CN111206220A - 一种镀膜设备及镀膜方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种镀膜设备及镀膜方法，镀膜设备包括相连接的第一沉积腔室和第二沉积腔室，所述第一沉积腔室和第二沉积腔室均包括至少一排非金属蒸发源，每一排非金属蒸发源对应至少两排金属蒸发源，在每一排非金属蒸发源对应的金属蒸发源中，至少两排金属蒸发源相对于该排非金属蒸发源对称设置；其中，第二沉积腔室中的每排金属蒸发源的总数量为9个。本发明可生成厚度均匀、性能良好的CIGS薄膜，有效提高了太阳能电池的发电效率。

Description

一种镀膜设备及镀膜方法
技术领域
本发明涉及太阳能电池衬底的镀膜技术领域，尤其涉及一种镀膜设备及镀 膜方法。
背景技术
薄膜太阳能电池将光能转化为电能，只要是有光，便可完成由光能到电能 的转化，为用户的使用提供了很大的便利，尤其是户外运动者，即使长时间呆 在户外，也无需考虑需找地方为用电设备充电的问题。
现有技术中，主要采用磁控溅射的方法在基板上形成CIGS薄膜，以形成 太阳能电池，该方法主要是利用气体放电产生的正离子在电场的作用下高速运 动进而轰击作为阴极的靶，使作为阴极的靶中的原子或分子逃逸出来进而沉淀 到基板的表面，以在基板上形成可将太阳能转化为电能的薄膜。采用该磁控溅 射方法形成的薄膜与基板有较好的附着性，且形成的薄膜的密度较高。
然而，磁控溅射方法是采用环状磁场控制下的辉光放电，其成膜速率差且 磁控溅射的设备需要高压装置，导致设备复杂昂贵，不利于大规模生产太阳能 电池。除此之外，通过磁控溅射形成的CIGS薄膜厚度不均匀，质量较差，由 此导致太阳能电池的性能较差，发电效率较低。
发明内容
本发明实施例提供一种镀膜设备及镀膜方法，以解决现有技术中通过磁控 溅射法形成的CIGS薄膜厚度不均匀、性能差，造成太阳能电池发电效率低的 的技术问题。
第一方面，本发明提供一种镀膜设备，所述镀膜设备包括相连接的第一沉 积腔室和第二沉积腔室，其中：
所述第一沉积腔室和第二沉积腔室均包括至少一排非金属蒸发源，每一排 所述非金属蒸发源对应至少两排金属蒸发源，在每一排所述非金属蒸发源对应 的金属蒸发源中，至少两排金属蒸发源相对于该排非金属蒸发源对称设置；其 中，第二沉积腔室中每排金属蒸发源的总数量为9个。
可选地，所述第一沉积腔室的金属蒸发源设置在第一沉积腔室的底部，所 述第一沉积腔室内的金属蒸发源包括Ga蒸发源和In蒸发源；所述第一沉积腔 室内的非金属蒸发源包括Se蒸发源；
和/或
所述第二沉积腔室的金属蒸发源设置在第二沉积腔室的底部，所述第二沉 积腔室内的金属蒸发源包括Cu蒸发源、In蒸发源和Ga蒸发源；所述第二沉 积腔室内的非金属蒸发源包括Se蒸发源。
在第一沉积腔室和第二沉积腔室的两侧且位于衬底下方对称设置金属蒸 发源，能够使得镀膜更加均匀，电性能和结晶性能更好。
可选地，上述的镀膜设备，所述第一沉积腔室的底部包括相对设置的两侧， 每一侧设置有至少一排金属蒸发源，且每排金属蒸发源的总数量为M个，其 中，M为大于等于2且小于等于7的整数；所述第一沉积腔室的每排非金属蒸 发源的总数量为N个，其中，N为大于等于3小于等于9的整数；
和/或
所述第二沉积腔室的底部包括相对设置的两侧，每一侧设置有至少一排金 属蒸发源；所述第二沉积腔室的每排非金属蒸发源的总数量为Y个，其中，Y 为大于等于7小于等于15的整数。
可选地，所述第一沉积腔室的每排金属蒸发源沿所述第一沉积腔室长度方 向的排布顺序依次为：
In蒸发源，Ga蒸发源，In蒸发源；或
Ga蒸发源，In蒸发源，Ga蒸发源；或
In蒸发源，Ga蒸发源，In蒸发源，Ga蒸发源；或
Ga蒸发源，Ga蒸发源，In蒸发源，In蒸发源；或
Ga蒸发源，In蒸发源，Ga蒸发源，Ga蒸发源，In蒸发源；或
In蒸发源，Ga蒸发源，In蒸发源，Ga蒸发源，Ga蒸发源，In蒸发源； 或
Ga蒸发源，In蒸发源，In蒸发源，Ga蒸发源，In蒸发源，Ga蒸发源； 或
In蒸发源，Ga蒸发源，In蒸发源，Ga蒸发源，In蒸发源，Ga蒸发源， Ga蒸发源。
和/或，所述第二沉积腔室的每排金属蒸发源沿所述第二沉积腔室长度方向 的排布顺序依次为：
Cu蒸发源，In蒸发源，Cu蒸发源，Cu蒸发源，Cu蒸发源，In蒸发源， In蒸发源，Ga蒸发源，In蒸发源；或
In蒸发源，Ga蒸发源，In蒸发源，Cu蒸发源，In蒸发源，Cu蒸发源， Cu蒸发源，Cu蒸发源，In蒸发源；或
In蒸发源，Ca蒸发源，Cu蒸发源，In蒸发源，Cu蒸发源，Cu蒸发源， Cu蒸发源，Cu蒸发源，In蒸发源，In蒸发源；或
Cu蒸发源，In蒸发源，Cu蒸发源，In蒸发源，Cu蒸发源，Cu蒸发源， In蒸发源，Ga蒸发源，In蒸发源；或
Cu蒸发源，Cu蒸发源，Cu蒸发源，In蒸发源，Cu蒸发源，In蒸发源， In蒸发源，Ga蒸发源，In蒸发源；或
Ga蒸发源，In蒸发源，Cu蒸发源，In蒸发源，Cu蒸发源，Cu蒸发源， In蒸发源，Ga蒸发源，Ga蒸发源；或
Ga蒸发源，Cu蒸发源，In蒸发源，Cu蒸发源，In蒸发源，Cu蒸发源， Cu蒸发源，In蒸发源，Ga蒸发源；或
Cu蒸发源，Cu蒸发源，In蒸发源，Cu蒸发源，In蒸发源，Cu蒸发源， Cu蒸发源，In蒸发源，Ga蒸发源；或
In蒸发源，In蒸发源，Cu蒸发源，In蒸发源，Cu蒸发源，Cu蒸发源， In蒸发源，Ga蒸发源，In蒸发源。
相对于各金属蒸发源随机排序而言，按照上述第一沉积腔室和第二沉积腔 室内的金属蒸发源的排布方式排布各金属蒸发源，能够改善CIGS薄膜的稳定 性，提高了薄膜太阳能电池的发电效率和成品率；进而本申请提供了一种性能 稳定、高效的薄膜太阳能电池。
可选地，上述的镀膜设备，所述第一沉积腔室的每排相邻两个金属蒸发源 之间具有间隙；当所述第一沉积腔室的每一侧金属蒸发源为多排时，多排金属 蒸发源对齐或交错设置；
所述第一沉积腔室的每排相邻两个非金属蒸发源之间具有间隙；当所述第 一沉积腔室的非金属蒸发源为多排时，多排非金属蒸发源对齐或交错设置；
和/或
所述第二沉积腔室的每排相邻两个金属蒸发源之间具有间隙；当所述第二 沉积腔室的每一侧金属蒸发源为多排时，多排金属蒸发源对齐或交错设置；
所述第二沉积腔室的每排相邻两个非金属蒸发源之间具有间隙；当所述第 二沉积腔室的非金属蒸发源为多排时，多排非金属蒸发源对齐或交错设置。通 过上述第一沉积腔室和第二沉积腔室内的金属蒸发源和非金属蒸发源的排布 设置能够使得镀膜更加均匀，电性能和结晶性能更好。
可选地，上述的镀膜设备，所述第一沉积腔室的金属蒸发源和所述第二沉 积腔室的金属蒸发源与参考线之间形成倾斜夹角α，所述参考线为垂直于对应 所述沉积腔室底部的直线，所述倾斜夹角α均为18-48度。
