一種柔性襯底卷對卷鍍膜退火裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種柔性襯底卷對卷鍍膜退火裝置，包括用擋板真空腔室分割的送卷室、第一濺射室、第二濺射室和收卷室；送卷室內(nèi)有放卷輥、張力輥和導(dǎo)向輥，收卷室內(nèi)有收卷輥、張力輥和導(dǎo)向輥，其特點是：所述第二濺射室和收卷室之間用擋板還分割有退火室，退火室中有加熱背板；每一擋板上均置有通過柔性襯底的氣體隔離器。本實用新型通過在第二濺射室和收卷室之間用擋板分割出一退火室，當(dāng)柔性襯底進行卷對卷連續(xù)鍍膜的同時，也完成了鍍膜后柔性襯底的退火處理，并且柔性襯底在退火時為單片退火，相對于整卷柔性襯底退火，不僅提高了薄膜電池制作的材料性能，而且大大提高了生產(chǎn)效率，并且制作過程簡單，生產(chǎn)維護成本低。
【專利說明】一種柔性襯底卷對卷鍍膜退火裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于薄膜太陽電池制作過程【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種柔性襯底卷對卷鍍膜退火裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，柔性襯底太陽能電池因為其工藝先進，成本低廉且易于彎曲而用途廣泛，可用于汽車頂部、太陽能敞篷、太陽能飛機及房屋屋頂及外墻。在大規(guī)模卷對卷柔性襯底上采用磁控濺射工藝廣泛應(yīng)用于太陽能電池窗口層等生產(chǎn)領(lǐng)域。而不同氣氛下對膜層采取后退火工藝可以顯著改善薄膜的各項性能。
[0003]目前公知的用于柔性襯底的卷對卷磁控濺射多采用真空室內(nèi)通過磁控濺射等方法在柔性基材表面制備一層或者多層具有一定功能的薄膜的技術(shù)，例如，CIGS電池的吸收層，緩沖層，窗口層等均可用此方法進行制備。雖然可以不間斷連續(xù)制備功能薄膜，但其不足之處在于濺射設(shè)備不具備后退火工藝或后退火工藝設(shè)計簡單，無法在濺射工藝完成后連續(xù)的進行不同氣氛下的后退火工藝，薄膜性能均勻性受到影響，生產(chǎn)效率無法提高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題而提供一種生產(chǎn)效率高、制作薄膜電池的材料性能和均勻性好、制作簡單、成本低的一種柔性襯底卷對卷鍍膜退火裝置。
[0005]本實用新型包括如下技術(shù)方案:其特點是:
[0006]一種柔性襯底卷對卷鍍膜退火裝置，包括真空腔室，所述真空腔室被擋板自左至右依次分割有送卷室、放置第一濺射靶的第一濺射室、放置第二濺射靶的第二濺射室和收卷室；所述送卷室和收卷室內(nèi)各放置有帶動柔性襯底移動的滾軸，送卷室內(nèi)的滾軸包括放卷輥、張力輥和導(dǎo)向輥，收卷室內(nèi)的滾軸包括收卷輥、張力輥和導(dǎo)向輥，其特點是:所述第二濺射室和收卷室之間用擋板還分割有退火室，退火室中有加熱背板；每一擋板上均置有通過柔性襯底的氣體隔離器。
[0007]本實用新型還可以采用如下技術(shù)措施:
[0008]所述第一濺射室、第二濺射室和退火室的頂壁上均通有真空計和帶氣體流量計的
送氣管。
[0009]所述加熱背板為纏有電阻絲的不銹鋼板。
[0010]所述柔性襯底材料為金屬箔或聚酰亞胺。
[0011]本實用新型具有的優(yōu)點和積極效果:
[0012]1、本實用新型通過在第二濺射室和收卷室之間用擋板分割出一退火室，當(dāng)柔性襯底進行卷對卷連續(xù)鍍膜的同時，也完成了鍍膜后柔性襯底的退火處理，并且柔性襯底在退火時為單片退火，相對于整卷柔性襯底退火，不僅提高了薄膜電池制作的材料性能，而且大大提高了生產(chǎn)效率，并且制作過程簡單，生產(chǎn)維護成本低。
