專利名稱:太陽能電池基片的硒化與硫化反應(yīng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實(shí)用新型涉及一種太陽能電池的生產(chǎn)設(shè)備,特別涉及一種銅銦鎵硒太陽能電池基片的硒化與硫化反應(yīng)裝置。
背景技術(shù):
銅銦鎵硒太陽能電池具有生產(chǎn)成本低、污染小、不衰退、弱光性能好等顯著特點(diǎn),光電轉(zhuǎn)換效率居各種薄膜太陽能電池之首,接近于晶體硅太陽能電池,而成 本則是晶體硅電池的三分之一,被國際上稱為新型薄膜太陽能電池,但是其對(duì)工藝和制備條件的要求很聞。銅銦鎵硒薄膜太陽能電池采用鈉鈣玻璃,薄膜的形成有第一步,沉積鉬薄膜形成底電極;第二步,沉積銅銦鎵薄膜形成預(yù)制層;第三步,通過硒化與硫化反應(yīng)生成銅銦鎵硒晶體;第四步,形成硫化鎘薄膜;第五步,形成頂點(diǎn)極薄膜。其中第三步的硒化與硫化反應(yīng)而生成銅銦鎵硒晶體,是以上幾個(gè)步驟中最重要的一步?,F(xiàn)有的銅銦鎵硒太陽能電池生產(chǎn)過程中進(jìn)行硒化與硫化反應(yīng)沒有專門的設(shè)備,各廠家都是根據(jù)其工藝條件制作相應(yīng)的設(shè)備來實(shí)現(xiàn)硒化與硫化反應(yīng)。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種太陽能電池基片的硒化與硫化反應(yīng)裝置,滿足銅銦鎵硒薄膜太陽能電池生產(chǎn)過程中基片的硒化與硫化反應(yīng)需要。為實(shí)現(xiàn)上述目的,本實(shí)用新型的太陽能電池基片的硒化與硫化反應(yīng)裝置,包括夕卜腔體,其設(shè)有用于基片進(jìn)出的外腔體入口和外腔體出口,所述外腔體入口和外腔體出口上分別設(shè)有噴氣隔離裝置;位于所述外腔體內(nèi)的反應(yīng)腔體,其設(shè)有用于基片進(jìn)出的反應(yīng)腔體入口和反應(yīng)腔體出口,所述反應(yīng)腔體入口和反應(yīng)腔體出口上分別設(shè)有噴氣隔離裝置,所述反應(yīng)腔體上設(shè)有硒蒸汽管、硫蒸汽管和排清氣體輸送管;置于所述反應(yīng)腔體外的多個(gè)加熱器;包覆在所述反應(yīng)腔體外的熱反射層,所述加熱器位于所述反應(yīng)腔體和熱反射層之間;以及輸送基片進(jìn)出所述反應(yīng)腔體的輸送機(jī)。所述外腔體上設(shè)置有抽氣口。采用本實(shí)用新型的太陽能電池基片的硒化與硫化反應(yīng)裝置,可實(shí)現(xiàn)基片的硒化與硫化反應(yīng),確保硒化與硫化反應(yīng)的工藝要求。采用本實(shí)用新型,還可以只用做硒化或硫化反應(yīng)。
圖I為本實(shí)用新型的太陽能電池基片的硒化與硫化反應(yīng)裝置的示意圖。
具體實(shí)施方式
參見圖1,本實(shí)用新型的太陽能電池基片的硒化與硫化反應(yīng)裝置包括[0010]外腔體10,其設(shè)有用于基片100進(jìn)出的外腔體入口和外腔體出口,所述外腔體入口和外腔體出口上分別設(shè)有噴氣隔離裝置11、12 ;位于所述外腔體10內(nèi)的反應(yīng)腔體20,其設(shè)有用于基片100進(jìn)出的反應(yīng)腔體入口和反應(yīng)腔體出口,所述反應(yīng)腔體入口和反應(yīng)腔體出口上分別設(shè)有噴氣隔離裝置21、22,所述反應(yīng)腔體20上設(shè)有硒蒸汽管40、硫蒸汽管50和排清氣體輸送管60 ;置于所述反應(yīng)腔體20外的多個(gè)加熱器23 ;包覆在所述反應(yīng)腔體20外的熱反射層30,所述加熱器23位于所述反應(yīng)腔體20和熱反射層30之間;以及輸送基片100進(jìn)出所述反應(yīng)腔體20的輸送機(jī)101。 所述輸送機(jī)101可以由多個(gè)滾輪或滾柱構(gòu)成,輸送機(jī)101穿過所述外腔體10和反應(yīng)腔體20。輸送機(jī)101輸送基片100經(jīng)過外腔體入口和反應(yīng)腔體入口進(jìn)入反應(yīng)腔體20,完成硒化和硫化反應(yīng)后,經(jīng)過反應(yīng)腔體出口和外腔體出口出來。