可选地，上述的镀膜设备，还包括：
前处理腔室和/或后处理腔室，所述前处理腔室连接在所述第一沉积腔室与 所述第二沉积腔室之间，所述前处理腔室中设置有碱金属化合物蒸发源；所述 后处理腔室连接在所述第二沉积腔室之后，所述后处理腔室中设置有碱金属化 合物蒸发源。
第二方面，本发明提供一种镀膜方法，应用于上述的任一镀膜设备，所述 方法包括：
控制第一沉积腔室的温度达到第一预设温度阈，在第一沉积腔室中通过沉 积工艺在衬底的表面形成(In,Ga)2Se3薄膜；
控制第二沉积腔室的温度达到第二预设温度阈，在第二沉积腔室中通过沉 积工艺在所述(In,Ga)2Se3薄膜的表面沉积形成CIGS薄膜。
可选地，上述的镀膜方法，所述控制第二沉积腔室的温度达到第二预设温 度阈，在第二沉积腔室中通过沉积工艺在所述(In,Ga)2Se3薄膜的表面沉积形成 CIGS薄膜，包括：
控制第二沉积腔室的温度达到第二预设温度阈，通过沉积工艺在所述 (In,Ga)2Se3薄膜的表面沉积Cu，形成贫铜的Cu(In,Ga)3Se5薄膜；
在所述贫铜的Cu(In,Ga)3Se5薄膜的表面沉积Cu，形成富铜的Cu(In,Ga)Se2薄膜和液相的Cu2Se；
在所述富铜的Cu(In,Ga)Se2薄膜和液相的Cu2Se的表面沉积In、Ga、Se， 形成CIGS薄膜。
可选地，上述的镀膜方法，在所述控制第一沉积腔室的温度达到第一预设 温度阈，在第一沉积腔室中通过沉积工艺在衬底的表面形成(In,Ga)2Se3薄膜之 后，在所述控制第二沉积腔室的温度达到第二预设温度阈，在第二沉积腔室中 通过沉积工艺在所述(In,Ga)2Se3薄膜的表面沉积，形成CIGS薄膜之前，还包 括：
在所述(In,Ga)2Se3薄膜的表面进行碱金属的沉积处理；和/或
在所述控制第二沉积腔室的温度达到第二预设温度阈，在第二沉积腔室中 通过沉积工艺在所述(In,Ga)2Se3薄膜的表面沉积形成CIGS薄膜之后，还包括：
在所述CIGS薄膜的表面进行碱金属的沉积处理。
本发明实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：
相对于现有采用磁控溅射方法形成CIGS薄膜的技术，本发明提出一种包 括均设置有金属蒸发源和非金属蒸发源的两个沉积腔室的镀膜设备，通过加热 到一定温度，使各沉积腔室内的金属蒸发源由固态变为气态，气态金属蒸发源 上升至沉积腔室顶部被镀膜到衬底上，最终形成能够将太阳光能转成电能的薄 膜电池。本发明采用共蒸发沉积的方法形成厚度均匀的CIGS薄膜，不仅降低 了设备造价，而且提高了成膜速率，同时提高了CIGS镀膜的均匀性，改善了 CIGS薄膜的性能，提高了薄膜太阳能电池的发电效率。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部 分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不 当限定。在附图中：
图1为本发明实施例中第一沉积腔室中的金属蒸发源及非金属蒸发源的排 布示意图；
图2a为本发明另一实施例中第一沉积腔室中的金属蒸发源及非金属蒸发 源的排布示意图；
图2b为本发明再一实施例中第一沉积腔室中的金属蒸发源及非金属蒸发 源的排布示意图；
图2c为本发明再一实施例中第一沉积腔室中的金属蒸发源及非金属蒸发 源的排布示意图；
图2d为本发明再一实施例中第一沉积腔室中的金属蒸发源及非金属蒸发 源的排布示意图；
图2e为本发明再一实施例中第一沉积腔室中的金属蒸发源及非金属蒸发 源的排布示意图；
图3为本发明实施例中第二沉积腔室中的金属蒸发源及非金属蒸发源的排 布示意图；
图4a为本发明另一实施例中第二沉积腔室中的金属蒸发源及非金属蒸发 源的排布示意图；
图4b为本发明再一实施例中第二沉积腔室中的金属蒸发源及非金属蒸发 源的排布示意图；
图4c为本发明再一实施例中第二沉积腔室中的金属蒸发源及非金属蒸发 源的排布示意图；
图4d为本发明再一实施例中第二沉积腔室中的金属蒸发源及非金属蒸发 源的排布示意图；
图4e为本发明再一实施例中第二沉积腔室中的金属蒸发源及非金属蒸发 源的排布示意图；
图5为本发明实施例中一种CIGS镀膜设备的模块示意图；
图6a为本发明实施例中第一沉积腔室中的金属蒸发源对齐设置的排布示 意图；
图6b为本发明实施例中第一沉积腔室中的金属蒸发源交错设置的排布示 意图；
图7a为本发明实施例中第二沉积腔室中的金属蒸发源对齐设置的排布示 意图；
图7b为本发明实施例中第二沉积腔室中的金属蒸发源交错设置的排布示 意图；
图8为本发明实施例中的金属蒸发源与其所在的沉积腔室的底板成一定倾 斜角设置的侧视图；
图9为本发明实施例中再一种CIGS镀膜设备的模块示意图；
图10为本发明实施例中前处理腔室中蒸发源的排布示意图；
图11为本发明实施例中后处理腔室中蒸发源的排布示意图；
图12为在本发明实施例中的CIGS镀膜设备中衬底的温度变化曲线图；
图13为本发明实施例中一种CIGS镀膜方法的流程图；
图14为本发明实施例中另外一种CIGS镀膜方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实 施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的 实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实 施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实 施例，都属于本发明保护的范围。
以下结合附图，详细说明本发明各实施例提供的技术方案。
本发明实施例公开一种镀膜设备，该镀膜设备包括相连接的第一沉积腔室 11和第二沉积腔室13，其中：
参见图1所示，第一沉积腔室11包括至少一排非金属蒸发源112，每一排 非金属蒸发源112对应至少两排金属蒸发源111，在每一排非金属蒸发源112 对应的金属蒸发源111中，至少两排金属蒸发源111相对于该排非金属蒸发源 112对称设置。这里的至少一排包括一排、两排、三排、四排等任意大于等于 1的奇数排或偶数排，前述的第一个至少两排包括两排、三排、四排、五排、 六排等任意大于2的奇数排或偶数排，前述的第二个至少两排则特指两排、四 排、六排等任意大于2的偶数排。
可选地，在本发明的一个实施例中，参见图2a所示，第一沉积腔室11包 括一排非金属蒸发源112，该排非金属蒸发源112对应两排金属蒸发源111， 且两排金属蒸发源111相对于该排非金属蒸发源112对称设置。
