CN101640233B - 用磁控溅射法生产CdS/CdTe太阳能电池的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了用磁控溅射法生产CdS/CdTe太阳能电池的装置，其特点是该装置由CdS/CdTe的形成装置，CdCl2热处理装置和背电极制作装置组成。CdS/CdTe的形成装置依次由进料仓(1)、CdS镀膜仓(2)、过渡仓(3)、CdTe镀膜仓(4)和出料仓(5)组成；CdCl2热处理装置采用近空间升华法装置将CdCl2镀在CdS/CdTe面上；背电极制作装置与CdS/CdTe形成装置基本相同，只是将CdS镀膜仓换成ZnTe镀膜仓，CdTe镀膜仓换成Ni镀膜仓。然后采用磁控溅射法将CdS、CdTe、CdCl2、ZnTe:Cu和Ni分别溅射到经清洗激光刻的导电玻璃工件上，用超声焊机焊上引出电极，用UV胶在电池背面涂覆约200～500μm厚的胶膜，经UV干燥机干燥后形成完整的太阳能电池。

Description

用磁控溅射法生产CdS/CdTe太阳能电池的装置
技术领域
本发明涉及用磁控溅射法生产CdS/CdTe太阳能电池的装置，属于太阳能电池的制备领域。
背景技术
化合物半导体镀膜太阳能电池作为一种新的能源材料正在得到迅速的发展，CdS/CdTe多晶镀膜太阳能电池由于具有成本低、性能稳定、工序简单等优点。同时也具有多晶镀膜化合物半导体，异质结器件等基本特点，是目前极有前途的太阳能电池之一。
CdS/CdTe太阳能电池的制备方法有近空间升华法，电沉积法、分子束外延、物理气相沉积法和化学水溶法等，目前大多采用近空间升华法，它有一定的优点，但也存在一些不足，如能耗高、基片温度高、不易大面积制作。
中国专利公开了CN101299443题为“一种柔性碲化镉镀膜太阳能电池结构”，CN101267007题为“超薄基片注射的碲化镉太阳能电池”，为了扩大电池的应用范围，加入石墨和金属解决导电性等不同目的。但工艺复杂、繁琐、成本高。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足而提供一种用磁控溅射法生产CdS/CdTe太阳能电池的装置，其特点是该装置通过对电压、电源、气压和距离控制，控制膜的质量，使用磁控溅射技术制作CdS/CdTe太阳能电池。
本发明的目的由以下技术措施实施：
用磁控溅射法生产CdS/CdTe太阳能电池的装置：
1.用磁控溅射法生产CdS/CdTe太阳能电池的装置由CdS/CdTe的形成装置，CdCl2热处理装置和背电极制作装置三大部分组成：
(1)CdS/CdTe的形成装置
CdS/CdTe的形成装置由进料仓、CdS镀膜仓、过渡仓、CdTe镀膜仓和出料仓组成，进料仓内设加热器和输送系统，输送系统通过CdS镀膜仓、过渡仓、CdTe镀膜仓和出料仓构成循环系统；仓与仓之间设隔离门，进料仓外分别与真空系统、氩气系统和控制系统连接；CdS镀膜仓内设CdS靶头，靶头一端与冷却水进口及靶头电源连接；靶头另一端与冷却水出口连接，输送系统上放置工件夹具，工件夹具固定工件，CdS镀膜仓的前、后设真空门，真空门与CdS镀膜仓的连接处设密封圈，CdS镀膜仓外分别与真空系统、氩气系统和控制系统连接；过渡仓内送输送系统，过渡工件，过渡仓外分别与真空系统、氩气系统和控制系统连接；CdTe镀膜仓内设CdTe靶头，其余部分设置和连接同CdS镀膜仓；出料仓的设置和连接同过渡仓全部仓位由支架支撑。
(2)CdCl2热处理装置
将上述装置形成的CdS/CdTe膜的工件用激光刻第二条线后进入CdCl2热处理装置，当基板加热至250～270℃将CdCl2加热至390～420℃采用近空间升华法装置将CdCl2镀在CdS/CdTe面上。
