CN113943919B - 一种碲化镉发电玻璃ar膜镀膜机及镀制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于发电玻璃镀膜技术领域,公开了一种碲化镉发电玻璃AR膜镀膜机,包括连接有第一抽真空装置的AR膜镀制腔室,所述AR膜镀制腔室连通有至少一个MgF2靶材蒸发腔室、ZrO2/SiO2靶材蒸发腔室和Al2O3/TiO2靶材蒸发腔室,所述MgF2靶材蒸发腔室、ZrO2/SiO2靶材蒸发腔室和Al2O3/TiO2靶材蒸发腔室沿AR膜镀制腔室内发电玻璃的移动方向依次设置;还公开了一种碲化镉发电玻璃AR膜镀膜方法。本发明可使得镀制而成的AR膜具有更好的附着力、均匀性、增透效果和光电转换效率,而且也提升了AR膜的使用寿命,同时碲化镉发电玻璃的AR膜和碲化镉薄膜均可在同一台设备上镀制,节约了设备的投入成本,也利用碲化镉高温镀膜的特点,利用余热镀制AR膜,节约了资源。

Description

一种碲化镉发电玻璃AR膜镀膜机及镀制方法
技术领域
本发明属于发电玻璃镀膜技术领域,具体涉及一种碲化镉发电玻璃AR膜镀膜机以及一种碲化镉发电玻璃AR膜镀膜方法。
背景技术
光伏电池组件受光面所使用玻璃一般为超白玻璃,光透过率可达90%,但是仍有10%的光被反射折射,增透膜的作用是调节两层不同物质之间的光折射率,减少光在界面层的反射,达到增透的效果,大量报道,使用增透膜后普通超白玻璃的光透过率可提高至98%以上,能提高光伏电池光电转换效率,功率可提升10%左右,具有非常实用的效益,已大量在光伏产品上应用,一般均是购买带有AR(增透膜)膜的超白玻璃,或者在镀制光电薄膜之前镀制AR(增透膜)膜。
但是由于碲化镉薄膜发电玻璃的镀膜制造工艺需要高温下镀制,一般玻璃温度需达到400℃以上,在此温度下,一般的增透膜是不耐此温度,其结构将会受到破坏并分解,同时分解的物质也将污染碲化镉薄膜,使其性能受到影响,降低其光电转化效率。故现碲化镉发电玻璃的AR膜一般是在电池组件阶段制备,采用大气状态下喷涂AR溶胶-凝胶膜液,并经过100~200℃下1~2H的烘烤干燥制备,而在大气状态下喷涂AR溶胶-凝胶膜液的方法由于喷涂均匀性以及烘烤时膜液浓度及收缩性不同,易导致膜厚控制不佳,并且在大气压下喷涂,其形成的AR膜层结构较为疏松多孔,而且其与玻璃的附着力较差,导致其寿命不佳,溶胶-凝胶喷涂法制备AR膜耐磨老化测试可达1500次,使得AR膜在碲化镉发电玻璃上应用受到较大限制。
发明内容
为解决现有镀制方法镀制出的AR膜层质量差的问题,本发明目的在于提供一种碲化镉发电玻璃AR膜镀膜机及一种碲化镉发电玻璃AR膜镀膜方法。
本发明所采用的技术方案为:
一方面,提供一种碲化镉发电玻璃AR膜镀膜机,包括连接有第一抽真空装置的AR膜镀制腔室,所述AR膜镀制腔室连通有至少一个MgF2靶材蒸发腔室、ZrO2/SiO2靶材蒸发腔室和Al2O3/TiO2靶材蒸发腔室,所述MgF2靶材蒸发腔室、ZrO2/SiO2靶材蒸发腔室和Al2O3/TiO2靶材蒸发腔室沿AR膜镀制腔室内发电玻璃的移动方向依次设置。
AR膜在真空条件下于AR膜镀制腔室中进行镀制,AR膜镀制腔室由第一抽真空装置抽真空;AR膜镀制腔室连通的MgF2靶材蒸发腔室、ZrO2/SiO2靶材蒸发腔室和Al2O3/TiO2靶材蒸发腔室用于向其内输入三种不同的蒸汽分子,并通过三个腔室依次沿发电玻璃在AR膜镀制腔室中的移动方向进行布置,这样能够使得在发电玻璃上依次沉积形成MgF2膜层、ZrO2/SiO2膜层、Al2O3/TiO2膜层,得到AR膜。通过在真空状态下的蒸汽沉积方式,可使得镀制的AR膜具更好的均匀性和附着力,质量更佳。发电玻璃在AR膜镀制腔室中为移动镀制,移动方式可以是连续移动也可以是断续移动,以使得蒸汽分子在其表面依次沉积。