可选地，在本发明的一个实施例中，参见图2b所示，第一沉积腔室11包 括一排非金属蒸发源112，该排非金属蒸发源112对应三排金属蒸发源111， 且其中的两排金属蒸发源111(即图2b中上面的第一排金属蒸发源111和下面 的最后一排金属蒸发源111)相对于该排非金属蒸发源112对称设置，剩余的 一排金属蒸发源111(即图2b中上面的第二排金属蒸发源111)可靠近地平行 于对称设置的其中一排金属蒸发源111(靠近且平行于图2b中上面的第一排金 属蒸发源111)设置。
可选地，在本发明的一个实施例中，参见图2c所示，第一沉积腔室11包 括两排非金属蒸发源112，每一排非金属蒸发源112对应两排金属蒸发源111， 且该两排金属蒸发源111相对于对应的一排非金属蒸发源112对称设置。
可选地，在本发明的一个实施例中，参见图2d所示，第一沉积腔室11包 括两排非金属蒸发源112，每一排非金属蒸发源112对应四排金属蒸发源111， 且该四排金属蒸发源111相对于对应的一排非金属蒸发源112对称设置。
可选地，在本发明的一个实施例中，如图2e所示，第一沉积腔室11包括 两排非金属蒸发源112，两排非金属蒸发源112可作为一个整体来看，整体的 所有非金属蒸发源112(图2e中中间的两排非金属蒸发源112整体)对应四排 金属蒸发源111(图2e中上面的两排金属蒸发源111和下面的两排金属蒸发源 111)，且该四排金属蒸发源111相对于整体的所有非金属蒸发源112对称设置。
参见图3所示，第二沉积腔室13包括至少一排非金属蒸发源132，每一排 非金属蒸发源132对应至少两排金属蒸发源131，在每一排非金属蒸发源132 对应的金属蒸发源131中，至少两排金属蒸发源131相对于该排非金属蒸发源132对称设置。
可选地，在本发明的一个实施例中，参见图4a所示，第二沉积腔室13包 括一排非金属蒸发源132，该排非金属蒸发源132对应两排金属蒸发源131， 且两排金属蒸发源131相对于该排非金属蒸发源132对称设置。
可选地，在本发明的一个实施例中，参见图4b所示，第二沉积腔室13包 括一排非金属蒸发源132，该排非金属蒸发源132对应三排金属蒸发源131， 且其中的两排金属蒸发源131(即图4b中上面的第一排金属蒸发源131和下面 的最后一排金属蒸发源131)相对于该排非金属蒸发源132对称设置，剩余的 一排金属蒸发源131(即图4b中上面的第二排金属蒸发源131)可靠近地平行 于对称设置的其中一排金属蒸发源131(靠近且平行于图4b中上面的第一排金 属蒸发源131)设置。
可选地，在本发明的一个实施例中，参见图4c所示，第二沉积腔室13包 括两排非金属蒸发源132，每一排非金属蒸发源132对应两排金属蒸发源131， 且该两排金属蒸发源131相对于对应的一排非金属蒸发源132对称设置。
可选地，在本发明的一个实施例中，参见图4d所示，第二沉积腔室13包 括两排非金属蒸发源132，每一排非金属蒸发源132对应四排金属蒸发源131， 且该四排金属蒸发源131相对于对应的一排非金属蒸发源132对称设置。
可选地，在本发明的一个实施例中，参见图4e所示，第二沉积腔室13包 括两排非金属蒸发源132，两排非金属蒸发源132可作为一个整体来看，整体 的所有非金属蒸发源132(图4e中中间的两排非金属蒸发源132整体)对应四 排金属蒸发源131(图4e中上面的两排金属蒸发源131和下面的两排金属蒸发 源131)，且该四排金属蒸发源131相对于整体的所有非金属蒸发源132对称设 置。
上述各个实施例中，根据实际生产需求，可选择性地将第一沉积腔室11 和第二沉积腔室13进行搭配使用，且各沉积腔室的金属蒸发源和非金属蒸发 源的排数及其排布方式不局限于上述情况，以能够实现形成满足CIGS薄膜镀 膜厚度约2μm的要求)且厚度均匀的CIGS薄膜为准。
在本发明的一个实施例中，参见图5所示，第一沉积腔室11的底部包括 相对设置的两侧，上述所有非金属蒸发源112沿第一沉积腔室11的长度方向 设置在第一沉积腔室11底部(或底板)的中部，上述所有金属蒸发源111相 对于所有非金属蒸发源112整体对称地设置在第一沉积腔室11的底部两侧， 每一排金属蒸发源111沿第一沉积腔室11的长度方向排布。
第二沉积腔室13的底部包括相对设置的两侧，上述所有非金属蒸发源132 沿第二沉积腔室13的长度方向设置在第二沉积腔室13底部(或底板)的中部， 上述第二沉积腔室13的所有金属蒸发源131相对于所有非金属蒸发源132整 体对称地设置在第二沉积腔室3的底部两侧，每一排金属蒸发源131沿第二沉 积腔室13的长度方向排布；第二沉积腔室中13中，每排金属蒸发源131的总 数量为9个。
在本发明实施例中，在第一沉积腔室11和/或第二沉积腔室13的底部两侧 设置金属蒸发源，而在第一沉积腔室11和/或第二沉积腔室13底部两侧的金属 蒸发源之间设置非金属蒸发源，基于非金属材质的密度较低，因此在蒸镀的过 程中，由固态的非金属粉末形成的气态非金属较气态的金属具有更好的扩散 性，因此，将金属蒸发源设置在第一沉积腔室11和/或第二沉积腔室13的两侧， 并将非金属蒸发源设置在第一沉积腔室11和/或第二沉积腔室13底部两侧的金 属蒸发源之间，可以有效保证在待镀CIGS膜层的衬底上形成厚度均匀的太阳 能发电薄膜，从而提高太阳能薄膜的质量，进而可有效提高太阳能电池的高性 能及高发电效率。
在本发明的一个实施例中，在第一沉积腔室11的底部两侧对称设置的金 属蒸发源111包括Ga蒸发源和In蒸发源；第一沉积腔室11的非金属蒸发源 112包括Se蒸发源，和/或，在第二沉积腔室13的底部两侧对称设置的金属蒸 发源131包括Cu蒸发源、In蒸发源和Ga蒸发源；第二沉积腔室13的非金属 蒸发源包括Se蒸发源，通过第二沉积腔室13，对形成有厚度均匀的(In,Ga)2Se3薄膜的衬底进一步进行沉积工艺，形成厚度均匀且性能良好的CIGS薄膜。
本发明的上述实施例将第一沉积腔室11和/或第二沉积腔室13底部两侧的 金属蒸发源对称设置，一方面有利于后期对沉积腔室的维护；另一方面，同一 物质的气态形式具有相同的扩散性，进而在衬底的相对应位置形成的薄膜厚度 相同，因此，可有效保障在衬底形成的CIGS薄膜的厚度均匀，提高CIGS薄 膜的性能，进而提高薄膜太阳能电池的发电效率。
在本发明的一个实施例中，在第一沉积腔室11的底部每一侧设置有至少 一排金属蒸发源111，每排金属蒸发源111的总数量为M个，其中，M为大于 等于2且小于等于7的整数；在第二沉积腔室13的底部每一侧设置有至少一 排金属蒸发源131，每排金属蒸发源131的总数量为9个。
