CN103191690A - 一种用于制备cigs吸收层靶材的反应釜 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及反应釜,具体说是一种用于制备CIGS吸收层靶材的反应釜,其包括釜体和竖直设置于釜体腔体中心的搅拌轴,搅拌轴下端安装有搅拌桨,所述釜体包括分别独立加温的容纳CIGS吸收层靶材原料的上层加温区和下层加温区,上层加温区与下层加温区连通,所述搅拌桨安装于下层加温区内。本发明可根据各材料的熔点和沸点的不同,对不同材料分别加温,并可使Se以气态,Cu、In、Ga中的一种或几种以液态的形式形成对流,使混合更加充分,不仅进一步增加了Se在合金中分布的均匀度,提高了靶材质量;而且可对熔点较低的材料进行较低温度的熔化,而避免了一律采用较高温度对各材料进行熔化,节约了加温成本。
Description
技术领域
本发明涉及反应釜,具体说是一种用于制备CIGS吸收层靶材的反应釜。
背景技术
在制备CIGS吸收层靶材的过程中,靶材原料Cu、In、Ga、Se需要在反应釜内经过高温合成反应。在反应过程中,由于各个元素的熔点和沸点不同,一般都需要将温度提高到与熔点或沸点最高材料的温度,才能完全反应。而当某一材料的熔点大于另一材料的沸点时,会产生气液共存的现象。在现有技术的CIGS吸收层靶材的制备过程中,由于Cu的熔点为1084.4℃,而Se的沸点为684.9℃,因此出现了气液共存现象。这种现象对应现有的反应釜而言,其经过简单的搅拌很难解决气液混合不够均匀的问题,从而导致反应不够完全,造成Se在合金中的分布不够均匀,影响靶材的质量。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种可使反应更充分、提高靶材质量的用于制备CIGS吸收层靶材的反应釜。
本发明解决上述技术问题采用的技术方案为:一种用于制备CIGS吸收层靶材的反应釜,包括釜体和竖直设置于釜体腔体中心的搅拌轴,搅拌轴下端安装有搅拌桨,所述釜体包括分别独立加温的容纳CIGS吸收层靶材原料的上层加温区和下层加温区,上层加温区与下层加温区连通,所述搅拌桨安装于下层加温区内。
作为优选,所述上层加温区的釜体上安装有上加热器,下层加温区釜体上安装有下加热器。
进一步地,所述上层加温区通过径向设置的隔板分隔成数个容纳空间,在每一容纳空间对应的釜体上设有所述上加热器。
作为优选,所述上、下加热器为硅钼棒电热器,在每一容纳空间对应的釜体内沿轴向安装有数个硅钼棒,在下层加温区的釜体内沿周向缠绕有硅钼棒。
作为优选,每一所述隔板内设有隔热层。
作为优选,所述上、下层加温区之间设置有丝网,上、下层加温区通过该丝网连通。
作为优选,在上、下层加温区之间的釜体内安装有隔热环。
从以上技术方案可知,本发明可根据各材料的熔点和沸点的不同,对不同材料分别加温,并可使Se以气态,Cu、In、Ga中的一种或几种以液态的形式形成对流,使混合更加充分,不仅进一步增加了Se在合金中分布的均匀度,提高了靶材质量;而且可对熔点较低的材料进行较低温度的熔化,而避免了一律采用较高温度对各材料进行熔化,节约了加温成本。
附图说明
图1是本发明中一种优选方式的结构剖视示意图;
图2是本发明中俯视结构示意图。
具体实施方式
下面结合图1、图2对本发明作进一步地详细说明:
本反应釜包括釜体1和竖直设置于釜体腔体中心的搅拌轴2,搅拌轴下端安装有搅拌桨3,所述釜体包括分别独立加温的容纳CIGS吸收层靶材原料的上层加温区11和下层加温区12,上层加温区一般放置靶材中的沸点较高的Cu、In、Ga中的一种或几种,下层加温区放置沸点较低的Se,上层加温区与下层加温区连通,可使上层加温区的材料熔化后流入下层加温区。一般地,上、下层加温区通过丝网4连通,丝网的孔径应根据各个材料的粒径确定,最好避免固体颗粒从网孔中通过;搅拌桨安装于下层加温区内,从而对混合在下层加温区的材料进行搅拌,使反应充分进行。在实施过程中,下层的Se形成气态,上层的材料形成液态,液态材料流入下层时与气态Se形成对流,从而使反应更加充分。
在本发明中,所述上层加温区11的釜体上安装有上加热器,下层加温区釜体上安装有下加热器,分别对上下加温区加热,可分别控制上下加温的温度。为了进一步控制对各个材料的温度,上层加温区通过径向设置的隔板5分隔成数个容纳空间,在每一容纳空间对应的釜体上设有所述上加热器,从而对每个容纳空间单独加温。在实施过程中,隔板从安装搅拌轴的轴套21向外延伸至釜体,将上层加温区隔开,隔板的数量根据材料种类选择,同时还将隔板设置成拆卸式,需要对上加温区分隔式时,安装隔板,不需要时,则可拆卸。
在实施过程中,所述上、下加热器采用硅钼棒电热器,在每一容纳空间对应的釜体内沿轴向安装硅钼棒6,在下层加温区的釜体内沿周向缠绕硅钼棒6。由于硅钼棒使用温度高,具有耐高温、抗氧化,耐腐蚀、升温快、寿命长、高温变形小、安装维修方便等特点,本发明通过硅钼棒给反应釜加热,能起到良好的加温效果;还可与自动化供电系统配套使用,既可得到精确的恒定温度,又可根据生产工艺的实际需要进行自动调温,精确控制各个区域的温度,有利于节约能源。
在实施过程中,在每一所述隔板5内设有隔热层51,同时在上、下层加温区之间的釜体内安装有隔热环7,尽可能避免了各容纳空间之间、上下层加温区之间相互传热的现象,不仅提高控温精度,而且避免了一律采用较高温度对各材料进行熔化,节约了加温成本。
上述实施方式仅供说明本发明之用,而并非是对本发明的限制,有关技术领域的普通技术人员,在不脱离本发明精神和范围的情况下,还可以作出各种变化和变型,因此所有等同的技术方案也应属于本发明的范畴。
Claims (7)
1.一种用于制备CIGS吸收层靶材的反应釜,包括釜体和竖直设置于釜体腔体中心的搅拌轴,搅拌轴下端安装有搅拌桨,其特征在于:所述釜体包括分别独立加温的容纳CIGS吸收层靶材原料的上层加温区和下层加温区,上层加温区与下层加温区连通,所述搅拌桨安装于下层加温区内。
2.根据权利要求1所述的反应釜,其特征在于:所述上层加温区的釜体上安装有上加热器,下层加温区釜体上安装有下加热器。
3.根据权利要求2所述的反应釜,其特征在于:所述上层加温区通过径向设置的隔板分隔成数个容纳空间,在每一容纳空间对应的釜体上设有所述上加热器。
4.根据权利要求3所述的反应釜,其特征在于:所述上、下加热器为硅钼棒电热器,在每一容纳空间对应的釜体内沿轴向安装有数个硅钼棒,在下层加温区的釜体内沿周向缠绕有硅钼棒。
5.根据权利要求4所述的反应釜,其特征在于:每一所述隔板内设有隔热层。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的反应釜,其特征在于:所述上、下层加温区之间设置有丝网,上、下层加温区通过该丝网连通。
7.根据权利要求6所述的反应釜,其特征在于:在上、下层加温区之间的釜体内安装有隔热环。
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