而且,通过在真空状态下的蒸汽沉积方式还具有以下优点:
(1)靶材蒸发腔室与膜层AR膜镀制腔室分隔开,AR膜镀制腔室受多余蒸发材料影响小,保证沉积室的洁净度,用以保证沉积膜层的不受杂质颗粒影响。
(2)蒸发与沉积时为两个温度控制,在同一个腔室中难以做到精准控制两个温度。
(3)气体传输镀膜,沉积速率以及膜层更易于控制,此时仅需控制蒸汽通入量即可.
另外,沉积形成MgF2膜层、ZrO2/SiO2膜层、Al2O3/TiO2膜层,这三个膜层所构成的AR膜具有很好的可见光区的光透过率,在可见光区390—780nm范围内其均有良好的增透效果;光经过MgF2膜层内将发生反射F1和折射Z1,在MgF2与ZrO2/SiO2界面层将在次发生反射F2和折射Z2,由于MgF2与ZrO2/SiO2的折射率,可保证实现反射光F2的光波长与F1之间波长差为1/4,形成相消干涉,减少反射光F1,同理在ZrO2/SiO2与Al2O3/TiO2界面处以及Al2O3/TiO2与玻璃界面处发生相同效果的反射与折射,通过三次反射相消,进一步增大其在可见光区的光透过率。同时,此AR膜层之间热力学系数接近,成膜后膜层之间结合力较强,不易发生脱膜不良,增加产品的使用寿命。
在优选的技术方案中,每个MgF2靶材蒸发腔室、ZrO2/SiO2靶材蒸发腔室和Al2O3/TiO2靶材蒸发腔室分别通过第二管道连接有载气供给室。
载气供给室用于向靶材蒸发腔室输入载气,该载气主要起保护作用和载运作用,其通过不与靶材蒸发产生的蒸汽分子发生反应而实现保护,具体可以是如氮气的保护气体,该载气也能够有助于蒸汽分子的沉积。载气供给室与靶材蒸发腔室之间设有电磁阀与流量计。
在优选的技术方案中,所述载气供给室所供给的气体为保护气体。
通过采用保护气体作为载气,可避免采用活性气体作为载气而容易与其他化学物质发生反应并生成其他物质造成污染的问题。该保护气体优选为氮气,通过采用氮气作为载气,可更好的避免在镀制过程中的污染。
在优选的技术方案中,所述AR膜镀制腔室与各个靶材蒸发腔室通过第二管道连通,所述第一管道和第二管道均设有加热和温度检测装置。
通过在第一管道和第二管道设置加热装置和温度检测装置,可保障蒸汽分子在传输过程中温度保持不变,不在管道内沉积。该装置包括嵌置在第一管道和第二管道内壁上的加热丝和用于检测管道内温度的温感检测设备。
在优选的技术方案中,所述第一抽真空装置的抽吸端还与邻近其的一靶材蒸发腔室连通,相邻的两个靶材蒸发腔室之间通过抽空管道连通。通过将各个靶材蒸发腔室连通通过第一抽真空装置与AR蒸发腔室连通,可保障AR蒸发腔室内真空度与沉积室内真空度一致,更好的进行镀膜。
在优选的技术方案中,每个靶材蒸发腔室内设有至少一个靶材蒸发坩埚,所述靶材蒸发坩埚通过电阻丝加热靶材并使其蒸发。
靶材通过靶材蒸发坩埚进行加热并使其蒸发,产生蒸汽分子。蒸发腔室的出气口优选为与载气供给室的连接口位于同一方向上,这样可使得其内蒸汽分子更好的被载气带动而进入AR膜镀制腔室中。
在优选的技术方案中,所述AR膜镀制腔室内设有至少两个用于隔离不同靶材所蒸发蒸汽的隔离板;相邻两个隔离板之间和隔离板与AR膜镀制腔室侧壁之间均设有蒸发沉积管道,每个蒸发沉积管道分别连通一个第二管道;所述蒸发沉积管道位于发电玻璃移动方向的上方。