具体地，第一沉积腔室11的每一侧金属蒸发源111和第二沉积腔室13的 每一侧金属蒸发源131的排数均为1～5排，当在第一沉积腔室11内每一侧的 金属蒸发源为多排时，多排金属蒸发源可以对齐设置，也可以交错设置。如果 衬底的尺寸较大，通过多次试验发现，仅在第一沉积腔室11和/或第二沉积腔 室13的两侧各设置一排金属蒸发源无法满足在衬底上形成镀膜尺寸要求(满 足CIGS薄膜镀膜厚度约2μm的要求)且厚度均匀的CIGS薄膜时，故可在 第一沉积腔室11和/或第二沉积腔室13的两侧设置不止一排金属蒸发源，如可分别在第一沉积腔室11和/或第二沉积腔室13的两侧设置两排或三排金属蒸发 源。通过设置多排金属蒸发源还能够提高CIGS薄膜的沉积速率。
在第一沉积腔室11和第二沉积腔室13内，每排金属蒸发源可以采用如下 方式进行排布：(1)每排中相邻两个金属蒸发源交错排布在沉积腔室的外壁上； (2)每排中相邻两个金属蒸发源之间具有间隙且等间距地排布在沉积腔室的 外壁上；(3)每排中两个金属蒸发源之间具有间隙且不等间距地排布在沉积腔 室的外壁上。金属蒸发源之间设置的间隙用来避免或降低相邻金属蒸发源之间 的相互干扰性，改善金属蒸发源镀膜的均匀性和质量。
当第一沉积腔室11的每一侧金属蒸发源111为多排时，多排金属蒸发源111可以对齐设置，也可以交错设置；当第二沉积腔室13的每一侧金属蒸发源 131为多排时，多排金属蒸发源131可以对齐设置，也可以交错设置。
可选地，位于第二沉积腔室13两侧的各两排金属蒸发源131可以是一侧 对齐排列，而另一侧的金属蒸发源131交错排列。例如，在第一沉积腔室11 的底部一侧分别设置有7个金属蒸发源111(该7个金属蒸发源分别为In蒸发 源，Ga蒸发源，In蒸发源，Ga蒸发源，In蒸发源，Ga蒸发源，Ga蒸发源)， 该7个金属蒸发源111分两排设置，则该一侧的两排金属蒸发源111之间的排 布可以为对齐排布(如图6a所示)，也可以交错或错开排布(如图6b所示)， 即沿第一沉积腔室11的长度方向上，第二排第一个金属蒸发源111的位置位 于第一排第一个金属蒸发源111位置与第二个金属蒸发源111的位置之间。再 如，第二沉积腔室13的一侧的金属蒸发源131依次排布为Cu蒸发源，Cu蒸 发源，In蒸发源，Cu蒸发源，In蒸发源，Cu蒸发源，Cu蒸发源，Ga蒸发 源，In蒸发源；上述九个金属蒸发源131分两排进行设置，当该两排对齐排列 时，其排布方式可参见图7a所示，而当该两排金属蒸发源131交错排布时，该两排金属蒸发源131的排布方式可参见图7b所示。
可根据沉积腔室的长度尺寸、金属蒸发源之间的间隙、金属蒸发源的蒸发 速率、衬底的尺寸等因素来确定多排金属蒸发源的排布方式(对齐或交错)及 排距(相邻两排金属蒸发源的垂直距离)，以与以下排布的非金属蒸发源共同 形成满足在衬底上形成约2μm厚度且厚度均匀的CIGS薄膜，从而提高CIGS 薄膜的质量和性能，提高薄膜太阳能电池的发电效率；同时提高CIGS薄膜的 沉积效率，提高薄膜太阳能电池的生产效率。
在第一沉积腔室11内两侧金属蒸发源111之间设置有至少一排非金属蒸 发源112，且第一沉积腔室11内的每排非金属蒸发源112的总数量为N个， 其中，N为大于等于3小于等于9的整数；在第二沉积腔室13内两侧金属蒸 发源131之间设置有至少一排非金属蒸发源132，且第二沉积腔室13内的每排 非金属蒸发源132的总数量为Y个，其中，Y为大于等于7小于等于15的整 数。在第一沉积腔室11和第二沉积腔室13内，非金属蒸发源均为1～5排；或 /和非金属蒸发源与垂直于对应沉积腔室底部的直线的倾斜角度均为0-60度， 每个非金属蒸发源与垂直于对应沉积腔室的底部的直线的倾斜角度可以设置 为相同也可以设置为不同。或/和每排两邻两个非金属蒸发源之间具有间隙且等 距或者非等距排布。非金属蒸发源之间设置的间隙用于提升非金属蒸发源镀膜 的均匀性。
当第一沉积腔室11的非金属蒸发源112为多排时，多排非金属蒸发源可 以对齐设置，也可以交错设置；当第二沉积腔室13的非金属蒸发源132为多 排时，多排非金属蒸发源132可以对齐设置，也可以交错设置。可根据沉积腔 室的长度尺寸、非金属蒸发源之间的间隙、非金属蒸发源的蒸发速率、衬底的 尺寸等因素来确定多排非金属蒸发源的排布方式(对齐或交错)及排距(相邻 两排金属蒸发源的垂直距离)，以与上述排布的金属蒸发源共同形成满足在衬 底上形成约2μm厚度且厚度均匀的CIGS薄膜，提高了CIGS薄膜的质量和性能，提高了薄膜太阳能电池的发电效率；同时提高了CIGS薄膜的沉积效率， 进而大大提高了薄膜太阳能电池的生产效率。
进一步地，在本发明的实施例中，可在第一沉积腔室11的两侧各设置一 排，且两侧的金属蒸发源111对称设置，每一侧设置的金属蒸发源的个数为M 个，M为大于等于2且小于等于7的整数，则在第一沉积腔室11中，每一侧 的金属蒸发源沿第一沉积腔室11长度方向的排布顺序可依次如下：
(1)M＝2，排布方式为：In蒸发源，Ga蒸发源；或者，Ga蒸发源，In 蒸发源；
(2)M＝3，排布方式为：Ga蒸发源，In蒸发源，Ga蒸发源；或者，In 蒸发源，Ga蒸发源，In蒸发源；
(3)M＝4，排布方式为：In蒸发源，Ga蒸发源，In蒸发源，Ga蒸发源； 或者，Ga蒸发源，Ga蒸发源，In蒸发源，In蒸发源；或者，Ga蒸发源，In 蒸发源，Ga蒸发源，In蒸发源；
(4)M＝5，排布方式为：Ga蒸发源，In蒸发源，Ga蒸发源，Ga蒸发源， In蒸发源；或者，In蒸发源，Ga蒸发源，Ga蒸发源，In蒸发源，In蒸发源； 或者，Ga蒸发源，In蒸发源，Ga蒸发源，In蒸发源，Ga蒸发源；或者，In 蒸发源，In蒸发源，Ga蒸发源，Ga蒸发源，In蒸发源；或者，In蒸发源，Ga 蒸发源，In蒸发源，In蒸发源，Ga蒸发源；
(5)M＝6，排布方式为：In蒸发源，Ga蒸发源，In蒸发源，Ga蒸发源， Ga蒸发源，In蒸发源；或者，Ga蒸发源，In蒸发源，In蒸发源，Ga蒸发源， In蒸发源，Ga蒸发源；或者，Ga蒸发源，Ga蒸发源，In蒸发源，Ga蒸发源， In蒸发源，In蒸发源；或者，In蒸发源，In蒸发源，Ga蒸发源，Ga蒸发源， In蒸发源，Ga蒸发源；或者，In蒸发源，Ga蒸发源，Ga蒸发源，In蒸发源， Ga蒸发源，In蒸发源；或者，In蒸发源，In蒸发源，Ga蒸发源，In蒸发源 Ga蒸发源，Ga蒸发源；
(6)M＝7，排布方式为：In蒸发源，Ga蒸发源，In蒸发源，Ga蒸发源， In蒸发源，Ga蒸发源，Ga蒸发源；或者，In蒸发源，In蒸发源，Ga蒸发源， Ga蒸发源，In蒸发源，Ga蒸发源，Ga蒸发源；或者，Ga蒸发源，In蒸发源， In蒸发源，Ga蒸发源，In蒸发源，Ga蒸发源，In蒸发源；或者，Ga蒸发源， In蒸发源，Ga蒸发源，Ga蒸发源，In蒸发源，In蒸发源，Ga蒸发源；或者， Ga蒸发源，In蒸发源，In蒸发源，Ga蒸发源，Ga蒸发源，In蒸发源，Ga蒸 发源；或者，In蒸发源，Ga蒸发源，In蒸发源，Ga蒸发源，Ga蒸发源，In 蒸发源，Ga蒸发源；或者，In蒸发源，In蒸发源，Ga蒸发源，In蒸发源，Ga 蒸发源，In蒸发源，Ga蒸发源。
