten Kühlplatte ist die zweite Prozessebene und unterhalb der zweiten Prozessebene eine dritte Kühlplatte zum Kühlen des zweiten Mehrschichtkörpers angeordnet. Somit befindet sich die erste Prozessebene zwi ^¬ schen der ersten Kühlplatte und der zweiten Kühlplatte und die zweite Prozessebene zwischen der zweiten Kühlplatte und der dritten Kühlplatte.

Die Abkühlgeschwindigkeit sowie die Temperaturhomogenität über den Mehrschichtkörper wird durch den Abstand der Kühlplatte zum Mehrschichtkörper, durch die Absorptionseigenschaften der Kühlplattenoberfläche und durch die Tem ^¬ peratur der Kühlplatte beeinflusst. Die mittlere Kühlplatte kann beispielsweise aus zwei Elementen bestehen, die unterschiedlich große Abstände zum ersten und zum zweiten Mehrschichtkörper haben und diese unterschiedlich stark kühlen. Die Kühlplatten weisen üblicherweise ein Rohrsystem in ihrem Innern auf und werden mit einem Wärmeträgermedium wie Öl oder Wasser durchflössen. Das Wärmeträgermedium wird außerhalb der Vorrichtung durch ein Kühlaggregat gekühlt. Die Kühlplatten enthalten beispielsweise Edelstahl oder Kupfer .

Eine Vorrichtung mit zwei übereinander angeordneten Prozessebenen ist besonders vorteilhaft, da die Strahlungs- energie des dazwischen liegenden, zweiten Strahlerfeldes besonders effektiv ausgenutzt werden kann. Die elektromag ^¬ netische Strahlung, die vom zweiten Strahlerfeld abge ^¬ strahlt wird, heizt direkt den ersten und den zweiten Mehr ^¬ schichtkörper auf der ersten und der zweiten Prozessebene.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die Strahlerfelder und die Prozessebenen parallel zueinander angeordnet. In einer weiteren bevor- zugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die Kühlplatten und die Prozessebenen parallel zueinander angeordnet . Bei vorteilhaften Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die Strahlerfelder, Prozessebenen und Kühlplatten vertikal oder horizontal angeordnet. Eine ver ^¬ tikale Anordnung im Sinne der Erfindung bedeutet, dass die Strahlerfelder, Prozessebenen und Kühlplatten näherungs- weise parallel zur Anlagengrundfläche angeordnet sind. Für die Heizkammer bedeutet eine vertikale Anordnung: Die erste Prozessebene ist unterhalb des ersten Strahlerfeldes ange ^¬ ordnet und das zweite Strahlerfeld ist unterhalb der ersten Prozessebene angeordnet. Außerdem ist mindestens eine zwei- te Prozessebene unterhalb des zweiten Strahlerfeldes ange ^¬ ordnet und mindestens ein drittes Strahlerfeld ist unter ^¬ halb der zweiten Prozessebene angeordnet. In der Kühlkammer sind die Kühlplatten und Prozessebenen entsprechend untereinander angeordnet. Durch die vertikale Anordnung nimmt die erfindungsgemäße Vorrichtung etwa die gleiche Anlagen ^¬ grundfläche ein wie eine Vorrichtung nach dem Stand der Technik. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung können mindestens doppelt so viele Mehrschichtkörper gleichzeitig wärmebehandelt werden wie mit einer Vorrichtung nach dem Stand der Technik. In einer horizontalen Anordnung sind

Strahlerfelder, Prozessebenen und Kühlplatten näherungsweise orthogonal zur Anlagengrundfläche angeordnet.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in der Heizkammer und/oder der Kühlkammer mindestens zwei Mehrschichtkörper, bevorzugt drei Mehr ^¬ schichtkörper auf mindestens einer Prozessebene in Trans ^¬ portrichtung nebeneinander angeordnet. Die nebeneinander angeordneten Mehrschichtkörper werden vorzugsweise im

Gleichtakt durch die Heiz- und Kühlkammer transportiert und dabei prozessiert. In einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist mindestens ein Mehrschichtkörper, bevorzugt zwei Mehrschichtkörper, in einer Prozessbox angeordnet. Die Prozessbox dient zur Begrenzung des Prozessraumes.

Die Prozessbox kann als Kasten mit Boden, Deckel und Sei ^¬ tenwänden ausgestaltet sein. Boden, Deckel und Seitenwände können Metall, Glas, Keramik, Glaskeramik oder Graphit enthalten. Boden, Deckel und Seitenwände können transparent, teilweise transparent oder undurchsichtig sein, insbesonde ^¬ re für die elektromagnetische Strahlung der Strahlerfelder. Boden, Deckel und Seitenwände können die elektromagnetische Strahlung der Strahlerfelder absorbieren und selbst aufgeheizt werden. Die aufgeheizten Böden, Deckel oder Seiten- wände können dann als sekundäre Wärmequelle zum Aufheizen der Mehrschichtkörper dienen.

