一種反應(yīng)性熱處理設(shè)備，特別是一種用于處理薄膜裝置，并且具有一凹陷部可防止含硒氣體冷凝的液態(tài)硒回流的反應(yīng)性熱處理設(shè)備。

背景技術(shù)：

太陽能發(fā)電是一種可再生且環(huán)保的發(fā)電方式，在太陽能發(fā)電的過程中不會(huì)產(chǎn)生二氧化碳或其他溫室氣體。也因此，太陽能發(fā)電在逐漸重視環(huán)保的現(xiàn)代，開始被廣泛使用，現(xiàn)在于住宅建筑、公共設(shè)施、裝置藝術(shù)或交通工具上，都能夠看到太陽能發(fā)電裝置。

要將陽光轉(zhuǎn)換為電力，則需要太陽能電池，以儲(chǔ)存太陽能轉(zhuǎn)換的電力。太陽能電池的種類較多，其中CIGS(銅銦鎵硒)太陽能電池?fù)碛休^佳的轉(zhuǎn)換效率、穩(wěn)定性佳、弱光特性良好的優(yōu)點(diǎn)，因此CIGS太陽能電池是目前市場主流的太陽能電池的一。

傳統(tǒng)的CIGS太陽能電池，其常用的制造方法是濺鍍法，將Ga/Cu/In等元素濺鍍在Mo金屬基板后，再使用硒化爐在以高溫450～550℃進(jìn)行硒化反應(yīng)。然而，請參閱圖1，圖1所示為習(xí)知硒化過程的示意圖。在硒化爐10中，靠近爐口的低溫部12溫度須維持在250℃以下，避免O形環(huán)劣化導(dǎo)致漏氣。然而，當(dāng)爐中的硒氣體14靠近低溫部12時(shí)，硒氣體14會(huì)冷凝成液態(tài)硒且順著低溫部的爐壁向下流，并順著爐壁下方回流到高溫部11中?；氐礁邷夭?1的冷凝液態(tài)硒又會(huì)產(chǎn)生氣化作用，并與原本在高溫區(qū)的氣體混合，導(dǎo)致硒氣體14濃度變化，進(jìn)而影響制造過程的穩(wěn)定性。

因此，如何使CIGS太陽能電池的制作過程能夠更穩(wěn)定，便是本領(lǐng)域具通常知識(shí)者值得去思量地。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本創(chuàng)作的有益效果是提供一種反應(yīng)性熱處理設(shè)備，可避免冷凝的液態(tài)硒回流高溫區(qū)，維持硒反應(yīng)的穩(wěn)定性，提高薄膜裝置加工的良率。

本創(chuàng)作提供一種反應(yīng)性熱處理設(shè)備，適于處理一薄膜裝置，該反應(yīng)性熱處理設(shè)備包括一爐管。爐管沿著一方向延伸，具有一第一端與一第二端，該爐管還包括一高溫部、一低溫部及一閥門。高溫部靠近該第二端，用以擺放薄膜裝置。低溫部靠近該第一端，具有一氣密結(jié)構(gòu)。閥門設(shè)置于該第一端。其中，該低溫部的一內(nèi)側(cè)壁具有一凹陷部，此凹陷部與該高溫部的一內(nèi)側(cè)壁形成一段差。

上述的反應(yīng)性熱處理設(shè)備，其中，低溫部的凹陷部以外的內(nèi)側(cè)壁，是與高溫部的內(nèi)側(cè)壁切齊。

上述的反應(yīng)性熱處理設(shè)備，其中，凹陷部是延伸通過整個(gè)低溫部。

上述的反應(yīng)性熱處理設(shè)備，其中，高溫部與低溫部是以相同材料制成。

上述的反應(yīng)性熱處理設(shè)備，其中，高溫部與該低溫部是以石英制成。

上述的反應(yīng)性熱處理設(shè)備，其中，高溫部與該低溫部是一整體結(jié)構(gòu)。

上述的反應(yīng)性熱處理設(shè)備，其中，高溫部與該低溫部是以不同材料制成。

上述的反應(yīng)性熱處理設(shè)備，其中，低溫部是以不銹鋼制成。

上述的反應(yīng)性熱處理設(shè)備，還包括一容器，該容器與該凹陷部嵌合。

上述的反應(yīng)性熱處理設(shè)備，其中，高溫部的長度大于該低溫部的長度。

為讓本創(chuàng)作的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)更能明顯易懂，下文將以實(shí)施例并配合所附圖式，作詳細(xì)說明如下。需注意的是，所附圖式中的各組件僅是示意，并未按照各組件的實(shí)際比例進(jìn)行繪示。