蒸发沉积管道通过与第二管道连通,通过第二管道进入AR膜镀制腔室的蒸汽分子可进入蒸发沉积管道,并通过蒸发沉积管道底部开设的若干通孔向下方排出,而发电玻璃在其下方并从AR膜镀制腔室的进口端移动到出口端,使得分别接受三种蒸汽分子的沉积。而设置的隔板,用以避免三层AR膜蒸汽之间的互相污染。
在优选的技术方案中,所述AR膜镀制腔室的进入端由远及近的依次密封连接且连通有进片锁定腔室、玻璃预热腔室、碲化镉薄膜沉积腔室和降温腔室;所述AR膜镀制腔室的出口端密封连接且连通有出片锁定腔室;所述进片锁定腔室的进口端和出口端分别设有第一门阀和第二门阀,所述AR膜镀制腔室的进口端和出口端分别设有第三门阀和第四门阀,所述出片锁定腔室的出口端设有第五门阀;所述进片锁定腔室、玻璃预热腔室、降温腔室和出片锁定腔室分别连接有第二抽真空装置。
进片锁定腔室用于进片和锁定发电玻璃,玻璃预热腔室用于对发电玻璃进行预热并加热到镀制碲化镉薄膜的温度,碲化镉薄膜沉积腔室用于通过现有的蒸发镀膜的方式在发电玻璃的下表面镀制碲化镉薄膜,降温腔室用于镀制完成碲化镉薄膜的发电玻璃进行降温,出片锁定腔室用于出片;第一门阀和第二门阀的主要作用是当连续生产时,玻璃进出时用以大气与真空状态下的转换,保证玻璃进片的连续性,同时也保持镀膜腔室内部真空度不变,环境不受污染。第三门阀主要是进一步预防碲化镉蒸汽或者AR膜蒸汽互相污染,导致膜层纯度及结构受到影响,当玻璃达到后,门阀打开,玻璃快速通过后,门阀关闭,用以保持两个镀膜腔室之间的气氛纯度。第四门阀和第五门阀作用相同。
在优选的技术方案中,所述第一抽真空装置和第二抽真空装置分别包括机械泵、罗茨泵、分子泵和扩散泵。
另一方面,还提供一种碲化镉发电玻璃AR膜镀膜方法,包括以下步骤:
S1:将镀膜机抽真空至真空状态,开启玻璃预热腔室进行预热;
S2:当玻璃预热腔室内温度达到设定温度后,镀膜机开始连续进入玻璃,准备镀制碲化镉薄膜和AR膜。
S3:进片锁定腔室放气至大气压,打开其进口端的第一门阀,玻璃进入进片锁定腔室中后关闭第一门阀,将进片锁定腔室抽真空至设定真空度,然后打开进片锁定腔室的第二门阀,玻璃进入玻璃预热腔室,此时玻璃预热腔的真空度在1Pa以下。
S4:玻璃经过玻璃预热腔室预热并达到碲化镉成膜所需的400℃以上温度后,进入到碲化镉薄膜沉积腔室。
S5:在碲化镉薄膜沉积腔室,在玻璃的下表面镀制碲化镉薄膜,采用蒸发镀膜法镀制。
S6:镀制完碲化镉薄膜后,玻璃进入到降温腔室,缓慢降至100℃以上且300℃以下。
S7:当降至设定温度后,AR膜镀制腔室进口端的第三门阀打开,玻璃进入AR膜镀制腔室,在靶材蒸发腔室中加热靶材使其蒸发,并采用氮气为载气,氮气经加热后送至每个靶材蒸发腔室内,靶材蒸发腔室内的蒸汽分子通过氮气带动进入镀膜室并在玻璃表面沉积,在玻璃表面分别沉积形成MgF2膜层、ZrO2/SiO2膜层、Al2O3/TiO2膜层。
S8:镀制完成AR膜层后,出片锁定腔室进入端的第四门阀打开,玻璃进入出片锁定腔室并将出片锁定腔室放气至大气压后,出片锁定腔室出口端的第五门阀打开,玻璃出真空区,进入降温区中降至室温。
S9:在温度为200℃以上的条件下对玻璃上的碲化镉薄膜和AR膜层进行活化。
本发明的有益效果为:
碲化镉发电玻璃的AR膜层通过蒸汽沉积的方式进行镀制,能够在碲化镉发电玻璃上镀制三层分别为MgF2膜层、ZrO2/SiO2膜层、Al2O3/TiO2膜层的膜层,形成AR膜,采用该方式沉积形成的增透膜,具有更好的均匀性和附着力以及很好的增透效果,质量更佳,在经过降温活化后,其在先镀制的碲化镉膜层晶体再次成长分布均匀,AR膜层也在此经过进一步干燥及重结晶与膜层扩散,膜层更加致密,寿命明显提升。
而且,本镀膜机和镀膜方法可使得镀制而成的AR膜具有更好的附着力、均匀性、增透效果和光电转换效率,而且也提升了AR膜的使用寿命,提高了增透膜的实际使用意义。
同时,碲化镉发电玻璃的AR膜和碲化镉薄膜均可在同一台设备上镀制,节约了设备的投入成本,也利用碲化镉高温镀膜的特点,利用余热镀制AR膜,节约了资源。
附图说明
为了便于对镀膜机设备的清晰展示,将该镀膜机整机划分为三个部分进行示意,分别为图1-3。
图1是本发明镀膜机的第一部分结构示意图,该示意图示出了进片锁定腔室、玻璃预热腔室和碲化镉薄膜沉积腔室;
图2是本发明镀膜机的第二部分结构示意图,该示意图示出了碲化镉薄膜沉积腔室、降温腔室和AR膜镀制腔;
图3是本发明镀膜机的第三部分结构示意图,该示意图示出了AR膜镀制腔和出片锁定腔室;
图4是本发明镀膜机的AR膜镀制腔室与靶材蒸发腔室的结构示意图;
图5是本发明镀膜机的AR膜镀制腔室镀制原理示意图;
图6是本发明镀膜机的靶材蒸发腔室的结构示意图;
图7是本发明镀膜方法的流程示意图。
图中:1-第一门阀;2-第二门阀;3-第三门阀;4-第四门阀;5-第五门阀;6-进片锁定腔室;7-玻璃预热腔室;8-碲化镉薄膜沉积腔室;9-降温腔室;10-AR膜镀制腔室;11-出片锁定腔室;12-泵组;13-AR膜蒸发室;14-第一管道;15-MgF2靶材蒸发腔室;16-ZrO2/SiO2靶材蒸发腔室;17-Al2O3/TiO2靶材蒸发腔室;18-载气供给室;19-蒸发沉积管道;20-靶材蒸发坩埚;21-抽空管道;22-第二管道;23-隔离板;24-发电玻璃。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步阐述。
结合图1-3所示,一种碲化镉发电玻璃AR膜镀膜机,该镀膜机主要由进片锁定腔室6、玻璃预热腔室7、碲化镉薄膜沉积腔室8、降温腔室9、AR膜镀制腔10和出片锁定腔室11所组成,各腔室之间通过螺栓以及真空密封圈密封连接,由螺栓通过地脚支柱支撑连接为一体。发电玻璃24也依次经过进片锁定腔室6、玻璃预热腔室7、碲化镉薄膜沉积腔室8、降温腔室9、AR膜镀制腔室10和出片锁定腔室11进行镀膜,而该镀膜机可实现在同一个设备上既镀制碲化镉薄膜又镀制AR薄膜,大大较节约了设备的投入成本,也利用碲化镉高温镀膜的特点,利用余热镀制AR膜,节约了资源。
在进片锁定腔室6的进口端和出口端分别设有第一门阀1和第二门阀2,AR膜镀制腔室10的进口端和出口端分别设有第三门阀3和第四门阀4,出片锁定腔室11的出口端设有第五门阀5,如图1所示,第一门阀1和第二门阀2的主要作用是当连续生产时,玻璃进出时用以大气与真空状态下的转换,保证玻璃进片的连续性,同时也保持镀膜腔室内部真空度不变,环境不受污染。第三门阀3主要是进一步预防碲化镉蒸汽或者AR膜蒸汽互相污染,导致膜层纯度及结构受到影响,当玻璃达到后,门阀打开,玻璃快速通过后,门阀关闭,用以保持两个镀膜腔室之间的气氛纯度。第四门阀4和第五门阀5作用相同。镀膜机连接有至少五个抽真空装置或五组泵组12,每组泵组12或抽真空装置又包括机械泵、罗茨泵、分子泵(扩散泵)等。