Die Prozessboxen können quasi gasdicht oder offen ausgestaltet sein. Die Prozessboxen können bevorzugt eigene Gas- anschlüsse aufweisen und während bestimmter Prozessschritte mit einer bestimmten Gasatmosphäre versehen werden. Die Gasatmosphäre kann beispielsweise reaktive Gase wie H ₂ S, H ₂ Se, S-Dampf, Se-Dampf oder H ₂ sowie Inertgase wie N ₂ , He oder Ar enthalten.

Prozessboxen können mit mindestens einem Deckel und/oder einem Boden aus einem die elektromagnetische Strahlung des Strahlerfeldes absorbierenden Material, beispielsweise aus Graphit, ausgestaltet sein. Durch das Aufheizen von Boden und Deckel entsteht eine sekundäre Wärmequelle, was zu ei ^¬ ner Homogenisierung der Wärmeverteilung führen kann.

Quasi gasdicht bedeutet im Sinne der Erfindung, dass die Prozessbox bis zu einer definierten maximalen Druck- differenz zwischen dem Innenraum der Prozessbox und der Prozesskammer gasdicht ist. Bei Überschreiten einer definierten maximalen Druckdifferenz kommt es zu einem Druckausgleich zwischen dem Innenraum der Prozessbox und der Prozesskammer. In einer hierfür geeigneten Ausgestaltung wird der Deckel lose auf den Rahmen der Prozessbox aufge ^¬ legt. In Abhängigkeit von der Dichtigkeit der Prozessbox kann bei quasi gasdichten Prozessboxen ein Druckunterschied zwischen Innenraum der Prozessbox und der Prozesskammer aufrechterhalten werden. Der freie Austausch von Prozessgas bleibt begrenzt und es bildet sich ein Partialdruckgefalle des Prozessgases.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird eine Prozessbox mit jeweils zwei Mehr ^¬ schichtkörpern beladen. Mehrschichtkörper zur Herstellung von Halbleiterschichten für Dünnschicht-Solarzellen bestehen üblicherweise aus einem Glassubstrat und einer Abfolge von Vorläuferschichten. Zur Prozessierung von zwei Mehrschichtkörpern in einer Prozessbox können beide Glassubstrate derart nebeneinander angeordnet werden, dass bei ^¬ de Vorläuferschichten nach außen zeigen. Alternativ können beide Vorläuferschichten zueinander gewandt sein. Im zueinander gewandten Fall werden vorzugsweise die beiden Vorläu ^¬ ferschichten durch Beabstandungsmittel voneinander getrennt. Durch den entstandenen Raum kann den Vorläuferschichten ein Prozessgas zugeführt werden.

In der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden die Mehrschichtkörper oder die mit Mehrschichtkörpern beladenen Prozessboxen durch einen Transportmechanismus durch die Vorrichtung gefahren. Der Transportmechanismus kann beispielsweise ein Förderband, Förderketten oder einen Schlit ^¬ tenzug enthalten. Der Transportmechanismus kann bevorzugt Rollen enthalten, die besonders bevorzugt über Keilriemen oder Kettenantriebe, bevorzugt mit außerhalb der Prozess ^¬ kammer liegender Antriebseinheit, synchron angetrieben werden. Der Transportmechanismus enthält bevorzugt durchgehen ^¬ de Quarzrollen oder Stummelrollen, die unterhalb der Mehrschichtkörper oder der Prozessboxen angeordnet sind. Die Stummelrollen können innerhalb oder außerhalb des Strahlungsfeldes der Strahlerfelder angeordnet sein und werden entsprechend mehr oder weniger aufgeheizt. Die Stummelrol ^¬ len enthalten bevorzugt hochtemperaturbeständige Keramiken wie Si ₃ N ₄ und BN oder Oxidkeramiken wie Zr0 ₂ .

In einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in der Heizkammer und/oder Kühlkammer mindestens zwei Prozessboxen, bevorzugt drei Prozessboxen auf mindestens einer Prozessebene in Transportrichtung nebeneinander angeordnet. Die nebeneinander angeordneten Prozessboxen werden vorzugsweise im Gleichtakt durch die Heiz- und Kühlkammer transportiert und dabei prozessiert.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist die Kühlkammer eine Konvektionskühlung oder eine Zwangskühlung auf. Bei der Zwangskühlung zirkuliert bevorzugt ein Gasstrom, besonders bevorzugt ein Gas ^¬ strom eines Inertgases durch die Kühlkammer. Der Gasstrom wird an den Kühlplatten oder an geeigneten Kühlkörpern abgekühlt. Anschließend werden die aufgeheizten Mehrschicht ^¬ körper oder die Prozessboxen durch den Gasstrom gekühlt. Das Gas wird bevorzugt durch einen Ventilator oder ein Gebläse bewegt. Bei der Konvektionskühlung entsteht ein zirkulierender Gasstrom durch das Aufsteigen von erwärmter Luft und das Absinken von kühler Luft.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist die Heizkammer zwei Reflektoren auf. Der erste Reflektor ist an der der ersten Prozessebene abgewandten Seite des ersten Strahlerfeldes angeordnet. Der zweite Reflektor ist an der der zweiten Prozessebene abge ^¬ wandten Seite des dritten Strahlerfeldes angeordnet. Die Reflektoren enthalten bevorzugt einen Grundkörper mit oder ohne Beschichtung, wobei der Reflektor eine hohe Reflekti- vität aufweist im Wellenlängenbereich der elektromagneti ^¬ schen Strahlung der Strahlerfelder und/oder im Wellenlängenbereich der elektromagnetischen Strahlung, die von dem aufgeheizten Mehrschichtkörper oder der Prozessbox ausgeht. Der Grundkörper enthält beispielsweise eine Keramik, Quarz- glas, Metall oder ähnliche für hohe Prozesstemperaturen geeignete Materialien. Die Beschichtung der Reflektoren enthält bevorzugt Metalle wie Gold, Silber, Molybdän, Alu ^¬ minium, keramische Verbindungen wie AI (MgF ₂ ) , AI (SiO) , MgF ₂ , Si0 ₂ , A1 ₂ 0 ₃ oder Quarz-Nanopartikeln .

Ohne Reflektoren trifft die elektromagnetische Strahlung, die von den äußeren Strahlerfeldern in die von den Prozessebenen abgewandten Richtungen abgestrahlt wird, auf die Außenwände der Anlage. Diese Strahlung trägt nur zu einem geringen Teil zum Heizen der Mehrschichtkörper bei. Die Reflektoren reflektieren einen Großteil dieser Strahlung zurück in die Anlage und damit auf die Mehrschichtkörper. Der Wirkungsgrad der Strahlerfelder wird durch die Reflektoren erhöht und der Energiebedarf wird gesenkt.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist die Heizkammer und/oder die Kühlkammer eine Einrichtung zur Erzeugung eines Vakuums und/oder einer Gasatmosphäre auf. Die Gasatmosphäre enthält bevorzugt ein Prozessgas oder ein Inertgas. Durch mehrmaliges Evakuieren und Fluten der Prozesskammern mit reinen Gasen kann eine definierte Gasatmosphäre erzeugt werden. Heizkammer und Kühlkammer sind bevorzugt durch Schleusen oder Schieber nach außen abgeschlossen und voneinander getrennt, besonders bevorzugt durch vakuumdichte und/oder gasdichte Schleusen .

Eine bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist mehrere Heizkammern und/oder mehrere Kühlkammern auf, die von den Mehrschichtkörpern hintereinander durchfahren werden. Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist zwei bis sechs Heizkammern und zwei bis sechs Kühlkammern auf. Die verschiedenen Heizkammern und Kühlkammern können unterschiedliche Temperaturen und unterschiedliche Heiz- beziehungs ^¬ weise Kühlleistungen aufweisen. Mehrere einzelne Kühlkammern können auch teilweise oder komplett in einer Abkühl- strecke realisiert werden, deren Länge über der Länge ein ^¬ zelner Kühlkammern liegt.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung enthalten die Strahlerfelder an sich bekannte Linearstrahler, insbesondere elektrisch betriebene stab- förmige Infrarotstrahler und/oder eine Matrix aus an sich bekannten Punktstrahlquellen. Die Linearstrahler liegen bevorzugt parallel nebeneinander. Linearstrahler und Punkt- strahlquellen sind dazu geeignet eine nahezu gleichmäßige flächige elektromagnetische Strahlung im Wärmestrahlungsbe ^¬ reich abzustrahlen.