[0013]2、本實用新型將退火系統(tǒng)單獨隔離成一個獨立的退火室，通過氣體隔離器對退火室單獨通入N2作為退火氣體，使得鍍膜的柔性襯底氣氛和退火的柔性襯底氣氛各自獨立，進一步提高了薄膜電池制作的材料性能。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本實用新型柔性襯底卷對卷鍍膜退火裝置示意圖。
[0015]圖中，1-腔室，2-送卷室，3-張力棍，4-放卷棍，5-導(dǎo)向棍，6-氣體隔離器，7-送氣管，8-氣體流量計，9-真空計，10-擋板，11-第一濺射室，12-第一濺射靶，13-第二濺射室，14-柔性襯底，15-第二濺射靶，16-退火室，17-加熱背板，18-收卷室，19-收卷輥。
【具體實施方式】
[0016]為能進一步公開本實用新型的
【發(fā)明內(nèi)容】
、特點及功效，特例舉以下實例并結(jié)合附圖進行詳細說明如下:
[0017]一種柔性襯底卷對卷鍍膜退火裝置，包括真空腔室，所述真空腔室被擋板自左至右依次分割有送卷室、放置第一濺射靶的第一濺射室、放置第二濺射靶的第二濺射室和收卷室；所述送卷室和收卷室內(nèi)各放置有帶動柔性襯底移動的滾軸，送卷室內(nèi)的滾軸包括放卷輥、張力輥和導(dǎo)向輥，收卷室內(nèi)的滾軸包括收卷輥、張力輥和導(dǎo)向輥，其特點是:所述第二濺射室和收卷室之間用擋板還分割有退火室，退火室中有加熱背板；每一擋板上均置有通過柔性襯底的氣體隔離器。
[0018]本實用新型還可以采用如下技術(shù)措施:
[0019]所述第一濺射室、第二濺射室和退火室的頂壁上均通有真空計和帶氣體流量計的
送氣管。
[0020]所述加熱背板為纏有電阻絲的不銹鋼板。
[0021]所述柔性襯底材料為金屬箔或聚酰亞胺。
[0022]本實用新型的制作和工作過程:
[0023]如圖1所示，將不銹鋼板進行無縫焊接出制備柔性襯底卷對卷制膜退火一體化所需的腔室1，用四塊能夠通過柔性襯底14的不銹鋼擋板10與腔室內(nèi)壁焊接，將腔室內(nèi)部自左至右依次隔離成送卷室2、第一濺射室11、第二濺射室13、退火室16及收卷室18 ;每一塊擋板上通過柔性襯底處均固裝一個氣體隔離器6 ;第一濺射室、第二濺射室和退火室的頂部均通帶有氣體流量計8的送氣管7和真空計9 ;送卷室內(nèi)沿前后兩壁架有中心線相互平行且自下至上的放卷輥4，張力輥3和導(dǎo)向輥5，其中張力輥沿水平方向向左移出一段距離，以保證柔性襯底卷對卷移動時的張力；收卷室內(nèi)沿前后兩壁架有中心線相互平行且自下至上的收卷輥19，張力輥和導(dǎo)向輥，其中張力輥沿水平方向向右移出一段距離，以保證柔性襯底卷對卷移動時的張力；送卷室和收卷室中的導(dǎo)向輥相互平行并在同一水平面上、送卷室和收卷室中的張力輥相互平行并在同一水平面上、送卷室中的放卷輥和收卷室中的收卷輥相互平行并在同一水平面上；第一濺射室內(nèi)放置有作為第一濺射靶12的本征氧化鋅靶，第二濺射室內(nèi)放置有作為第二濺射靶15的ZnO: Al靶、ZnO:1n2O3(IZO)靶或ZnO =Ga2O3靶；送卷室中的放卷輥上有最外端依次通過各擋板上的氣體隔離器卷到收卷室中收卷輥的鍍有銅銦鎵硒或銅銦錫硫吸收層的柔性襯底，其中鈦箔卷、聚酰亞胺或金屬箔作為柔性襯底；送卷室到收卷室之間吸收層位于柔性襯底的下面；在退火室靠近柔性襯底的上方和下方均水平固裝一組纏有電阻絲IOmm厚的304不銹鋼基板作為加熱背板17，每一加熱背板上固裝一個控制退火室溫度的測溫?zé)崤肌?br> [0024]工作前，用真空計顯示真空度，對第一濺射室和第二濺射室和退火室抽真空，通過氣體流量計控制，通過送氣管向第一濺射室和第二濺射室輸入Ar氣和O2氣的混合氣體，氣體壓強為0.2?0.5Pa ;工作時，柔性襯底以40?60mm/min的卷繞速度從放卷輥依次通過送卷室中的張力輥、導(dǎo)向輥、送卷室、第一濺射室和第二濺射室之間的氣體隔離器、第二濺射室和退火室之間的氣體隔離器、退火室和收卷室之間的氣體隔離器、收卷室中的導(dǎo)向輥、張力輥，最后卷到收卷輥上；在卷繞的過程中，第一濺射室中作為第一濺射靶的本征氧化鋅靶以700?1500W的功率直流濺射到柔性襯底下面的銅銦鎵硒層吸收層上，銅銦鎵硒層吸收層表面形成一層本征氧化鋅層；當(dāng)濺射有本征氧化鋅層的柔性襯底卷繞到第二濺射室時，第二濺射室中作為第二濺射靶的ZnO: Al靶以900?1000W的功率直流濺射到柔性襯底的本征氧化鋅層上，本征氧化鋅層表面形成一層ZnO: Al層；在鍍有ZnO: Al層的柔性襯底卷繞到退火室前，通過送氣管向退火室通入N2作為退火氣體，由測溫?zé)崤伎刂?，保持柔性襯底上、下兩面加熱背板的溫度保持在150?400°C，當(dāng)柔性襯底通過退火室時，即對鍍有ZnO: Al層的柔性襯底進行了退火處理；通過退火后的柔性襯底被傳送至收卷室，收卷室內(nèi)放置中心線相互平行的導(dǎo)向輥，張力輥及收卷輥，柔性襯底完成鍍膜、退火后經(jīng)導(dǎo)向輥和張力輥，被收卷輥纏繞收卷，完成卷對卷柔性襯底鍍膜退火一體化的制作過程。
[0025]盡管上面結(jié)合附圖對本實用新型的優(yōu)選實施例進行了描述，但是本實用新型并不局限于上述的【具體實施方式】，上述的【具體實施方式】僅僅是示意性的，并不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實用新型的啟示下，在不脫離本實用新型宗旨和權(quán)利要求所保護的范圍情況下，還可以作出很多形式。這些均屬于本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種柔性襯底卷對卷鍍膜退火裝置，包括真空腔室，所述真空腔室被擋板自左至右依次分割有送卷室、放置第一濺射靶的第一濺射室、放置第二濺射靶的第二濺射室和收卷室；所述送卷室和收卷室內(nèi)各放置有帶動柔性襯底移動的滾軸，送卷室內(nèi)的滾軸包括放卷輥、張力輥和導(dǎo)向輥，收卷室內(nèi)的滾軸包括收卷輥、張力輥和導(dǎo)向輥，其特征在于:所述第二濺射室和收卷室之間用擋板還分割有退火室，退火室中有加熱背板；每一擋板上均置有通過柔性襯底的氣體隔離器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種柔性襯底卷對卷鍍膜退火裝置，其特征在于:所述第一濺射室、第二濺射室和退火室的頂壁上均通有真空計和帶氣體流量計的送氣管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種柔性襯底卷對卷鍍膜退火裝置，其特征在于:所述加熱背板為纏有電阻絲的不銹鋼板。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種柔性襯底卷對卷鍍膜退火裝置，其特征在于:所述柔性襯底材料為金屬箔或聚酰亞胺。
【文檔編號】H01L31/18GK203644810SQ201320813598
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2013年12月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月11日
【發(fā)明者】張瀚銘, 喬在祥, 趙彥民, 王赫, 申緒男 申請人:中國電子科技集團公司第十八研究所