外腔體10由金屬構(gòu)成,如不銹鋼、碳鋼等。所述硒蒸汽管40和硫蒸汽管50分別連接一硒蒸汽源42和硫蒸汽源52,分別用于向反應(yīng)腔體20內(nèi)輸送硒蒸汽和硫蒸汽。所述硒蒸汽管40和硫蒸汽管50上分別設(shè)有一調(diào)節(jié)閥41、51,可調(diào)節(jié)流量,或者在需要停止向反應(yīng)腔體20內(nèi)輸送硒蒸汽和/或硫蒸汽時(shí)可關(guān)閉相應(yīng)的調(diào)節(jié)閥。所述排清氣體輸送管60用于輸入惰性氣體或氮?dú)?,作用是在硒化反?yīng)和硫化反應(yīng)切換時(shí),排干凈反應(yīng)腔體20內(nèi)殘留的硒蒸汽或硫蒸汽。所述排清氣體輸送管60上設(shè)有調(diào)節(jié)閥61,可調(diào)節(jié)輸入氣體的流量。所述噴氣隔離裝置11、12、21、22是由某種氣體在一定壓力和流量下排出,形成壓力氣膜,從而阻止外部氣體流入的機(jī)械結(jié)構(gòu),本實(shí)用新型的噴氣隔離裝置11、12、21、22采用氬氣或其它惰性氣體,也可采用氮?dú)?,惰性氣體或氮?dú)馔ㄟ^減壓閥和流量調(diào)節(jié)計(jì)進(jìn)入噴氣隔離裝置11、12、21、22,從噴氣隔離裝置11、12、21、22中流出的氣體阻礙了外部氣體進(jìn)入到反應(yīng)腔體20,從而保證了工藝環(huán)境的純度要求。在太陽能電池的生產(chǎn)過程中,當(dāng)基片100上形成銅銦鎵薄膜預(yù)制層后,銅銦鎵薄膜預(yù)制層面朝上,通過傳輸機(jī)101將基片100輸送進(jìn)入反應(yīng)腔體20,此時(shí)外腔體10和反應(yīng)腔體20內(nèi)最好保持負(fù)壓,所述外腔體10和反應(yīng)腔體20內(nèi)保持負(fù)壓在0. 5KPa到IOOKPa之間。為保持負(fù)壓,所述外腔體10上設(shè)置有與抽風(fēng)機(jī)(圖中未示)相連的抽氣口 13。外腔體10通過抽風(fēng)機(jī)經(jīng)抽氣口 13抽氣,形成負(fù)壓,此時(shí)反應(yīng)腔體20也形成了負(fù)壓。當(dāng)基片100進(jìn)入反應(yīng)腔體20后即被反應(yīng)腔體20外部的電熱器件23加熱。加熱器23可以是電阻加熱絲、紅外燈管等,反應(yīng)腔體20的材料可采用金屬如不銹鋼、碳鋼、鋁等,也可以采用非金屬材料如石墨、陶瓷,加熱器23通過輻射和對(duì)流方式對(duì)反應(yīng)腔體20內(nèi)的基片100進(jìn)行加熱。當(dāng)然,反應(yīng)腔體20也可采用透明的石英玻璃材料制作,此時(shí)可采用紅外燈管加熱,紅外輻射穿過石英玻璃制成的反應(yīng)腔體20直接加熱基片100。反射層30可以使加熱器23的熱量集中加熱基片,提高熱效率。當(dāng)基片100被加熱至350°C和550°C之間的某一設(shè)定溫度時(shí),打開硒蒸氣管40上的調(diào)節(jié)閥41,硒蒸氣源42內(nèi)的硒蒸氣進(jìn)入反應(yīng)腔體20內(nèi),基片100在反應(yīng)腔體20內(nèi)存留一段時(shí)間,進(jìn)行硒化反應(yīng),此時(shí)在反應(yīng)腔體20內(nèi)的基片100在輸送機(jī)101上可停留不動(dòng),或來回往復(fù),或直線前進(jìn)。根據(jù)工藝要求,可調(diào)節(jié)硒蒸氣管40上的調(diào)節(jié)閥41來調(diào)節(jié)硒蒸氣流量。硒化反應(yīng)工藝完成前一定時(shí)間,關(guān)閉硒蒸氣管40上的調(diào)節(jié)閥41,讓殘留硒蒸氣反應(yīng)完畢。在進(jìn)入下一步硫化工藝之前,通過排清氣體輸送管60通入氮?dú)饣驓鍤馊缓笈趴?,此步驟可重復(fù)多次,通過輸入排清氣體也就是氮?dú)饣驓鍤膺@一步驟,可將反應(yīng)腔體20內(nèi)的殘留硒蒸氣全部排出,然后進(jìn)入硫化反應(yīng)工藝。