In einer Ausgestaltung der erfindungemäßen Vorrichtung strahlt jedes Strahlerfeld eine elektromagnetische Strah ^¬ lung gleicher Intensität nach beiden Seiten ab. In einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung weisen die Strahlerfelder richtungsabhängige Abstrahlcha- rakteristika auf, insbesondere in Richtung der Prozessebe ^¬ nen. Dazu werden beispielsweise Linearstrahler verwendet, die eine einseitige reflektierende Beschichtung aufweisen, beispielsweise aus Keramik, Metall oder nanoporösem opaken Quarzglas, wie aus DE 10 2005 058819 AI bekannt ist. Durch diese Maßnahme kann die Strahlungsintensität der Strahler ^¬ felder im Hinblick auf eine Homogenisierung der Wärmeverteilung in den Mehrschichtkörpern in einfacher Weise gezielt verändert werden. Insbesondere können die Heizstrah ^¬ ler des zweiten Strahlerfelds jeweils über eine einseitigen Reflektor verfügen, so dass sie zur Bestrahlung der ersten Prozessebene oder der zweiten Prozessebene ausgebildet sind. Die Heizstrahler zur Bestrahlung der ersten oder zweiten Prozessebene sind beispielsweise in einer alternie ^¬ renden Abfolge angeordnet. Durch Strahlerfelder mit richtungsabhängiger Abstrahlcharakteristik können insbesondere verschiedene Seiten eines Mehrschichtkörpers mit unterschiedlichen Wärmeeinträgen geheizt werden. Entsprechendes gilt für Strahlerfelder mit unterschiedlicher Strahlungsleistung, was beispielsweise durch eine verschiedene Anzahl von Heizstrahlern in den Strahlerfeldern erreicht werden kann. Ebenso ist denkbar, die Heizstrahler verschiedener Strahlerfelder oder eines selben Strahlerfelds mit einer verschiedenen elektrischen Leistung zu beaufschlagen, um eine unterschiedliche Strahlungsintensität der Heizstrahler eines selben Strahlerfelds oder der Strahlungsintensität verschiedener Strahlerfelder für eine Homogenisierung der Wärmeverteilung in den Mehr- schichtkörpern zu erzielen.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfasst das Strahlerfeld, das sich zwi ^¬ schen zwei Prozessebenen befindet, zwei beispielsweise un- tereinander angeordnete Ebenen von Linearstrahlern oder Punktstrahlquellen. Zwischen beiden Ebenen ist bevorzugt ein weiterer Reflektor angeordnet. Beide Ebenen können getrennt voneinander geheizt werden. Verschiedene Prozessebe ^¬ nen können so auf unterschiedliche Temperaturen geheizt werden.

In einer weiteren bevorzugten Aus führungs form enthält der zu prozessierende Mehrschichtkörper ein Glassubstrat mit einer Dicke von 1 mm bis 4 mm, bevorzugt von 2 mm bis 3 mm. Auf einer Substratseite ist eine Schichtfolge aus mehreren dünnen Schichten aufgebracht, beispielsweise Schichten der Abfolge Siliziumnitrid / Molybdän / Kupfer-Indium- Galium/Selen . Die Siliziumnitrid-Schichten haben Dicken von beispielsweise 50nm bis 300nm, die Molybdän-Schichten von beispielsweise 200 nm bis 700 nm, die Kupfer-Indium-Galium- Schichten von beispielsweise 300 nm bis 1000 nm und die Selen-Schichten von beispielsweise 500 nm bis 2000 nm.

Die Aufgabe der Erfindung wird des Weiteren durch ein Ver- fahren zum kontinuierlichen Wärmebehandeln von mindestens zwei Mehrschichtkörpern auf mindestens zwei Prozessebenen gelöst, wobei in einem ersten Schritt ein erster Mehrschichtkörper auf einer ersten Prozessebene und ein zweiter Mehrschichtkörper auf einer zweiten Prozessebene in mindestens eine Heizkammer eingefahren werden und mit Aufheizgeschwindigkeiten von 0°C bis 50 °C/s auf ein Temperaturniveau von 350 °C bis 800 °C, bevorzugt von 450°C bis 550°C, mittels Strahlerfeldern aufgeheizt werden, die beispiels ^¬ weise oberhalb und/oder unterhalb der Prozessebenen ange ^¬ ordnet sind. Somit befindet sich die erste Prozessebene zwischen dem ersten Strahlerfeld und dem zweiten Strahlerfeld und die zweite Prozessebene zwischen dem zweiten

Strahlerfeld und einem dritten Strahlerfeld. Vorteilhaft wird die erste und/oder zweite Prozessebene jeweils mit einer verschiedenen Strahlungsintensität so bestrahlt, dass eine homogene Wärmeverteilung in den Mehrschichtkörpern erzielt wird. Dementsprechend wird die erste Prozessebene durch das erste Strahlerfeld mit einer anderen Strahlungs ^¬ intensität bestrahlt als durch das zweite Strahlerfeld und/oder die zweite Prozessebene durch das zweite Strah ^¬ lerfeld mit einer anderen Strahlungsintensität bestrahlt als durch das dritte Strahlerfeld.

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In einem zweiten Schritt werden der erste Mehrschichtkörper und der zweite Mehrschichtkörper in eine Kühlkammer gefahren und mit Abkühlgeschwindigkeiten von 0°C bis 50°C/s auf eine Temperatur von 10°C bis 350°C, bevorzugt auf eine Tem- peratur von 10°C bis 250°C und besonders bevorzugt auf eine Temperatur von 15°C bis 50°C, mittels Kühlplatten abge ^¬ kühlt, die oberhalb und/oder unterhalb der Prozessebenen angeordnet sind. Alternativ kann die Abkühlung mittels Kon- vektions- und/oder Zwangskühlung erfolgen. Anschließend werden die Mehrschichtkörper aus der Kühlkammer herausgefahren .

Das erfindungsgemäße Verfahren kann beispielsweise in der oben genannten Vorrichtung zum Wärmebehandeln von mindes- tens zwei Mehrschichtkörpern ausgeführt werden.