如图4所示,镀膜机在AR膜镀制腔室10旁有一个独立的AR膜蒸发室13,该AR膜蒸发室13至少包括三组独立蒸发腔室,而这三个独立的蒸发腔室分别为MgF2靶材蒸发腔室15、ZrO2/SiO2靶材蒸发腔室16和Al2O3/TiO2靶材蒸发腔室17。每个MgF2靶材蒸发腔室15、ZrO2/SiO2靶材蒸发腔室16和Al2O3/TiO2靶材蒸发腔室17分别通过第一管道14连接有载气供给室18;AR膜镀制腔室10与各个靶材蒸发腔室通过第一管道14连通。第一管道14和第二管道22内嵌有加热丝和温感探测设备,可将运输管道加热,并且能加热至150℃以上。第一抽真空装置的抽吸端还与邻近其的一靶材蒸发腔室连通,相邻的两个靶材蒸发腔室之间通过抽空管道21连通,抽空管道21主要是为保障靶材蒸发腔室内真空度与AR膜镀制腔室10内真空度一致。第一管道14和第二管道22加热是为了保障气体在传输过程中温度保持不变,不在管道内沉积。
与每个靶材蒸发腔室相连接还有载气供给室18,载气供给室18与靶材蒸发腔室之间设有电磁阀与流量计,当靶材蒸发腔室的真空度及温度均达到后,给定一定氮气流量,电磁阀打开,氮气载气按量进入靶材蒸发腔室,并带走蒸发出的AR膜蒸汽分子,进入AR膜镀制腔室10中。
如图5所示,在AR膜镀制腔室10内,设有2块隔离板23,用以避免三层AR膜蒸汽之间的互相污染。发电玻璃24通过移动分别接受上方蒸发沉积管道19喷出的三种蒸汽分子的沉积,形成三层不同的膜层,得到AR膜。AR膜镀制腔室10内至少含有6组及以上蒸发沉积管道19,管道下方靠近玻璃面侧,开有至少50个1μm大小的孔洞,用以混合的蒸汽分子气体的进入。
如图6所示,在每个靶材蒸发腔室中,至少包含3组靶材蒸发坩埚20,通过电阻丝加热蒸发AR膜靶材。
如图7所示,一种碲化镉发电玻璃AR膜镀膜方法,包括以下步骤:
S1:将镀膜机抽真空至真空状态,开启玻璃预热腔进行预热;
S2:当玻璃预热腔内温度达到设定温度后,镀膜机开始连续进入玻璃,准备镀制碲化镉薄膜和AR膜。
S3:进片锁定腔放气至大气压,打开其进口端的第一门阀1,玻璃进入进片锁定腔室6中后关闭第一门阀1,将进片锁定腔室6抽真空至设定真空度,然后打开进片锁定腔室6的第二门阀2,玻璃进入玻璃预热腔室7,此时玻璃预热腔的真空度在1Pa以下。
S4:玻璃经过玻璃预热腔室7预热并达到碲化镉成膜所需的400℃以上温度后,进入到碲化镉薄膜沉积腔室8。
S5:在碲化镉薄膜沉积腔室8,在玻璃的下表面镀制碲化镉薄膜,采用蒸发镀膜法镀制。该蒸发镀膜法为碲化镉膜料之下,玻璃在膜料之上,采用从下往上蒸发沉积的方式,具体步骤为:①碲化镉膜料放置于加热蒸发源内,在玻璃进入腔室之前,将蒸发源进行通电升温,温度升高至600℃~800℃,碲化镉膜料升华;②升华的碲化镉膜料蒸汽向碲化镉薄膜沉积腔室8上部扩散,腔室内均匀的分布着碲化镉蒸汽;③玻璃经过预热温度达到400~600℃;④温度达到的玻璃进入碲化镉薄膜沉积腔室8,由于玻璃温度低于碲化镉蒸汽温度,碲化镉蒸汽开始在玻璃下表面吸附冷凝沉积,形成一层均匀的碲化镉薄膜。
S6:镀制完碲化镉薄膜后,玻璃进入到降温腔室9,缓慢降至100℃以上且300℃以下。