當(dāng)基片100被加熱至450°C和600°C之間的某一設(shè)定溫度時(shí),打開硫蒸氣管50上的調(diào)節(jié)閥51,硫蒸氣源52內(nèi)的硫蒸氣進(jìn)入反應(yīng)腔體20,進(jìn)行硫化反應(yīng),此時(shí)在反應(yīng)腔體20內(nèi)的基片100在輸送機(jī)101上可停留不動(dòng),或來回往復(fù),或直線前進(jìn)。根據(jù)工藝要求,可調(diào)節(jié)硫蒸氣管50上的調(diào)節(jié)閥51來調(diào)節(jié)硫蒸氣流量。硫化反應(yīng)工藝完成前一定時(shí)間,關(guān)閉硫蒸氣管50上的調(diào)節(jié)閥51,讓殘留硫蒸氣反應(yīng)完畢。在進(jìn)入下一步硒化工藝之前,通過排清氣體輸送管60通入氮?dú)饣驓鍤馊缓笈趴眨?此步驟可重復(fù)多次,通過輸入排清氣體也就是氮?dú)饣驓鍤膺@一步驟,可將反應(yīng)腔體20內(nèi)的殘留硫蒸氣全部排出,為下一步硒化反應(yīng)做好準(zhǔn)備。上述硫化反應(yīng)工藝完成后,基片100溫度降到350度左右,基片10通過輸送機(jī)101從反應(yīng)腔體20、外腔體10中輸出,硒化和硫化反應(yīng)工藝結(jié)束。
權(quán)利要求1.一種太陽能電池基片的硒化與硫化反應(yīng)裝置,其特征在于,包括 外腔體(10),其設(shè)有用于基片(100)進(jìn)出的外腔體入口和外腔體出口,所述外腔體入口和外腔體出口上分別設(shè)有噴氣隔離裝置(11、12); 位于所述外腔體(10)內(nèi)的反應(yīng)腔體(20),其設(shè)有用于基片(100)進(jìn)出的反應(yīng)腔體入口和反應(yīng)腔體出口,所述反應(yīng)腔體入口和反應(yīng)腔體出口上分別設(shè)有噴氣隔離裝置(21、22),所述反應(yīng)腔體(20)上設(shè)有硒蒸汽管(40)、硫蒸汽管(50)和排清氣體輸送管(60); 置于所述反應(yīng)腔體(20)外的多個(gè)加熱器(23); 包覆在所述反應(yīng)腔體(20)外的熱反射層(30),所述加熱器(23)位于所述反應(yīng)腔體(20)和熱反射層(30)之間;以及 輸送基片(100)進(jìn)出所述反應(yīng)腔體(20)的輸送機(jī)(101)。
2.如權(quán)利要求I所述的太陽能電池基片的硒化與硫化反應(yīng)裝置,其特征在于,所述外腔體(10)上設(shè)置有抽氣ロ(13)。
3.如權(quán)利要求I或2所述的太陽能電池基片的硒化與硫化反應(yīng)裝置,其特征在于,所述加熱器(23)為電阻加熱絲或紅外燈管。
4.如權(quán)利要求I或2所述的太陽能電池基片的硒化與硫化反應(yīng)裝置,其特征在于,所述反應(yīng)腔體(20)采用不銹鋼、碳鋼、鋁、石墨、石英玻璃和陶瓷的其中ー種材料制成。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種太陽能電池基片的硒化與硫化反應(yīng)裝置,該裝置包括外腔體,其設(shè)有用于基片進(jìn)出的外腔體入口和外腔體出口,所述外腔體入口和外腔體出口上分別設(shè)有噴氣隔離裝置;位于所述外腔體內(nèi)的反應(yīng)腔體,其設(shè)有用于基片進(jìn)出的反應(yīng)腔體入口和反應(yīng)腔體出口,所述反應(yīng)腔體入口和反應(yīng)腔體出口上分別設(shè)有噴氣隔離裝置,所述反應(yīng)腔體上設(shè)有硒蒸汽管、硫蒸汽管和排清氣體輸送管;置于所述反應(yīng)腔體外的多個(gè)加熱器;包覆在所述反應(yīng)腔體外的熱反射層,所述加熱器位于所述反應(yīng)腔體和熱反射層之間;以及輸送基片進(jìn)出所述反應(yīng)腔體的輸送機(jī)。采用本實(shí)用新型,可實(shí)現(xiàn)基片的硒化與硫化反應(yīng),確保硒化與硫化反應(yīng)的工藝要求。
文檔編號(hào)C23C16/448GK202576558SQ20122013435
公開日2012年12月5日 申請(qǐng)日期2012年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月1日
發(fā)明者錢青, 龔立光 申請(qǐng)人:英萊新能(上海)有限公司