In einer bevorzugten Aus führungs form des erfindungsgemäßen Verfahrens weisen beide Prozessebenen die gleiche Tempera- tur auf. In einer alternativen Aus führungs form des erfindungsgemäßen Verfahrens weisen beide Prozessebenen verschiedene Temperaturen auf, beispielsweise indem Strahler ^¬ felder mit einer richtungsabhängigen Abstrahlcharakteristik verwendet werden.

In einer vorteilhaften Aus führungs form des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die Wärmebehandlung der Mehrschichtkörper in mindestens einer weiteren Heizkammer und/oder mindestens einer weiteren Kühlkammer, besonders bevorzugt in einer bis fünf weiteren Heizkammern und/oder einer bis fünf weiteren Kühlkammern. Dies ermöglicht ein präzises Steuern der Prozesse in den Mehrschichtkörpern. Insbesondere erfolgt in jeder Heiz- oder Kühlkammer eine Teilprozessierung des Mehrschichtkörpers bis zu einer be ^¬ stimmten Prozessphase. Der Mehrschichtkörper ist dann beim Übergang von einer Kammer zur nächsten noch nicht vollständig prozessiert.

Die Erfindung umfasst des Weiteren die Verwendung der Vorrichtung zur kontinuierlichen Wärmebehandlung von mindestens zwei Mehrschichtkörpern auf mindestens zwei untereinander angeordneten Prozessebenen.

Eine bevorzugte Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Umwandlung von Vorläuferschichten in eine Halbleiterschicht. Die Halbleiterschicht wird vorzugsweise als Absorber in einer Dünnschichtsolarzelle verwendet.

Die Vorläuferschichten bestehen vorzugsweise aus Kupfer, Indium, Gallium und Selen und werden in einer schwefelhaltigen Atmosphäre durch Rapid Thermal Processing (RTP) in eine Cu(In,Ga) ( S , Se ) ₂ ~Halbleiterschicht umgewandelt.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren und eines Flussdiagramms näher erläutert. Die Figuren zeigen rein schematische Darstellungen und sind nicht maßstabsgetreu. Die Figuren schränken die Erfindung in keiner Weise ein. Es zeigen: einen Querschnitt durch die erfindungsgemäße Vor richtung zur Wärmebehandlung zweier Mehrschichtkörper auf zwei untereinander angeordneten Prozessebenen,

einen Querschnitt durch die Heizkammer der erfin dungsgemäßen Vorrichtung,

einen Querschnitt durch eine weitere Ausgestal ^¬ tung der erfindungsgemäßen Heizkammer, einen Querschnitt durch eine weitere Ausgestal ^¬ tung der erfindungsgemäßen Heizkammer, einen Querschnitt durch eine weitere Ausgestal ^¬ tung der erfindungsgemäßen Heizkammer, einen Querschnitt durch eine weitere erfindungs ^¬ gemäße Vorrichtung mit zwei Heizkammern und zwei Kühlkammern,

ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Verfahrensschritte anhand eines Flussdiagramms.

Figur 1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Wärme ^¬ behandlung von Mehrschichtkörpern am Beispiel einer InLine-Anlage (1) zur Selenisierung von Vorläuferschichten durch Rapid Thermal Processing (RTP) . Die In-Line-Anlage (1) weist eine Heizkammer (HK1) und eine Kühlkammer (KK1) auf, die in Transportrichtung (11) hintereinander angeordnet sind. Die In-Line-Anlage (1) weist zwei Prozessebenen (3.1) und (3.2) auf, die vertikal übereinander angeordnet sind. Ein horizontaler Aufbau ist erfindungsgemäß ebenfalls vorgesehen. In der Heizkammer (HK1) ist über der oberen Prozessebene (3.1) ein Strahlerfeld (2.1) und unterhalb der unteren Prozessebene (3.2) ein Strahlerfeld (2.3) angeord ^¬ net. Außerdem ist ein Strahlerfeld (2.2) zwischen den Pro- zessebenen (3.1) und (3.2) angeordnet.

In der Kühlkammer (KK1) ist über der oberen Prozessebene (3.1) eine Kühlplatte (7.1) und unterhalb der unteren Pro- zessebene (3.2) eine Kühlplatte (7.3) angeordnet. Außerdem ist eine Kühlplatte (7.2) zwischen den Prozessebenen (3.1) und (3.2) angeordnet. Die Kühlplatten (7.1, 7.2, 7.3) enthalten beispielsweise Edelstahl und weisen in ihrem Innern ein Verteilsystem für das Wärmeträgermedium auf. Das Ver- teilsystem wird beispielsweise mit Öl oder Wasser als Wär ^¬ meträgermedium durchflössen. Das Wärmeträgermedium wird außerhalb der In-Line-Anlage (1) in einem Kühlaggregat ge ^¬ kühlt.

Die Heizkammer (HK1) und die Kühlkammer (KK1) sind vakuum- und gasdicht ausgestaltet und mit Vakuumpumpen und einer Vorrichtung zur Gasversorgung verbunden. Die Heizkammer (HK1) und die Kühlkammer (KK1) sind durch eine Schleuse (8) voneinander getrennt.