在本发明实施例中，可在第二沉积腔室13中设置一排或多排金属蒸发源 131，每排金属蒸发源131的总数量为9个，其沿第二沉积腔室13长度方向的 排布顺序依次为：
(1)Cu蒸发源，In蒸发源，Cu蒸发源，Cu蒸发源，Cu蒸发源，In蒸 发源，In蒸发源，Ga蒸发源，In蒸发源；或
(2)In蒸发源，Ga蒸发源，In蒸发源，Cu蒸发源，In蒸发源，Cu蒸发 源，Cu蒸发源，Cu蒸发源，In蒸发源；或
(3)In蒸发源，Ca蒸发源，Cu蒸发源，In蒸发源，Cu蒸发源，Cu蒸发 源，Cu蒸发源，Cu蒸发源，In蒸发源，In蒸发源；或
(4)Cu蒸发源，In蒸发源，Cu蒸发源，In蒸发源，Cu蒸发源，Cu蒸 发源，In蒸发源，Ga蒸发源，In蒸发源；或
(5)Cu蒸发源，Cu蒸发源，Cu蒸发源，In蒸发源，Cu蒸发源，In蒸 发源，In蒸发源，Ga蒸发源，In蒸发源；或
(6)Ga蒸发源，In蒸发源，Cu蒸发源，In蒸发源，Cu蒸发源，Cu蒸 发源，In蒸发源，Ga蒸发源，Ga蒸发源；或
(7)Ga蒸发源，Cu蒸发源，In蒸发源，Cu蒸发源，In蒸发源，Cu蒸 发源，Cu蒸发源，In蒸发源，Ga蒸发源；或
(8)In蒸发源，In蒸发源，Cu蒸发源，In蒸发源，Cu蒸发源，Cu蒸发 源，In蒸发源，Ga蒸发源，In蒸发源。
以上第一沉积腔室11和第二沉积腔室13内的金属蒸发源和非金属蒸发源 的排数、每排个数及排布方式(间隙、等间距或非等距、对齐或交错等)的设 计能够满足CIGS薄膜镀膜厚度约2μm的要求。通过上述第一沉积腔室11和 第二沉积腔室13内的金属蒸发源和非金属蒸发源的排布设置，能够使得镀膜 更加均匀，电性能和结晶性能更好。此外，相对于各金属蒸发源随机排序而言， 按照上述第一沉积腔室11和第二沉积腔室13内的金属蒸发源的排布方式排布 各金属蒸发源，能够改善CIGS薄膜的稳定性，提高了薄膜太阳能电池的发电 效率和成品率；进而本申请提供了一种性能稳定、高效的薄膜太阳能电池。
在本发明实施例中，参见图8所示，第二沉积腔室13的两侧20设置的金 属蒸发源(包括Cu蒸发源、In蒸发源、Ga蒸发源)与参考线14(垂直于对 应沉积腔室的底部21的直线14)之间形成倾斜夹角α，倾斜夹角α均为18-48 度，如20度，25度，30度，35度，40度或45度，在此，以金属蒸发源的底 面的中心与上表面的中心的连线04的方向代替金属蒸发源的布置方向。由于 Cu、In及Ga材料本身的密度等物理性质，导致蒸发、沉积速度不一样，通过 设置上述倾斜角度18-48度的设置能够提高Cu蒸发源、In蒸发源或Ga蒸发源 的蒸发速率、镀膜速率，满足沉积形成满足厚度要求的CIGS薄膜的要求。第 一沉积腔室11内的每个金属蒸发源111与参考线14形成的倾斜角度α可以设 置为相同也可以设置为不同；进一步地，第二沉积腔室13内的每个金属蒸发 源131与参考线14形成的倾斜夹角α可以设置为相同也可以设置为不同；且 第一沉积腔室11内的金属蒸发源111与第二沉积腔室13内的金属蒸发源131 的倾斜夹角α可以设置为相同也可以设置为不同。
实施例1：第一沉积腔室11内的所有金属蒸发源111的倾斜夹角α均相同， 均为18度，第一沉积腔室11的两侧各设置有5个呈一排排布的金属蒸发源11， 每一侧的金属蒸发源111以如下排布方式为例：Ga蒸发源，In蒸发源，Ga蒸 发源，Ga蒸发源，In蒸发源；
第二沉积腔室13内的所有金属蒸发源131的倾斜夹角α均相同，均为18 度，第二沉积腔室13的两侧各设置一排9个呈一排排布的金属蒸发源131，每 一侧的金属蒸发源131以如下排布方式为例：Ga蒸发源，Cu蒸发源，In蒸发 源，Cu蒸发源，In蒸发源，Cu蒸发源，Cu蒸发源，In蒸发源，Ga蒸发源。
实施例2：第一沉积腔室11内的所有金属蒸发源111的倾斜夹角α均相同， 均为30度，第一沉积腔室11内的金属蒸发源111的个数及排布方式与实施例 1相同；
第二沉积腔室13内的所有金属蒸发源131的倾斜夹角α均相同，均为30 度，第二沉积腔室13内的金属蒸发源131的个数及排布方式与实施例1相同。
实施例3：第一沉积腔室11内的所有金属蒸发源111的倾斜夹角α均相同， 均为40度，第一沉积腔室11内的金属蒸发源111的个数及排布方式与实施例 1相同；
第二沉积腔室13内的所有金属蒸发源131的倾斜夹角α均相同，均为40 度，第二沉积腔室13内的金属蒸发源131的个数及排布方式与实施例1相同。
实施例4：第一沉积腔室11内的所有金属蒸发源111的倾斜夹角α均相同， 均为48度，第一沉积腔室11内的金属蒸发源111的个数及排布方式与实施例 1相同；
第二沉积腔室13内的所有金属蒸发源131的倾斜夹角α均相同，均为48 度，第二沉积腔室13内的金属蒸发源131的个数及排布方式与实施例1相同。
对比例1：第一沉积腔室11内的所有金属蒸发源111的倾斜夹角α均相同， 均为30度，第一沉积腔室11的两侧各设置有8个呈一排排布的金属蒸发源11， 每一侧的金属蒸发源111以如下排布方式为例：In蒸发源，Ga蒸发源，In蒸 发源，Ga蒸发源，In蒸发源，Ga蒸发源，In蒸发源，Ga蒸发源；
第二沉积腔室13内的所有金属蒸发源131的倾斜夹角α均相同，均为30 度，第二沉积腔室13的两侧各设置一排9个呈一排排布的金属蒸发源131，每 一侧的金属蒸发源131的排列方式与实施例1相同。
对比例2：第一沉积腔室11内的所有金属蒸发源111的倾斜夹角α均相同， 均为10度，第一沉积腔室11内的金属蒸发源111的个数及排布方式与实施例 1相同；
第二沉积腔室13内的所有金属蒸发源131的倾斜夹角α均相同，均为10 度，第二沉积腔室13内的金属蒸发源131的个数及排布方式与实施例1相同。
对比例3：第一沉积腔室11内的所有金属蒸发源111的倾斜夹角α均相同， 均为60度，第一沉积腔室11的两侧各设置有5个呈一排排布的金属蒸发源11， 每一侧的金属蒸发源111以如下排布方式与实施例1相同；
第二沉积腔室13内的所有金属蒸发源131的倾斜夹角α均相同，均为60 度，第二沉积腔室13的两侧各设置一排9个一排排布的金属蒸发源131，每一 侧的金属蒸发源131以如下排布方式与实施例1相同。
对上述实施例1-4以及对比例1-3的导电性能、结晶性能进行测试，具体 详见下表：
Figure BDA0001852917930000181
方块电阻是导电性能的测试指标，结晶性能是晶体尺寸的测试指标，方块 电阻越低导电性能越好，晶体尺寸越大结晶性能越好。因此由上述表格可知：