附圖說明

圖1所示為習(xí)知硒化過程的示意圖。

圖2A所示為第一實(shí)施例的反應(yīng)性熱處理設(shè)備。

圖2B所示為另一實(shí)施例的反應(yīng)性熱處理設(shè)備。

圖3A與圖3B所示為另一實(shí)施例的反應(yīng)性熱處理設(shè)備。

圖4所示為又一實(shí)施例的反應(yīng)性熱處理設(shè)備。

圖5所示為反應(yīng)性熱處理設(shè)備的制作方法。

圖6所示為另一實(shí)施例的反應(yīng)性熱處理設(shè)備的制作方法。

具體實(shí)施方式

請參閱圖2A，圖2A所示為第一實(shí)施例的反應(yīng)性熱處理設(shè)備200。本創(chuàng)作的反應(yīng)性熱處理設(shè)備200適于處理一薄膜裝置211。薄膜裝置211在本實(shí)施例中為CIGS薄膜太陽能電池，且膜薄裝置211是放置在反應(yīng)性熱處理設(shè)備200中以濺鍍法進(jìn)行加工，在高溫中將硒沉積于薄膜裝置211的表面并進(jìn)行硒反應(yīng)。

反應(yīng)性熱處理設(shè)備包括一爐管201，爐管201是沿著一方向延伸，且爐管201具有一第一端202與一第二端203。第二端203是相對于第一端202，且第二端203與第一端202分別是設(shè)置于爐管201的兩端。爐管201還包括一高溫部210與一低溫部220。在本實(shí)施例中，高溫部210的長度是大于低溫部220的長度。

高溫部210靠近第二端203，高溫部210是主要處理薄膜裝置211的區(qū)域，故薄膜裝置211是放置在高溫部210中。高溫部210中溫度可達(dá)攝氏450～550度，讓薄膜裝置211可在高溫部210中進(jìn)行硒化反應(yīng)，而在硒化反應(yīng)進(jìn)行期間，爐管201中的含硒氣體14會(huì)往低溫部220流動(dòng)。含硒氣體14可為例如氮?dú)饣驓鍤獾肉g氣混入一定比例氣態(tài)硒或硒化合物的流體。

低溫部220是靠近第一端202，低溫部220包括一凹陷部221、一氣密結(jié)構(gòu)222與一閥門223。在本實(shí)施例中，氣密結(jié)構(gòu)222為O形環(huán)。低溫部220可將爐管201中的含硒氣體14降溫至約攝氏250度或更低的溫度，避免過高的溫度使氣密結(jié)構(gòu)222劣化而漏氣，因此低溫部220還適于保護(hù)氣密結(jié)構(gòu)222。低溫部220的管壁中或管壁外側(cè)可設(shè)置冷卻裝置如冷卻管以容納冷卻流體，協(xié)助降低及/或維持低溫部的溫度。凹陷部221是設(shè)置于低溫部220的內(nèi)側(cè)壁，且凹陷部221使低溫部220的凹陷部221處的內(nèi)側(cè)壁與高溫部210的內(nèi)側(cè)壁形成一段差D。當(dāng)含硒氣體14因溫度差而自高溫部210進(jìn)入低溫部220后，含硒氣體14的硒會(huì)因?yàn)闇囟认陆刀淠?，冷凝硒?huì)沿著低溫部220的管壁向下流，并且累積在低溫部220的管壁底部，進(jìn)入凹陷部221中。而在另一實(shí)施例中，請參閱圖2B，圖2B所示為另一實(shí)施例的反應(yīng)性熱處理設(shè)備200。在此實(shí)施例中，凹陷部221還設(shè)有一容器224與該凹陷部嵌合，該容器224例如為坩堝，可用于儲(chǔ)存經(jīng)自含硒氣體14冷凝的液態(tài)硒。在硒化反應(yīng)結(jié)束后可定期清理容器224累積的冷凝硒，必要時(shí)該容器可自該凹陷部取下，以方便清除堆積的冷凝硒。