Die Mehrschichtkörper (4.1) und (4.2) befinden sich auf den Prozessebenen (3.1) und (3.2) . Die Mehrschichtkörper (4.1) und (4.2) enthalten beispielsweise ein Glassubstrat mit einer Molybdän-Elektrode und eine Stapelfolge von Vorläu ^¬ ferschichten, die Kupfer, Indium, Gallium, Schwefel und Selen enthalten.

Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung einer beispiel- haften Ausgestaltung der Heizkammer (HK1) einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Die Mehrschichtkörper (4.1) und (4.2) sind jeweils in Prozessboxen (5.1) und (5.2) angeordnet. Die Prozessboxen (5.1, 5.2) enthalten einen Boden und einen Deckel aus Glaskeramik und Seitenwände aus Graphit. Die Glaskeramik ist durchlässig für die elektromagnetische

Strahlung der Strahlerfelder (2.1, 2.2, 2.3) . Die Prozessboxen (5.1, 5.2) sind teilweise gasdicht ausgeführt, so dass ein Druckausgleich zwischen dem Innern der Prozessboxen (5.1, 5.2) und der Atmosphäre der Heizkammer (HK1) er- folgen kann. Teilweise gasdicht bedeutet, dass der Deckel lose auf die Seitenwände aufgelegt wird und keine weiteren Maßnahmen zur Abdichtung erfolgt sind. Die Prozessboxen (5.1, 5.2) können auch Anschlussstößel aufweisen. Über die Anschlussstößel kann den Prozessboxen (5.1, 5.2) gezielt ein Prozess- oder Inertgas zugeführt werden.

Der Transport der Prozessboxen (5.1, 5.2) erfolgt durch ein System aus Stummelrollen. Die Stummelrollen stützen die Prozessboxen (5.1, 5.2) unter ihrem längsseitigen Außenrand. Die Stummelrollen enthalten beispielsweise eine hochtemperaturbeständige Keramik. Die Transportgeschwindigkeit zwischen zwei benachbarten Kammern beträgt typischerweise bis zu 1 m/s.

Über dem ersten Strahlerfeld (2.1) und unter dem dritten Strahlerfeld (2.3) sind ein erster Reflektor (6.1) und ein zweiter Reflektor (6.2) angeordnet. Der erste Reflektor (6.1) reflektiert die nach oben gerichtete elektromagneti ^¬ sche Strahlung des ersten Strahlerfeldes (2.1) in Richtung der ersten Prozessebene (3.1) . Der zweite Reflektor (6.2) reflektiert die nach unten gerichtete elektromagnetische Strahlung des dritten Strahlerfeldes (2.3) in Richtung der zweiten Prozessebene (3.2) .

Figur 3 zeigt eine weitere Ausgestaltung einer erfindungs ^¬ gemäßen Heizkammer (HK1) . Das zweite Strahlerfeld (2.2) besteht aus zwei Ebenen (9.1) und (9.2) von Linearstrahlern (9), die durch einen Reflektor (6.3) voneinander getrennt sind. Durch eine unterschiedliche Anzahl von Linearstrahlern (9) in Ebene (9.1) im Vergleich zu Ebene (9.2), durch eine unterschiedliche Beschaltung der Linearstrahler (9) in den Ebenen (9.1) und (9.2) und/oder durch eine unterschied- liehe zeitabhängige Leistungsregelung in den Ebenen (9.1) und (9.2) wird eine richtungsabhängige Abstrahlungscharak- teristik des zweiten Strahlerfeldes (2.2) erzielt.

Figur 4 zeigt eine weitere bevorzugte Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Heizkammer (HK1) . Die Linearstrahler (9) des zweiten Strahlerfeldes (2.2) sind abwechselnd an ihrer Oberseite und ihrer Unterseite mit einer Reflektorschicht (10) beschichtet. Die Reflektorschicht (10) kann eine opake nanoporöse Quarzschicht enthalten, die direkt auf den Line ^¬ arstrahlern (9) aufgebracht ist. Alternativ kann die Reflektorschicht (10) eine Halbschale aus Keramik enthalten. Die Linearstrahler (9) mit einer Reflektorschicht (10) auf der Oberseite und die Linearstrahler (9) mit einer Reflektorschicht (10) auf der Unterseite können auf unterschied ^¬ liche Temperaturen geheizt werden.

Durch unterschiedliche Strahlungsleistungen und richtungs- abhängige Abstrahlungscharakteristika der Strahlerfelder (2.1, 2.2, 2.3) können verschiedene Seiten eines Mehrschichtkörpers (4.1, 4.2) auf unterschiedliche Temperaturen geheizt werden. So kann beispielsweise eine Substratseite eines Mehrschichtkörpers (4.1, 4.2) auf eine niedrigere Temperatur geheizt werden als eine Seite mit Vorläuferschichten, die in eine Halbleiterschicht umgewandelt werden sollen .