S7:当降至设定温度后,AR膜镀制腔室10进口端的第三门阀3打开,玻璃进入AR膜镀制腔室10,在靶材蒸发腔室中加热靶材使其蒸发,并采用氮气为载气,氮气经加热后送至每个靶材蒸发腔室内,靶材蒸发腔室内的蒸汽分子通过氮气带动进入AR膜镀膜腔室10并在玻璃表面沉积,在玻璃表面分别沉积形成MgF2膜层、ZrO2/SiO2膜层、Al2O3/TiO2膜层。此处靶材蒸发温度大于150℃,在AR膜镀制腔室10中玻璃表面温度应在100℃至150℃之间,膜层分为三层,分别为MgF2、ZrO2(SiO2)、Al2O3(TiO2),对应厚度为大于20nm、大于50nm、大于80nm,膜层总厚度在150nm至400nm之间。
S8:镀制完成AR膜层后,出片锁定腔室11进入端的第四门阀4打开,玻璃进入出片锁定腔室11并将出片锁定腔放气至大气压后,出片锁定腔室11出口端的第五门阀5打开,玻璃出真空区,进入快速降温区中降至室温。在此,芯片(镀膜完成后玻璃统称为芯片)温度由100℃快速降至室温。其中,快速降温区为本镀膜机所具有的功能区,该区通过在腔壁设置冷却水管以及液氮冷却盘管实现。
S9:在温度为200℃以上的条件下对玻璃上的碲化镉薄膜和AR膜层进行活化。其活化为一般碲化镉薄膜常用活化处理装置或方法,其主要步骤为先喷涂活化溶液,然后升温活化,再降温冷却,最后清洗。碲化镉薄膜经过活化,使其膜层晶体再次成长分布均匀,在此温度为200℃以上。AR膜层在此经过进一步干燥及重结晶与膜层扩散,膜层更加致密,寿命明显提升。
需要说明的是,在AR膜镀膜腔室10内设置冷却装置,并通过该冷却装置使进入该腔室内的蒸汽分子得到降温,以便于通过冷凝的方式进行镀膜,同时通过冷却装置可使得进入腔室内的蒸汽分子降温到适合镀膜的温度,也可避免碲化镉薄膜被烧坏。
本发明不局限于上述可选实施方式,任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品,但不论在其形状或结构上作任何变化,凡是落入本发明权利要求界定范围内的技术方案,均落在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种碲化镉发电玻璃AR膜镀膜机,其特征在于:包括连接有第一抽真空装置的AR膜镀制腔室(10),所述AR膜镀制腔室(10)连通有至少一个MgF2靶材蒸发腔室、ZrO2/SiO2靶材蒸发腔室(16)和Al2O3/TiO2靶材蒸发腔室(17),所述MgF2靶材蒸发腔室、ZrO2/SiO2靶材蒸发腔室(16)和Al2O3/TiO2靶材蒸发腔室(17)沿AR膜镀制腔室(10)内发电玻璃(24)的移动方向依次设置;
每个MgF2靶材蒸发腔室(15)、ZrO2/SiO2靶材蒸发腔室(16)和Al2O3/TiO2靶材蒸发腔室(17)分别通过第二管道(22)连接有载气供给室(18);
所述AR膜镀制腔室(10)与各个靶材蒸发腔室通过第一管道(14)连通,所述第一管道(14)和第二管道(22)均设有加热和温度检测装置;
所述AR膜镀制腔室(10)内设有至少两个用于隔离不同靶材所蒸发蒸汽的隔离板(23);相邻两个隔离板(23)之间和隔离板(23)与AR膜镀制腔室(10)侧壁之间均设有蒸发沉积管道(19),每个蒸发沉积管道(19)分别连通一个第一管道(14);所述蒸发沉积管道(19)位于发电玻璃(24)移动方向的上方;
在AR膜镀膜腔室内设置冷却装置;
所述AR膜镀制腔室(10)的进入端由远及近的依次密封连接且连通有进片锁定腔室(6)、玻璃预热腔室(7)、碲化镉薄膜沉积腔室(8)和降温腔室(9);所述AR膜镀制腔室(10)的出口端密封连接且连通有出片锁定腔室(11);所述进片锁定腔室(6)的进口端和出口端分别设有第一门阀(1)和第二门阀(2),所述AR膜镀制腔室的进口端和出口端分别设有第三门阀(3)和第四门阀(4),所述出片锁定腔室(11)的出口端设有第五门阀(5);所述进片锁定腔室(6)、玻璃预热腔室(7)、降温腔室(9)和出片锁定腔室(11)分别连接有第二抽真空装置。