在本實(shí)施例中，低溫部220中凹陷部221的外的內(nèi)側(cè)壁是與高溫部210的內(nèi)側(cè)壁切齊。并且，高溫部210與低溫部220是一整體的結(jié)構(gòu)，故高溫部210與低溫部220采用相同的材料以一體成形的方式制成，例如為高溫部210與低溫部220的爐管203為一體成形的石英管；高溫部210與低溫部220亦可為不同材料套接的方式，例如高溫部210為石英管，低溫部220為不銹鋼材質(zhì)。此外，凹陷部221是形成于低溫部220的內(nèi)側(cè)壁上，因此并未使?fàn)t管201的外徑改變。請參閱圖3A與圖3B，圖3A與圖3B所示為另一實(shí)施例的反應(yīng)性熱處理設(shè)備200。在圖3A的實(shí)施例中，凹陷部221是凸出爐管201而形成。而在圖3B的實(shí)施例中，容器224則設(shè)置于凹陷部221下方，并與該凹陷部嵌合。凹陷部221可為一封閉部件如圖3A所示，或者凹陷部221可具有一開口如圖3B所示以與容器224嵌合。

當(dāng)含硒氣體14因溫度差而自高溫部210進(jìn)入低溫部220后，含硒氣體14的硒會(huì)因?yàn)闇囟认陆刀淠?，冷凝硒?huì)沿著低溫部220的管壁向下流，并且累積在低溫部220的管壁底部，進(jìn)入凹陷部221中。換言的，含硒氣體14因冷卻而冷凝的液態(tài)硒會(huì)被儲(chǔ)存在凹陷部221中，避免冷凝液態(tài)硒順著爐管201底部回流至高溫部210，再次氣化而改變爐管201內(nèi)的含硒氣體14的硒濃度。如此一來，高溫部不再因?yàn)楹鴼怏w14的冷凝液態(tài)硒回流而導(dǎo)致高溫部210中的氣體濃度不穩(wěn)定，進(jìn)而影響處理薄膜裝置211的穩(wěn)定性。

請參閱圖4，圖4所示為又一實(shí)施例的反應(yīng)性熱處理設(shè)備300。本實(shí)施例的反應(yīng)性熱處理設(shè)備300是由第一爐管312與第二爐管324連接而成，其中第二爐管324的截面積是大于第一爐管312的截面積。第二爐管324內(nèi)形成低溫部320，第一爐管312內(nèi)部則形成高溫部310，高溫部310與低溫部320的功效與前述實(shí)施例相似，故在此不再贅述。由于第一爐管312的管徑大于第二爐管324的管徑，因此在第一爐管312與第二爐管324接合的后，第一爐管312與第二爐管324的管徑差會(huì)在第一爐管312與第二爐管324的交界處形成一凹陷部321，且凹陷部321是延伸通過整個(gè)低溫部320。凹陷部321能夠儲(chǔ)存進(jìn)入低溫部320而順著管壁向下流動(dòng)的冷凝液態(tài)硒，避免冷凝液態(tài)硒回流至高溫部310。在本實(shí)施例中，第一爐管312與第二爐管324可以是相同材料，例如石英管或不銹鋼管套接形成；也可以不同材料所形成，例如第一爐管312是以石英形成，第二爐管324則是以不銹鋼形成。在某些實(shí)施例中，第一爐管312 是以不銹鋼形成，第二爐管324是以石英形成。

