CN105551933A - 一种制备cigs电池用的硒源裂解整流装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种制备CIGS电池用的硒源裂解整流装置，其特征在于：至少包括：用于置放原料的硒源加热炉，在所述硒源加热炉的下方设置有硒源加热器，硒源加热炉的上方设置有裂解腔室，在所述硒源加热炉和裂解腔室之间设置有密封腔，密封腔的下表面与硒源加热炉的出口导通，密封腔的上表面通过硒蒸汽出口与裂解腔室导通；在所述裂解腔室内设置有裂解加热丝；所述密封腔的上表面设有加料口；在所述裂解腔室的上表面开设有出气口。通过采用上述技术方案，本发明提升了物料分子的活性，提高了物料的反应活性；在卷对卷工艺中，能够使膜成分物料的分布更加均匀；同时该硒源裂解整流装置简单易操作，且更换维修时也简单容易。

Description

一种制备CIGS电池用的硒源裂解整流装置
技术领域
本发明属于CIGS太阳能电池制备设备领域，特别是涉及一种制备CIGS电池用的硒源裂解整流装置。
背景技术
目前在CIGS太阳能电池制备领域，蒸发镀膜制备方式中所用到的蒸发源多为点源或者线性源。在薄膜沉积制备过程中，我们要求材料蒸汽流稳定，薄膜各处的沉积量均匀，可控性强。
多元共蒸发法是制备CIGS层最广泛和最成功的方法。多元共蒸发法制备CIGS层，是由铜、铟、镓、硒各元素以气态形式在衬底处反应化合形成Cu(InxGa1-x)Se2的多晶材料，其中硒元素在CIGS层的形成过程中非常关键。在CIGS层制备过程中，固态硒材料被放入硒源罐中，通过加热蒸发方法产生硒蒸气，以气态形式弥散于真空腔室，这种方式的优点是无毒、廉价。但硒蒸气压难以控制，而且气态硒常以Sen(n≥5)大原子团形式存在，反应活性较差，易造成硒元素化合反应不充分，引起铟和镓元素的损失，降低材料利用率的同时导致CIGS薄膜成份偏离理想的化学计量比，降低CIGS层成膜质量。而且在卷对卷制作工艺中，为制作出幅宽方向和走带方向都均匀的电池，必须保证在工艺过程中各个源蒸出的气流均与且稳定。
所以在制备CIGS薄膜太阳能电池过程中，要解决此问题。这里，我们采用如下裂解室的结构来对Se蒸汽进行处理，实现在工艺过程中Se蒸汽的均与稳定。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：针对背景技术中指出的提高Se蒸汽的活性，使反应更加充分，薄膜各处更均匀而提出的一个能够获得稳定且流速可控的制备CIGS电池用的硒源裂解整流装置。
本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：
一种制备CIGS电池用的硒源裂解整流装置，至少包括：
用于置放原料的硒源加热炉(4)，在所述硒源加热炉(4)的下方设置有硒源加热器(5)，所述硒源加热炉(4)的上方设置有裂解腔室，在所述硒源加热炉(4)和裂解腔室之间设置有密封腔，密封腔的下表面与硒源加热炉(4)的出口导通，密封腔的上表面通过硒蒸汽出口与裂解腔室导通；在所述裂解腔室内设置有裂解加热丝(6)；所述密封腔的上表面设有加料口(3)；在所述裂解腔室的上表面开设有出气口(10)。
进一步：所述裂解腔室和硒蒸汽出口分别有两个，两个裂解腔室为第一裂解腔室(1-1)和第二裂解腔室(1-2)；两个硒蒸汽出口为第一硒蒸汽出口(2-1)和第二硒蒸汽出口(2-2)；所述第一裂解腔室(1-1)通过第一硒蒸汽出口(2-1)与密封腔导通；所述第二裂解腔室(1-2)通过第二硒蒸汽出口(2-2)与密封腔导通。
更进一步：所述第一裂解腔室(1-1)和第二裂解腔室(1-2)均为空心圆柱体结构，所述空心圆柱体的中心轴与密封腔的上表面相互平行；第一裂解腔室(1-1)和第二裂解腔室(1-2)的中心轴相互平行。
更进一步：所述裂解加热丝(6)为石墨丝或者不锈钢丝中的一种。
更进一步：在所述第一裂解腔室(1-1)和第二裂解腔室(1-2)的侧壁设置有与密封腔连接的连接管(9)。
本发明具有的优点和积极效果是：
本发明采用对石墨线(或其他耐高温，耐腐蚀等合适材料)通以较大电流，对从硒蒸汽出口的蒸汽流高温处理。在此小裂解室里，一是可以对从出口喷出的硒蒸汽进行缓冲，降低其流动速度，使其尽可能的分布弥漫整个裂解室，进而在工艺过程中使幅宽方向的硒蒸汽均匀；二是，裂解丝通过的电流会使裂解丝发热，营造高温环境，尤其是从硒源罐出气口附近，高温促进大原子团的硒蒸汽裂解成较小原子团的蒸汽，进而促进硒在蒸出后能充分与其他物料原子接触，充分反应。因此具有如下技术效果：1.提升了物料分子的活性，提高了物料的反应活性。2.在卷对卷工艺中，能够使膜成分物料的分布更加均匀。3.装置简洁易操作，且更换维修时也简单容易。
附图说明：
图1是本发明优选实施例的主视图；
图2是本发明优选实施例的侧视图；
图3是本发明优选实施例的俯视图；
图4是本发明优选实施例中裂解腔室的主视图；
图5是本发明优选实施例中裂解腔室的侧视图；
图6是本发明优选实施例中裂解腔室的俯视图。
其中：1-1、第一裂解腔室；1-2、第二裂解腔室；2-1、第一硒蒸汽出口；2-2、第二硒蒸汽出口；3、加料口；4、硒源加热炉；5、硒源加热器；6、裂解加热丝；7、裂解电极端子；8、裂解腔体；9、连接管；10、出气口。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
请参阅图1至图6，一种制备CIGS电池用的硒源裂解整流装置，包括：
用于置放原料的硒源加热炉)，在所述硒源加热炉4的下方设置有硒源加热器5，所述硒源加热炉4的上方设置有裂解腔室，在所述硒源加热炉4和裂解腔室之间设置有密封腔，密封腔的下表面与硒源加热炉4的出口导通，密封腔的上表面通过硒蒸汽出口与裂解腔室导通；在所述裂解腔室内设置有裂解加热丝6；所述密封腔的上表面设有加料口3。在本优选实施例中，为了提高反应的充分性：所述裂解腔室和硒蒸汽出口分别有两个，两个裂解腔室为第一裂解腔室1-1和第二裂解腔室1-2；两个硒蒸汽出口为第一硒蒸汽出口2-1和第二硒蒸汽出口2-2；所述第一裂解腔室1-1通过第一硒蒸汽出口2-1与密封腔导通；所述第二裂解腔室1-2通过第二硒蒸汽出口2-2与密封腔导通。所述第一裂解腔室1-1和第二裂解腔室1-2均为空心圆柱体结构，所述空心圆柱体的中心轴与密封腔的上表面相互平行；第一裂解腔室1-1和第二裂解腔室1-2的中心轴相互平行。所述裂解加热丝6为石墨丝或者不锈钢丝中的一种。在所述第一裂解腔室1-1和第二裂解腔室1-2包括圆柱体结构的裂解腔体8和安装于侧壁的连接管9；连接管9实现第一裂解腔室1-1和第二裂解腔室1-2与密封腔导通。在所述裂解腔室的上表面开设有出气口10。
上述优选实施例的工作原理如下；向硒源加热炉4添加硒料，开启硒源加热器5，此时，硒源加热炉4内的硒料开始预热，加热到一定程度后，硒料开始蒸出，此时接通裂解电极端子7，电流进入裂解加热丝6，裂解加热丝6开始工作，硒蒸汽通过第一硒蒸汽出口2-1和第二硒蒸汽出口2-2分别进入第一裂解腔室1-1和第二裂解腔室1-2，进入第一裂解腔室1-1和第二裂解腔室1-2的硒蒸汽多是很大的原子团聚集的，提前加热的第一裂解腔室1-1和第二裂解腔室1-2空间比较小，因此不但能够缓冲蒸汽流，使硒蒸汽弥漫整个裂解室，而且高温能够使大的硒源子团分裂成较小的原子。蒸汽继续往上，会通过第一裂解腔室1-1和第二裂解腔室1-2上方的出气口10离开硒源，进入工艺腔室空间，这样能够使反应更充分进行，同时在卷对卷制备工艺中能够促进幅宽方向成分的均匀性。
以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (5)