Figur 5 zeigt eine weitere bevorzugte Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Heizkammer (HK1) . Die Linearstrahler (9) des ersten Strahlerfeldes (2.1) sind auf der Oberseite und die Linearstrahler (9) des dritten Strahlerfeldes (2.3) auf der Unterseite mit einer Reflektorschicht (10) beschichtet. Durch die richtungsabhängige Abstrahlcharakteristik des ersten Strahlerfeldes (2.1) und des dritten Strahlerfeldes (2.3) kann auf zusätzliche Reflektoren verzichtet werden. Der Einsatz zusätzlicher Reflektoren über dem ersten Strahlerfeld (2.1) und unter dem Strahlerfeld (2.3) kann den Wirkungsgrad der richtungsabhängigen Abstrahlcharakteristik erhöhen.

Figur 6 zeigt eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit zwei Heizkammern (HK1) und (HK2) und zwei Kühlkammern (KK1) und (KK2) . Die Mehr- schichtkörper (4.1) und (4.2) durchlaufen in Transportrichtung (11) die Heizkammern (HK1) und (HK2) und die Kühlkammern (KK1) und (KK2) . Die Heizkammern (HK1) und (HK2) und die Kühlkammern (KK1) und (KK2) können unterschiedliche Heiz- und Kühlleistungen sowie unterschiedliche Temperatu ^¬ renprofile aufweisen. Dies ermöglicht eine besonders genaue Prozesskontrolle. So kann beispielsweise die erste Heizkam ^¬ mer (HK1) eine höhere Heizleistung aufweisen als die zweite Heizkammer (HK2) . In den Heizkammern (HK1) und (HK2) sowie den Kühlkammern (KK1) und (KK2) werden die Mehrschichtkörper (4.1) und (4.2) einem gewünschten Temperaturverlauf und einer gewünschten Prozessgasatmosphäre ausgesetzt. Ver ^¬ schiedene Heiz- und Kühlkammern können unterschiedliche Prozessatmosphären aufweisen. In einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung können weitere Heiz- und Kühlkammern hintereinander angeordnet werden. Wenn es die Prozessführung erfordert, können die Heiz- und Kühlkammern alternierend angeordnet werden, das heißt auf eine Kühlkammer kann beispielsweise wiederum eine Heizkammer folgen .

In den Ausführungsbeispielen sind das erste Strahlerfeld (2.1) und das zweite Strahlerfeld (2.2) so ausgebildet, dass die Oberseite des oberen Mehrschichtkörpers (4.1) durch das erste Strahlerfeld (2.1) mit einer Strahlungsintensität geheizt werden kann, welche verschieden ist von einer Strahlungsintensität, mit der die Unterseite des obe ^¬ ren Mehrschichtkörpers (4.1) durch das zweite Strahlerfeld (2.2) geheizt werden kann. In entsprechender Weise sind das zweite Strahlerfeld (2.2) und das dritte Strahlerfeld (2.3) so ausgebildet, dass die Oberseite des unteren Mehrschicht ^¬ körpers (4.2) durch das zweite Strahlerfeld (2.2) mit einer Strahlungsintensität geheizt werden kann, die verschieden ist von einer Strahlungsintensität, mit der die Unterseite des unteren Mehrschichtkörpers (4.2) durch das dritte

Strahlerfeld (2.3) geheizt werden kann. Auf diese Weise kann eine homogene Wärmeverteilung in jedem der beiden Mehrschichtkörper (4.1) und (4.2) erreicht werden.

Figur 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Verfahrensschritte anhand eines Flussdiagramms. Zunächst wird in einer Ladestation der Mehrschichtkörper (4.1) in eine Prozessbox (5.1) und der Mehrschichtkörper (4.2) in eine Prozessbox (5.2) eingesetzt. Anschließend werden die Prozessboxen (5.1) und (5.2) in eine Einschleusekammer geladen und die Einschleusekammer geschlossen. In der Ein- schleusekammer wird durch mehrmaliges Evakuieren und Fluten mit Inertgas eine definierte und gewünschte Prozessgasatmo ^¬ sphäre eingestellt. Anschließend wird im Verfahrensschritt (a) die Prozessbox (5.1) mit dem Mehrschichtkörper (4.1) in die Prozessebene (3.1) und die Prozessbox (5.2) mit dem Mehrschichtkörper (4.2) in die Prozessebene (3.2) gefahren.