請參閱圖5及圖2A與圖2B，圖5所示為圖2A與圖2B中的反應(yīng)性熱處理設(shè)備200的制作方法。首先，提供一爐管201(步驟A10)，且爐管是沿著一方向而設(shè)置，該爐管201具有一第一端202與一第二端203，爐管201中包括了一高溫部210與低溫部220。其中，高溫部210是靠近第二端203，且高溫部210中放置了一薄膜裝置211；而低溫部220靠近第一端202，低溫部220中還具有一氣密結(jié)構(gòu)222。在某些實(shí)施例中，高溫部210的長度是大于低溫部220的長度。接下來，在低溫部220中的內(nèi)側(cè)壁形成一凹陷部221(步驟A20)，且該凹陷部221與高溫部210的內(nèi)側(cè)壁形成一段差。在某些實(shí)施例中，還形成一容器224與該凹陷部221嵌合，該容器224例如為坩堝，可用于裝盛低溫部220中沉降的冷凝硒。此外，在本實(shí)施例中，低溫部220是以不銹鋼形成。但在不同的實(shí)施例中，低溫部220與高溫部210可采用相同的材料形成，也能夠采用不同的材料形成。

請參閱圖6及圖4，圖6所示為另一實(shí)施例的圖4中的反應(yīng)性熱處理設(shè)備300的制作方法。首先，提供一第一爐管312(步驟B10)，第一爐管312是形成高溫部310，并且適于處理該薄膜裝置311。再來，提供一第二爐管324(步驟B20)，第二爐管234還具有一氣密結(jié)構(gòu)322，且第二爐管324能夠形成低溫部320，該低溫部320能夠保護(hù)氣密結(jié)構(gòu)322。其中，第一爐管312的長度是大于第二爐管324的長度，且第二爐管324的截面積是大于第一爐管312的截面積。步驟B10與步驟B20的順序可互換。

接下來，將第一爐管312與第二爐管324接合(步驟B30)，接合方式例如為燒結(jié)。由于二爐管324的截面積是大于第一爐管312的截面積，使得第一爐管312與第二爐管324的交界處形成一段差D(如圖4所示)。段差D則形成了凹陷部321，凹陷部321能夠儲(chǔ)存在低溫部320冷凝的液態(tài)硒。而段差D的存在能夠阻擋冷凝液態(tài)硒回流高溫部310，讓高溫部310硒化反應(yīng)的氣體濃度保持穩(wěn)定，進(jìn)一步維持整個(gè)硒化反應(yīng)過程穩(wěn)定進(jìn)行。

在本實(shí)施例中，反應(yīng)性熱處理設(shè)備300是由第一爐管312與第二爐管324接合而成，第一爐管312與第二爐管324可采用相同材質(zhì)，也能夠采用不同的材質(zhì)。例如，第一爐管312采用石英材質(zhì)，第二爐管324采用不銹鋼材質(zhì)；在另一實(shí)施例中，第一爐管312與第二爐管324均采用不銹鋼材質(zhì)；又在另一實(shí)施例中，第一爐管312與第二爐管324均采用石英材質(zhì)。本領(lǐng)域具通常知識(shí)者應(yīng)可得知，第一爐管312與第二爐管324的材質(zhì)可根據(jù)反應(yīng)性熱處理設(shè)備300的設(shè)計(jì)需求而更變。

本創(chuàng)作的反應(yīng)性熱處理設(shè)備200、300在低溫部220、320中設(shè)置至有一凹陷部221、321，當(dāng)含硒氣體14因溫度差從高溫部210、310流往低溫部220、320時(shí)，含硒氣體14的溫度降低便會(huì)讓硒冷凝成液態(tài)硒，冷凝液態(tài)硒會(huì)沿著低溫部220的管壁向下流，并且累積在低溫部220的管壁底部，再流入凹陷部221、321中，而不會(huì)順著爐管203、303回流至高溫部210、310，保持高溫部210、310中硒氣體濃度的穩(wěn)定。因此，凹陷部221、321的設(shè)置能夠大幅度的提高薄膜裝置制成的穩(wěn)定性。

上述實(shí)施例僅是為了方便說明而舉例，雖遭所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員任意進(jìn)行修改，均不會(huì)脫離如權(quán)利要求書中所欲保護(hù)的范圍。