(3)背电极制作装置
背电极制作装置由进料仓、ZnTe镀膜仓、过渡仓、Ni镀膜仓和出料仓组成，它与CdS/CdTe的形成装置基本相同，进料仓的设置和连接同CdS/CdTe的形成装置的进料仓，ZnTe镀膜仓的设置和连接同CdS镀膜仓、过渡仓的设置和连接同CdS/CdTe的形成装置的过渡仓，Ni镀膜仓的设置和连接同CdTe镀膜仓、出料仓的设置和连接同CdS/CdTe的形成装置的出料仓。
采用磁控溅射法将CdS、CdTe、CdCl2、ZnTe:Cu和Ni分别溅射到经清洗激光刻的导电玻璃工件上，用超声焊机焊上引出电极，用UV胶在电池背面涂覆200～500μm厚的胶膜，经UV干燥机干燥后形成完整的太阳能电池。
附图说明
图1为CdS/CdTe膜的形成装置示意图。
图2为A-A剖示图。
1.进料仓，2.CdS镀膜仓，3.过渡仓，4.CdTe镀膜仓，5.出料仓，6.输送系统，7.工件，8.真空系统，9.加热器，10.氩气流量控制系统，11.支架，12.控制系统，13.CdS靶头，14.CdTe靶头，15.隔离门，16.密封圈，17.冷却水进口及靶头电源，18.冷却水出口，19.真空仓门，20.工件夹具。
图3为背电极制作装置示意图。
图4为A-A剖示图。
1.进料仓，2.ZnTe镀膜仓，3.过渡仓，4.Ni镀膜仓，5.出料仓，6.输送系统，7.工件，8.真空系统，9.加热器，10.氩气流量控制系统，11.支架，12.控制系统，13.ZnTe靶头，14.Ni靶头，15.隔离门，16.密封圈，17.冷却水进口及靶头电源，18.冷却水出口，19.真空仓门，20.工件夹具。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明进行具体的描述，有必要在此指出的是本实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术熟练人员可以根据上述本发明的内容作出一些非本质的改进和调整。
实施例1
1.用磁控溅射法生产CdS/CdTe太阳能电池的装置由CdS/CdTe的形成装置，CdCl2热处理装置和背电极制作装置组成：
(1)CdS/CdTe的形成装置
如图1所示，CdS/CdTe的形成装置由进料仓1、CdS镀膜仓2、过渡仓3、CdTe镀膜仓4和出料仓5组成，进料仓1内设加热器9和输送系统6，输送系统通过CdS镀膜仓2、过渡仓3、CdTe镀膜仓4和出料仓5构成循环系统，仓与仓之间设隔离门15，进料仓外分别与真空系统8、氩气系统10和控制系统12连接；CdS镀膜仓2内设CdS靶头13，靶头一端与冷却水进口及靶头电源17连接，靶头另一端与冷却水出口18连接，输送系统6上放置工件夹具20，工件夹具固定工件7，CdS镀膜仓的前、后设真空门19，真空门与CdS镀膜仓的连接外设密封圈16，CdS镀膜仓外分别与真空系统、氩气系统和控制系统连接；过渡仓3内送输送系统。过渡工件，过渡仓外分别与真空系统、氩气系统和控制系统连接；CdTe镀膜仓4内设CdTe靶头14，其余部分设置和连接同CdS镀膜仓2；出料仓5的设置和连接同过渡仓3，全部仓位由支架11支撑。
(2)CdCl2热处理装置
将上述装置形成的CdS/CdTe膜的工件用激光刻第二条线后进入CdCl2热处理装置，当基板加热至250～270℃将CdCl2加热至390～420℃，采用近空间升华法装置将CdCl2镀在CdS/CdTe面上。
(3)背电极制作装置