(1)实施例2的方块电阻0.22Ω/Sq低于对比例1的方块电阻0.28Ω/Sq， 实施例2的晶体尺寸43nm大于对比例1的晶体尺寸32nm，因此实施例2的导 电性能、结晶性能优于对比例1，说明：第一沉积腔室11内金属蒸发源111直 线排布5对且第二沉积腔室13内金属蒸发源131直线排布9对的CIGS薄膜导 电性能和结晶性能优于第一沉积腔室11内金属蒸发源111直线排布8对且第 二沉积腔室13内金属蒸发源131直线排布9对的CIGS薄膜导电性能和结晶性 能；
(2)对比例2的方块电阻0.38Ω/Sq高于实施例1-4的方块电阻0.16Ω/Sq、 0.22Ω/Sq、0.22Ω/Sq、0.14Ω/Sq，对比例2的晶体尺寸20nm低于实施例1-4的 晶体尺寸48nm、43nm、36nm、44nm，故实施例1-4的导电性能、结晶性能优 于对比例2，说明α＝18～48度的导电性能、结晶性能优于10度的导电性能和 结晶性能；
(3)对比例3的方块电阻0.30Ω/Sq高于实施例1-4的方块电阻0.16Ω/Sq、 0.22Ω/Sq、0.22Ω/Sq、0.14Ω/Sq，对比例3的晶体尺寸29nm低于实施例1-4的 晶体尺寸48nm、43nm、36nm、44nm，故实施例1-4的导电性能、结晶性能优 于对比例3，说明：第一沉积腔室11内金属蒸发源111直线排布5对且第二沉 积腔室13内金属蒸发源131直线排布9对，α＝18～48度的导电性能、结晶性 能优于第一沉积腔室11内金属蒸发源111直线排布5对且第二沉积腔室13内 金属蒸发源131直线排布9对，α为60度的导电性能、结晶性能。
(4)实施例1-4的薄膜厚度分别为1.92μm、2.05μm、2.2μm、2.12μm， 根据薄膜均匀性指标镀膜厚度处于1.8-2.3μm的薄膜均匀性最好，因此实施例 1-4的薄膜均匀性明显好于对比例1-3。
综上所述，本申请第一沉积腔室11内每排金属蒸发源111直线排布5对 且第二沉积腔室13内每排金属蒸发源131直线排布9对，α＝18～48度的导电 性能、结晶性能、镀膜均匀性最好。
在此指出，本发明实施例仅以金属蒸发源为Cu蒸发源、In蒸发源和Ga 蒸发源为例、以非金属蒸发源为Se蒸发源为例进行阐述，并非对形成太阳能 电池薄膜的物质的限制，如在本发明的宗旨上仅对形成太阳能电池的物质进行 更改，而并非进行实质性的更改，则依然属于本发明实施例所保护的范围。
在本发明实施例中，参见图9所示，上述的CIGS镀膜设备还包括前处理 腔室12和/或后处理腔室14、第一进料腔室10、第二进料腔室100，衬底在进 入第一沉积腔室11之前，首先经过第一进料腔室10及第二进料腔室100，以 对衬底进行传输和抽真空处理。
如图9所示，在本发明实施例中，在第二进料腔室100与第一沉积腔室11 之间串接一个第一加热腔室15，第一加热腔室15用于对衬底进行加热，以使 衬底的温度满足第一沉积腔室11及镀膜的需求；前处理腔室12连接在第一沉 积腔室11之后，而在第一沉积腔室11与前处理腔室12之间设置有一个第二 加热腔室16，第二加热腔室16用于对衬底加热，以使衬底的温度满足其在前 处理腔室12中在衬底表面沉积一层碱金属，以进行前处理工艺；在前处理腔 室12与第二沉积腔室13之间设置有一个第三加热腔室17，用于对衬底进行加热，以使衬底的温度满足在第二沉积腔室13中沉积Cu，In，Ga，Se的需求； 在第二沉积腔室13与后处理腔室14之间设置有一个第四加热腔室18，用于对 衬底进行加热，使衬底的温度满足在后处理腔室14中进行碱金属的沉积的后 处理的要求。
在本发明实施例中，参见图10所示结构，镀膜设备中的前处理腔室12中， 设置有至少一对(大于等于2的偶数个)NaF蒸发源，可将NaF蒸发源对称设 置在前处理腔室12的相对设置的两侧，用于对已在第一沉积腔室11沉积的 (In,Ga)2Se3薄膜进行碱金属的沉积处理，以在(In,Ga)2Se3薄膜的表面沉积一层 碱金属。具体为：
在蒸发源中填充NaF，当蒸发源被加热至一定温度后，NaF粉末变为NaF 蒸汽，使得微量的NaF沉积在(In,Ga)2Se3薄膜的表面，进而改善即将形成的 CIGS薄膜的导电性和结晶性。
在本发明实施例中，参见图11所示结构，镀膜设备的后处理腔室14中， 设置有至少一对(大于等于2的偶数个)碱金属化合物蒸发源，优选地，将 KF蒸发源对称设置在后处理腔室14的相对设置的两侧，用于对CIGS薄膜的 表面做后处理工艺。具体可为：
在蒸发源中填充KF，当蒸发源被加热至需求的温度后，KF粉末变为KF 蒸汽，使得微量的KF沉积在CIGS薄膜的表面，进而改善CIGS薄膜的缺陷 态密度，使得CIGS薄膜的表面尽量光滑。
在后处理腔室14之后设置有第一冷却腔室19、第二冷却腔室110及出料 腔室120，衬底在经过后处理腔室14之后，依次经过第一冷却腔室19、第二 冷却腔室10及出料腔室120，经过第一冷却腔室19及第二冷却腔室10后，形 成温度不高于100℃的镀膜衬底，有效避免过高温度带来的安全隐患，提高了 安全性；而出料腔室120的产物为镀有NaF膜层、CIGS薄膜层及KF膜层的 衬底。
参见图12所示的温度曲线，第一加热腔室15的温度为150-250℃，以对 衬底进行加热；而第一沉积腔室11的温度为200-400℃，可有效满足在衬底的 表面蒸镀上需求厚度的(In,Ga)2Se3薄膜；表面沉积有(In,Ga)2Se3薄膜的衬底继 续被第二加热腔室16加热，第二加热腔室16的温度为300-370℃，而前处理 腔室12的温度为300-400℃，该温度可有效满足在沉积有(In,Ga)2Se3薄膜的衬 底的表面沉积微量的NaF薄膜，从而改善即将形成的CIGS薄膜的结晶性及导 电性；沉积有(In,Ga)2Se3薄膜及NaF薄膜的衬底继续被温度为400-500℃的第 三加热腔室17加热，从而进入温度为500-560℃的第二沉积腔室13中，该温 度可满足汽化的Cu、In、Ga可被沉积到衬底的表面，以形成CIGS薄膜，且 厚度能满足预设的要求；表面形成CIGS薄膜的衬底经过温度为530-400℃的 第四加热腔室18(虽然为加热腔室，但实际上，相对于第二沉积腔室13来说 为冷却腔室)的加热后，进入温度为400-300℃的后处理腔室14，后处理腔室 14的温度可满足汽化的KF可被蒸镀到CIGS薄膜的表面，以改善CIGS薄膜 的缺陷态密度，使CIGS薄膜尽可能平滑。
本发明实施例提供的CIGS镀膜设备，不再采用磁控溅射的方法在衬底上 形成CIGS薄膜以形成太阳能电池，而是采用沉积的方法，通过对设置在每个 蒸发源中的加热器进行加热，以将蒸发源中的物质沉积至衬底的表面，以形成 CIGS薄膜，本方案中的两个沉积腔室中的金属蒸发源及非金属蒸发源均有多 种排布方式，可满足为不同尺寸的衬底沉积CIGS薄膜的需求，本方案有效保 障了CIGS薄膜的厚度均匀、性能良好，进而有效保障了太阳能电池的高发电 效率。