In den Heizkammern (HK1) und (HK2) wird das gewünschte Heizprofil (Temperatur und Prozessgasatmosphäre in Ab ^¬ hängigkeit von der Prozesszeit) gefahren: In der Heizkammer (HK1) wird der erste Mehrschichtkörper (4.1) auf einer ersten Prozessebene (3.1) und der zweite Mehrschichtkörper (4.2) auf einer zweiten Prozessebene (3.2) mit den Strahlerfeldern (2.1, 2.2, 2.3) aufgeheizt, die oberhalb

und/oder unterhalb der Prozessebenen (3.1, 3.2) angeordnet sind. Vorzugsweise werden die beiden Mehrschichtkörper

(4.1) und (4.2) mit einer Aufheizgeschwindigkeit von 1 °C/s bis 50 °C/s auf eine Temperatur von 350 °C bis 800 °C mit ^¬ tels der Strahlerfelder (2.1, 2.2, 2.3) aufgeheizt. Die Mehrschichtkörper (4.1) und (4.2) werden jeweils auf ihrer Ober- und Unterseite mit einer verschiedenen Bestrahlungs- intensität geheizt, um eine homogene Wärmeverteilung in jedem Mehrschichtkörper zu erzielen. Anschließend werden im Verfahrensschritt (b) die Mehrschichtkörper (4.1) und (4.2) in eine Kühlkammer (KK1) gefahren. Gleichzeitig können neue Mehrschichtkörper in die Heizkammer (HK1) eingefahren werden. In den Kühlkammern (KK1) und (KK2) werden die heißen Mehrschichtkörper (4.1) und (4.2) mit bis zu 50°C/s bis zu einer prozesstechnisch notwendigen Temperatur abgekühlt. Vorzugsweise werden die beiden Mehrschichtkörper (4.1) und (4.2) mit einer Abkühlgeschwindigkeit von 0°C/s bis 50°C/s auf eine Temperatur von 10°C bis 350°C abgekühlt. Aufgrund der geringer werdenden Temperaturdifferenz zwischen der Temperatur der Mehrschichtkörper (4.1) und (4.2) und der Temperatur der Kühlplatten (7.1, 7.2, 7.3) verlangsamt sich die Geschwindigkeit des Abkühlens der Mehrschichtkörper (4.1) und (4.2) . Dem kann durch geeignete Maßnahmen entgegengewirkt werden, wie der Verringerung des Abstandes zwischen den Kühlplatten und den Mehrschichtkörpern, beispielsweise durch Verfahren des Abstandes als Funktion der Zeit, oder der Anpassung der Temperatur der Kühlplatten. Der Abkühlungsprozess kann zusätzlich durch einen zirkulierenden gekühlten Gasstrom beschleunigt werden, beispiels- weise ein Luft-, Argon- oder Stickstoffström. Alternativ ist eine Abkühlung durch Konvektions- oder Zwangskühlung ohne Kühlplatten realisierbar.

Anschließend werden die Mehrschichtkörper (4.1) und (4.2) aus der Kühlkammer (KK1) in eine Ausschleusekammer gefahre und einer weiteren Verarbeitung zugeführt. In der Ausschleusekammer können beispielsweise vorhandene toxische Gase entfernt werden. Es ist auch möglich, nach der Ausschleusekammer eine weitere Kühlstrecke oder weitere Kühl ^¬ kammern anzuordnen. Auf die Ausschleusekammer kann in bestimmten Aus führungs formen verzichtet werden.

Wie aus Tabelle 1 am Beispiel einer In-Line-Selenisierungs anläge zur Herstellung von Chalkopyrit-Halbleitern hervorgeht, bietet die erfindungsgemäße Vorrichtung Vorteile im Vergleich zum Stand der Technik.

Tabelle 1: Potentialabschätzung der Erfindung

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit zwei vertikal ange ^¬ ordneten Prozessebenen bietet bei nahezu gleicher Standflä che der Anlage und nur geringfügig höheren Investitionskos ten einen doppelten Anlagendurchsatz verglichen mit In- Line-Selenisierungsanlagen nach dem Stand der Technik mit einer Prozessebene. Trotz des verdoppelten Anlagendurchsat zes ist der für die Anlage notwendige Flächenbedarf nicht oder nur unwesentlich erhöht, was positive Auswirkungen au die Gesamtinvestition und Betriebskosten einer Solarfabrik hat .

Die Energiekosten pro Mehr chichtkörper sind bei erfin- dungsgemäßen Vorrichtungen bis zu etwa 30% reduziert. Dies erfolgt insbesondere durch die effektive Nutzung der abge- strahlten Wärmeenergie des zweiten Strahlerfeldes.

Dieses Ergebnis war für den Fachmann unerwartet und überra sehend . Bezugs zeichenliste

(1) In-Line-Anlage

(2.1) , (2.2) , (2.3) Strahlerfeld

(3.1) , (3.2) Prozessebene

(4.1) , (4.2) Mehrschichtköper

(5.1) , (5.2) Prozessbox

(6.1) , (6.2) , (6.3) Reflektor

(7.1) , (7.2) , (7.3) Kühlplatte

(8) Schleuse

(9) Heizstrahler, Linearstrahler

(9.1) , (9.2) Ebene von Heizstrahlern (9)

(10) Reflektorschicht für Heizstrahler (11) Transportrichtung