1.一种制备CIGS电池用的硒源裂解整流装置，其特征在于：至少包括：
用于置放原料的硒源加热炉(4)，在所述硒源加热炉(4)的下方设置有硒源加热器(5)，所述硒源加热炉(4)的上方设置有裂解腔室，在所述硒源加热炉(4)和裂解腔室之间设置有密封腔，密封腔的下表面与硒源加热炉(4)的出口导通，密封腔的上表面通过硒蒸汽出口与裂解腔室导通；在所述裂解腔室内设置有裂解加热丝(6)；所述密封腔的上表面设有加料口(3)；在所述裂解腔室的上表面开设有出气口(10)。
2.根据权利要求1所述制备CIGS电池用的硒源裂解整流装置，其特征在于：所述裂解腔室和硒蒸汽出口分别有两个，两个裂解腔室为第一裂解腔室(1-1)和第二裂解腔室(1-2)；两个硒蒸汽出口为第一硒蒸汽出口(2-1)和第二硒蒸汽出口(2-2)；所述第一裂解腔室(1-1)通过第一硒蒸汽出口(2-1)与密封腔导通；所述第二裂解腔室(1-2)通过第二硒蒸汽出口(2-2)与密封腔导通。
3.根据权利要求2所述制备CIGS电池用的硒源裂解整流装置，其特征在于：所述第一裂解腔室(1-1)和第二裂解腔室(1-2)均为空心圆柱体结构，所述空心圆柱体的中心轴与密封腔的上表面相互平行；第一裂解腔室(1-1)和第二裂解腔室(1-2)的中心轴相互平行。
4.根据权利要求2所述制备CIGS电池用的硒源裂解整流装置，其特征在于：所述裂解加热丝(6)为石墨丝或者不锈钢丝中的一种。
5.根据权利要求3或4所述制备CIGS电池用的硒源裂解整流装置，其特征在于：在所述第一裂解腔室(1-1)和第二裂解腔室(1-2)的侧壁设置有与密封腔连接的连接管(9)。
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