2.根据权利要求1所述的一种碲化镉发电玻璃AR膜镀膜机,其特征在于:所述载气供给室(18)所供给的气体为保护气体。
3.根据权利要求1所述的一种碲化镉发电玻璃AR膜镀膜机,其特征在于:所述第一抽真空装置的抽吸端还与邻近其的一靶材蒸发腔室连通,相邻的两个靶材蒸发腔室之间通过抽空管道(21)连通。
4.根据权利要求1所述的一种碲化镉发电玻璃AR膜镀膜机,其特征在于:每个靶材蒸发腔室内设有至少一个靶材蒸发坩埚(20),所述靶材蒸发坩埚(20)通过电阻丝加热靶材并使其蒸发。
5.根据权利要求1所述的一种碲化镉发电玻璃AR膜镀膜机,其特征在于:所述第一抽真空装置和第二抽真空装置分别包括机械泵、罗茨泵、分子泵和扩散泵。
6.一种如权利要求1-5任一项所述的碲化镉发电玻璃AR膜镀膜机的碲化镉发电玻璃AR膜镀膜方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1:将镀膜机抽真空至真空状态,开启玻璃预热腔室(7)进行预热;
S2:当玻璃预热腔室(7)内温度达到设定温度后,镀膜机开始连续进入玻璃,准备镀制碲化镉薄膜和AR膜;
S3:进片锁定腔室(6)放气至大气压,打开其进口端的第一门阀(1),玻璃进入进片锁定腔室(6)中后关闭第一门阀(1),将进片锁定腔室(6)抽真空至设定真空度,然后打开进片锁定腔室(6)的第二门阀(2),玻璃进入玻璃预热腔室(7),此时玻璃预热腔的真空度在1Pa以下;
S4:玻璃经过玻璃预热腔室(7)预热并达到碲化镉成膜所需的400℃以上温度后,进入到碲化镉薄膜沉积腔室(8);
S5:在碲化镉薄膜沉积腔室(8),在玻璃的下表面镀制碲化镉薄膜,采用蒸发镀膜法镀制;
S6:镀制完碲化镉薄膜后,玻璃进入到降温腔室(9),缓慢降至100℃以上且300℃以下;
S7:当降至设定温度后,AR膜镀制腔室(10)进口端的第三门阀(3)打开,玻璃进入AR膜镀制腔室(10),在靶材蒸发腔室中加热靶材使其蒸发,并采用氮气为载气,氮气经加热后送至每个靶材蒸发腔室内,靶材蒸发腔室内的蒸汽分子通过氮气带动进入镀膜室并在玻璃表面沉积,在玻璃表面分别沉积形成MgF2膜层、ZrO2/SiO2膜层、Al2O3/TiO2膜层;
S8:镀制完成AR膜层后,出片锁定腔室(11)进入端的第四门阀(4)打开,玻璃进入出片锁定腔室(11)并将出片锁定腔室(11)放气至大气压后,出片锁定腔室(11)出口端的第五门阀(5)打开,玻璃出真空区,进入降温区中降至室温;
S9:在温度为200℃以上的条件下对玻璃上的碲化镉薄膜和AR膜层进行活化。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115818969B (zh) * 2022-11-30 2024-06-18 青岛融合智能科技有限公司 显示盖板玻璃镀膜装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101270467A (zh) * 2007-03-22 2008-09-24 深圳豪威真空光电子股份有限公司 制备ar膜的生产线
CN201503863U (zh) * 2009-10-16 2010-06-09 郑州金土地能源科技有限公司 碲化镉太阳能薄膜电池