本发明实施例提供的CIGS镀膜设备，设置有四个工艺腔室(第一沉积腔 室11、第二沉积腔室13、前处理腔室12和后处理腔室14)，相对于三个工 艺腔室(前处理腔室(掺杂Na、K等任一碱金属)、CIGS镀膜工艺腔室和后 处理腔室(掺杂K、Na等任一碱金属)而言，并非是单纯添加一个沉积工艺 腔室(即本发明实施例的第一沉积腔室11)，而是在两个沉积工艺腔室(第一 沉积腔室11和第二沉积腔室13)基础上，同时优化了两个腔室内金属蒸发源 和非金属蒸发源的排布，从而缩短了单机设备的节拍，提高了单机设备的产能， 降低了生产成本。
此外，在本发明中，基于提出的新型镀膜设备，适应性地改进了制备CIGS 薄膜的方法―通过在衬底表面先形成(In,Ga)2Se3薄膜后形成最终CIGS薄膜的方 法来制备CIGS薄膜，与现有的一步(法)制备CIGS薄膜的方法相比，本发 明的CIGS镀膜方法提高了CIGS薄膜的沉积效率，同时CIGS薄膜生长的越 致密，结晶性和晶粒尺寸越大，薄膜的质量越好，改善了CIGS薄膜的性能， 提高了太阳能电池的转换效率。
参见图13所示，本发明实施例还公开一种CIGS镀膜方法，采用上述实施 例公开的包括第一沉积腔室11、前处理腔室12、第二沉积腔室13及后处理腔 室14的CIGS镀膜设备，CIGS镀膜方法包括：
步骤S1、控制第一沉积腔室的温度为第一预设温度阈，在第一沉积腔室中 通过沉积工艺在衬底的表面形成(In,Ga)2Se3薄膜；
其中，在第一沉积腔室11中设置有Ga蒸发源、In蒸发源和Se蒸发源；
在本发明实施例中，第一预设温度阈为200-400℃，该温度可满足汽化的 Ga、In和Se被沉积到衬底的表面。
步骤S3、控制第二沉积腔室13的温度为第二预设温度阈，在第二沉积腔 室13中通过沉积工艺对形成有(In,Ga)2Se3薄膜的衬底沉积，形成CuInxGa(1-x)Se2薄膜；其中，第二沉积腔室13中设置有Ga蒸发源、In蒸发源、Se蒸发源和 Cu蒸发源。
在本发明实施例中，第二预设温度阈为500-560℃，有效满足汽化的Ga、 In、Se和Cu沉积到(In,Ga)2Se3膜的表面，形成CIGS薄膜。
在本发明实施例中，步骤S3，具体包括：
1)、控制第二沉积腔室13的温度达到第二预设温度阈，通过沉积工艺对 形成有(In,Ga)2Se3薄膜的衬底沉积Cu，形成贫铜的Cu(In,Ga)3Se5薄膜；
2)、在形成有贫铜的Cu(In,Ga)3Se5薄膜的衬底上继续沉积Cu，形成富铜 的Cu(In,Ga)Se2薄膜和液相的Cu2Se；
3)、在形成有富铜的Cu(In,Ga)Se2薄膜和液相的Cu2Se的衬底上继续沉积In、Ga、Se，形成CuInxGa(1-x)Se2(其中，0<x<1)薄膜。
在本发明实施例中，参见图14所示，还包括：
步骤S2、对表面形成(In,Ga)2Se3的衬底进行碱金属的前处理，具体为：
控制前处理腔室12的温度为300-400℃，在该温度下，汽化的NaF被沉积 到(In,Ga)2Se3薄膜的表面，以改善即将形成的CIGS薄膜的导电性及结晶性。
在本发明实施例中，还包括：
步骤S4、对形成CuInxGa(1-x)Se2薄膜的衬底进行后处理工艺，以改善CIGS 薄膜表面的缺陷态密度，具体为：
控制后处理腔室14的温度为530-400℃，该温度可满足汽化的碱金属被沉 积到CIGS薄膜的表面，形成预设厚度的碱金属薄膜，如KF，进而改善CIGS 薄膜表面的缺陷态密度，使CIGS薄膜的表面尽可能的平滑。
在本发明实施例中，方法还包括：
衬底在分别进入第一沉积腔室11、前处理腔室12、第二沉积腔室13及后 处理腔室14之前，控制衬底经过一个加热腔室，并对衬底进行加热。具体为：
在衬底经过第一沉积腔室11之后而进入前处理腔室12之前，需要经过温 度为300-370℃的第二加热腔室16进行加热；而衬底经过前处理腔室12之后 而进入第二沉积腔室13之前，需要经过温度为400-500℃的第三加热腔室17 进行加热；衬底经过第二沉积腔室13之后而进入后处理腔室14之前，需要经 过温度为530-400℃的第四加热腔室18进行加热。而衬底在进入第一沉积腔室 11(即GIS沉积腔室)之前，首先经过一个温度为150-250℃的第一加热腔室 15对其进行加热，以使得衬底的温度满足在各工艺腔室中完成相关薄膜的沉积 需求，有效保障了能生产出镀有性能优良的CIGS薄膜的衬底。
控制第一沉积腔室11的温度为第一温度阈，具体为：
控制第一沉积腔室11的温度为200-400℃；
控制第二沉积腔室13的温度为第二温度，具体为：
控制第二沉积腔室13的温度为500-560℃。
在本发明实施例中，方法还包括：
在衬底进入第一沉积腔室11之前，包括：
控制衬底依次经过第一进料腔室11、第二进料腔室100；
在衬底经过后处理腔室14之后，包括：
控制衬底依次经过第一冷却腔室19、第二冷却腔室110和出料腔室120。
本发明实施例公开的CIGS镀膜方法，控制衬底依次经过第一沉积腔室11、 前处理腔室12、第二沉积腔室13和后处理腔室14，而在第一沉积腔室11和 第二沉积腔室13中在衬底表面进行沉积以形成CIGS薄膜，而在前处理腔室 12中，完成对衬底的碱金属沉积处理，以在衬底的表面沉积一层碱金属薄膜， 如NaF薄膜，从而改善CIGS薄膜的结晶性和导电性；在后处理腔室14中， 对镀有CIGS薄膜的衬底进行后续处理，以在CIGS薄膜表面沉积一层碱金属 薄膜，如KF薄膜，改善CIGS薄膜的缺陷态密度，使CIGS薄膜的表面尽可 能的光滑。
本发明实施例中，不再采用磁控溅射的方法在衬底的表面形成CIGS薄膜， 而是通过沉积工艺在衬底的表面形成CIGS薄膜，通过本发明实施例提供的方 法形成的薄膜厚度较为均匀、性能较为良好，因此最终形成的太阳能电池发电 效率较高。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排 他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括 那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、 方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括 一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设 备中还存在另外的相同要素。
以上仅以一较佳实施例对本发明的技术方案进行介绍，但是对于本领域的 一般技术人员，依据本发明实施例的思想，应能在具体实施方式上及应用范围 上进行改变，故而，综上所述，本说明书内容部不应该理解为本发明的限制， 凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含 在本发明的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种镀膜设备，其特征在于，所述镀膜设备包括相连接的第一沉积腔室和第二沉积腔室，其中：