如图2所示，背电极制作装置由进料仓1、ZnTe镀膜仓2、过渡仓3、Ni镀膜仓4和出料仓5组成，它与CdS/CdTe的形成装置基本相同，进料仓1内设加热器9和输送系统6，输送系统通过ZnTe镀膜仓2、过渡仓3、Ni镀膜仓4和出料仓5构成循环系统，仓与仓之间设隔离门15，进料仓外分别与真空系统8、氩气系统10和控制系统12连接；ZnTe镀膜仓2内设ZnTe靶头13，靶头一端与冷却水进口及靶头电源17连接，靶头另一端与冷却水出口18连接；输送系统6上放置工件夹具20，工件夹具固定工件7，ZnTe镀膜仓的前、后设真空门19，真空门与ZnTe镀膜仓的连接外设密封圈16，ZnTe镀膜仓外分别与真空系统、氩气系统和控制系统连接；过渡仓3内送输送系统。过渡工件，过渡仓外分别与真空系统、氩气系统和控制系统连接；Ni镀膜仓4内设Ni靶头14，其余部分设置和连接同ZnTe镀膜仓2；出料仓5的设置和连接同过渡仓3，全部仓位由支架11支撑。
采用磁控溅射法将CdS、CdTe、CdCl2、ZnTe:Cu和Ni分别溅射到经清洗激光刻的导电玻璃工件上，用超声焊机焊上引出电极，用UV胶在电池背面涂覆200～500μm厚的胶膜，经UV干燥机干燥后形成完整的太阳能电池。

Claims (1)

1.用磁控溅射法生产CdS/CdTe太阳能电池的装置，其特征在于该装置由CdS/CdTe的形成装置，CdCl2热处理装置和背电极制作装置组成：
(1)CdS/CdTe的形成装置
CdS/CdTe的形成装置由进料仓(1)、CdS镀膜仓(2)、过渡仓(3)、CdTe镀膜仓(4)和出料仓(5)组成，进料仓(1)内设加热器(9)和输送系统(6)，输送系统通过CdS镀膜仓(2)、过渡仓(3)、CdTe镀膜仓(4)和出料仓(5)构成循环系统；仓与仓之间设隔离门(15)，进料仓外分别与真空系统(8)、氩气系统(10)和控制系统(12)连接；CdS镀膜仓(2)内设CdS靶头(13)，靶头一端与冷却水进口及靶头电源(17)连接，靶头另一端与冷却水出口(18)连接；输送系统(6)上放置工件夹具(20)，工件夹具固定工件(7)，CdS镀膜仓的前、后设真空门(19)，真空门与CdS镀膜仓的连接处设密封圈(16)，CdS镀膜仓外分别与真空系统、氩气系统和控制系统连接；过渡仓(3)内设输送系统、过渡工件，过渡仓外分别与真空系统、氩气系统和控制系统连接；CdTe镀膜仓(4)内设CdTe靶头(14)，其余部分设置和连接同CdS镀膜仓(2)；出料仓(5)的设置和连接同过渡仓(3)，全部仓位由支架(11)支撑；
(2)CdCl2热处理装置
将上述装置形成的CdS/CdTe膜的工件用激光刻第二条线后进入CdCl2热处理装置，当工件加热至250～270℃将CdCl2加热至390～420℃采用近空间升华法装置将CdCl2镀在CdS/CdTe面上；
(3)背电极制作装置
背电极制作装置由进料仓(1)、ZnTe镀膜仓(2)、过渡仓(3)、Ni镀膜仓(4)和出料仓(5)组成，它与CdS/CdTe的形成装置基本相同，进料仓(1)的设置和连接同CdS/CdTe的形成装置的进料仓，ZnTe镀膜仓(2)的设置和连接同CdS镀膜仓、过渡仓的设置和连接同CdS/CdTe的形成装置的过渡仓，Ni镀膜仓(4)的设置和连接同CdTe镀膜仓、出料仓(5)的设置和连接同CdS/CdTe的形成装置的出料仓；
采用磁控溅射法将CdS、CdTe、ZnTe：Cu和Ni分别溅射到经清洗激光刻的导电玻璃工件上，用超声焊机焊上引出电极，用UV胶在电池背面涂覆200～500μm厚的胶膜，经UV干燥机干燥后形成完整的太阳能电池。
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