CN102628163A (zh) * 2012-04-20 2012-08-08 成都中光电阿波罗太阳能有限公司 碲化镉薄膜太阳能电池背接触层制作方法及立式镀膜装置
CN103560169A (zh) * 2013-10-25 2014-02-05 济南晶力新能源科技有限公司 一种大型太阳能薄膜电池片组件生产工艺及设备
CN104060236A (zh) * 2014-05-14 2014-09-24 中国科学院广州能源研究所 一种片状基片的连续镀膜生产系统
CN110794490A (zh) * 2019-11-25 2020-02-14 中国科学院上海光学精密机械研究所 一种中波红外增透膜设计及制备方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56138701A (en) * 1980-03-31 1981-10-29 Minolta Camera Co Ltd Antireflection film
US8247255B2 (en) * 2009-12-15 2012-08-21 PrimeStar, Inc. Modular system and process for continuous deposition of a thin film layer on a substrate
CN103681889B (zh) * 2013-12-26 2017-02-08 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 一种引入驻极体结构的高效太阳能电池及制备方法
CN104264114B (zh) * 2014-10-14 2017-02-15 秦皇岛国泰玻璃有限公司 全自动真空电子枪镀膜装置
CN107742651A (zh) * 2017-08-31 2018-02-27 成都中建材光电材料有限公司 一种含高阻层有自清洁作用的碲化镉薄膜电池
CN109037361A (zh) * 2018-09-05 2018-12-18 中建材蚌埠玻璃工业设计研究院有限公司 一种高效率碲化镉薄膜太阳能电池

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101270467A (zh) * 2007-03-22 2008-09-24 深圳豪威真空光电子股份有限公司 制备ar膜的生产线
CN201503863U (zh) * 2009-10-16 2010-06-09 郑州金土地能源科技有限公司 碲化镉太阳能薄膜电池
CN102628163A (zh) * 2012-04-20 2012-08-08 成都中光电阿波罗太阳能有限公司 碲化镉薄膜太阳能电池背接触层制作方法及立式镀膜装置
CN103560169A (zh) * 2013-10-25 2014-02-05 济南晶力新能源科技有限公司 一种大型太阳能薄膜电池片组件生产工艺及设备
CN104060236A (zh) * 2014-05-14 2014-09-24 中国科学院广州能源研究所 一种片状基片的连续镀膜生产系统
CN110794490A (zh) * 2019-11-25 2020-02-14 中国科学院上海光学精密机械研究所 一种中波红外增透膜设计及制备方法

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