所述第一沉积腔室和第二沉积腔室均包括至少一排非金属蒸发源，每一排所述非金属蒸发源对应至少两排金属蒸发源，在每一排所述非金属蒸发源对应的金属蒸发源中，至少两排金属蒸发源相对于该排非金属蒸发源对称设置；
其中，第二沉积腔室中每排金属蒸发源的总数量为9个。
2.根据权利要求1所述的镀膜设备，其特征在于，
所述第一沉积腔室的金属蒸发源设置在第一沉积腔室的底部，所述第一沉积腔室的金属蒸发源包括Ga蒸发源和In蒸发源；所述第一沉积腔室的非金属蒸发源包括Se蒸发源；
和/或
所述第二沉积腔室的金属蒸发源设置在第二沉积腔室的底部，所述第二沉积腔室的金属蒸发源包括Cu蒸发源、In蒸发源和Ga蒸发源；所述第二沉积腔室的非金属蒸发源包括Se蒸发源。
3.根据权利要求2所述的镀膜设备，其特征在于，
所述第一沉积腔室的底部包括相对设置的两侧，每一侧设置有至少一排金属蒸发源，且每排金属蒸发源的总数量为M个，其中，M为大于等于2且小于等于7的整数；所述第一沉积腔室的每排非金属蒸发源的总数量为N个，其中，N为大于等于3小于等于9的整数；
和/或
所述第二沉积腔室的底部包括相对设置的两侧，每一侧设置有至少一排金属蒸发源；所述第二沉积腔室的每排非金属蒸发源的总数量为Y个，其中，Y为大于等于7小于等于15的整数。
4.根据权利要求3所述的镀膜设备，其特征在于，
所述第一沉积腔室的每排金属蒸发源沿所述第一沉积腔室长度方向的排布顺序依次为：
In蒸发源，Ga蒸发源，In蒸发源；或
Ga蒸发源，In蒸发源，Ga蒸发源；或
In蒸发源，Ga蒸发源，In蒸发源，Ga蒸发源；或
Ga蒸发源，Ga蒸发源，In蒸发源，In蒸发源；或
Ga蒸发源，In蒸发源，Ga蒸发源，Ga蒸发源，In蒸发源；或
In蒸发源，Ga蒸发源，In蒸发源，Ga蒸发源，Ga蒸发源，In蒸发源；或
Ga蒸发源，In蒸发源，In蒸发源，Ga蒸发源，In蒸发源，Ga蒸发源；或
In蒸发源，Ga蒸发源，In蒸发源，Ga蒸发源，In蒸发源，Ga蒸发源，Ga蒸发源；
和/或
所述第二沉积腔室的每排金属蒸发源沿所述第二沉积腔室长度方向的排布顺序依次为：
Cu蒸发源，In蒸发源，Cu蒸发源，Cu蒸发源，Cu蒸发源，In蒸发源，In蒸发源，Ga蒸发源，In蒸发源；或
In蒸发源，Ga蒸发源，In蒸发源，Cu蒸发源，In蒸发源，Cu蒸发源，Cu蒸发源，Cu蒸发源，In蒸发源；或
In蒸发源，Ca蒸发源，Cu蒸发源，In蒸发源，Cu蒸发源，Cu蒸发源，Cu蒸发源，Cu蒸发源，In蒸发源，In蒸发源；或
Cu蒸发源，In蒸发源，Cu蒸发源，In蒸发源，Cu蒸发源，Cu蒸发源，In蒸发源，Ga蒸发源，In蒸发源；或
Cu蒸发源，Cu蒸发源，Cu蒸发源，In蒸发源，Cu蒸发源，In蒸发源，In蒸发源，Ga蒸发源，In蒸发源；或
Ga蒸发源，In蒸发源，Cu蒸发源，In蒸发源，Cu蒸发源，Cu蒸发源，In蒸发源，Ga蒸发源，Ga蒸发源；或
Ga蒸发源，Cu蒸发源，In蒸发源，Cu蒸发源，In蒸发源，Cu蒸发源，Cu蒸发源，In蒸发源，Ga蒸发源；或
Cu蒸发源，Cu蒸发源，In蒸发源，Cu蒸发源，In蒸发源，Cu蒸发源，Cu蒸发源，In蒸发源，Ga蒸发源；或
In蒸发源，In蒸发源，Cu蒸发源，In蒸发源，Cu蒸发源，Cu蒸发源，In蒸发源，Ga蒸发源，In蒸发源。
5.根据权利要求3所述的镀膜设备，其特征在于，
所述第一沉积腔室的每排相邻两个金属蒸发源之间具有间隙；当所述第一沉积腔室的每一侧金属蒸发源为多排时，多排金属蒸发源对齐或交错设置；
所述第一沉积腔室的每排相邻两个非金属蒸发源之间具有间隙；当所述第一沉积腔室的非金属蒸发源为多排时，多排非金属蒸发源对齐或交错设置；
和/或
所述第二沉积腔室的每排相邻两个金属蒸发源之间具有间隙；当所述第二沉积腔室的每一侧金属蒸发源为多排时，多排金属蒸发源对齐或交错设置；
所述第二沉积腔室的每排相邻两个非金属蒸发源之间具有间隙；当所述第二沉积腔室的非金属蒸发源为多排时，多排非金属蒸发源对齐或交错设置。
6.根据权利要求1-5任一项所述的镀膜设备，其特征在于，所述第一沉积腔室的金属蒸发源和所述第二沉积腔室的金属蒸发源与参考线之间形成倾斜夹角α，所述参考线为垂直于对应所述沉积腔室底部的直线，所述倾斜夹角α均为18-48度。
7.根据权利要求1-5任一项所述的镀膜设备，其特征在于，镀膜设备还包括：
前处理腔室和/或后处理腔室，所述前处理腔室连接在所述第一沉积腔室与所述第二沉积腔室之间，所述前处理腔室中设置有碱金属化合物蒸发源；所述后处理腔室连接在所述第二沉积腔室之后，所述后处理腔室中设置有碱金属化合物蒸发源。
8.一种镀膜方法，应用于权利要求1-7任一项所述的镀膜设备，其特征在于，所述方法包括：
控制第一沉积腔室的温度达到第一预设温度阈，在第一沉积腔室中通过沉积工艺在衬底的表面形成(In,Ga)2Se3薄膜；
控制第二沉积腔室的温度达到第二预设温度阈，在第二沉积腔室中通过沉积工艺在所述(In,Ga)2Se3薄膜的表面沉积形成CIGS薄膜。
9.根据权利要求8所述的镀膜方法，其特征在于，所述控制第二沉积腔室的温度达到第二预设温度阈，在第二沉积腔室中通过沉积工艺在所述(In,Ga)2Se3薄膜的表面沉积形成CIGS薄膜，包括：
控制第二沉积腔室的温度达到第二预设温度阈，通过沉积工艺在所述(In,Ga)2Se3薄膜的表面沉积Cu，形成贫铜的Cu(In,Ga)3Se5薄膜；
在所述贫铜的Cu(In,Ga)3Se5薄膜的表面沉积Cu，形成富铜的Cu(In,Ga)Se2薄膜和液相的Cu2Se；
在所述富铜的Cu(In,Ga)Se2薄膜和液相的Cu2Se的表面沉积In、Ga、Se，形成CIGS薄膜。
10.根据权利要求8或9所述的镀膜方法，其特征在于，在所述控制第一沉积腔室的温度达到第一预设温度阈，在第一沉积腔室中通过沉积工艺在衬底的表面形成(In,Ga)2Se3薄膜之后，在所述控制第二沉积腔室的温度达到第二预设温度阈，在第二沉积腔室中通过沉积工艺在所述(In,Ga)2Se3薄膜的表面沉积形成CIGS薄膜之前，还包括：
在所述(In,Ga)2Se3薄膜的表面进行碱金属的沉积处理；和/或
在所述控制第二沉积腔室的温度达到第二预设温度阈，在第二沉积腔室中通过沉积工艺在所述(In,Ga)2Se3薄膜的表面沉积，形成CIGS薄膜之后，还包括：
在所述CIGS薄膜的表面进行碱金属的沉积处理。
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