CN114892140A - 铜锌锡硫硒太阳能电池吸收层薄膜的制备装置与制备方法 - Google Patents
铜锌锡硫硒太阳能电池吸收层薄膜的制备装置与制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114892140A CN114892140A CN202210511338.8A CN202210511338A CN114892140A CN 114892140 A CN114892140 A CN 114892140A CN 202210511338 A CN202210511338 A CN 202210511338A CN 114892140 A CN114892140 A CN 114892140A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- evaporation
- solar cell
- sulfur
- tin
- copper
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- SEUJAMVVGAETFN-UHFFFAOYSA-N [Cu].[Zn].S=[Sn]=[Se] Chemical compound [Cu].[Zn].S=[Sn]=[Se] SEUJAMVVGAETFN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 29
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims abstract description 78
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims abstract description 78
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 34
- 239000010408 film Substances 0.000 claims description 33
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 22
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 21
- BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N Selenium Chemical compound [Se] BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 claims description 20
- 239000011669 selenium Substances 0.000 claims description 20
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 15
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 15
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 11
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 9
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 8
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 claims description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 5
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 claims description 4
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 4
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 abstract description 4
- 230000000712 assembly Effects 0.000 abstract description 4
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 8
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 2
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 1
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/56—Apparatus specially adapted for continuous coating; Arrangements for maintaining the vacuum, e.g. vacuum locks
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
- C23C14/14—Metallic material, boron or silicon
- C23C14/18—Metallic material, boron or silicon on other inorganic substrates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/24—Vacuum evaporation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/54—Controlling or regulating the coating process
- C23C14/541—Heating or cooling of the substrates
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
本发明提出一种铜锌锡硫硒太阳能电池吸收层薄膜的制备装置与制备方法，制备装置包括真空箱，所述真空箱的内部由上至下依次设有衬底加热器、传送架、蒸镀机构以及辅助加热器；所述蒸镀机构包括设于所述辅助加热器与传送架之间的第一蒸发壳，以及设于所述第一蒸发壳与传送架之间的第二蒸发壳；所述蒸镀机构还包括与所述第一蒸发壳顶端转动连接的多个出气盘，以及与多个所述出气盘相连接的连杆调节组件。本发明能够同时输送两路蒸汽的同时，使得两路蒸汽能够从固定且单一的位置出气，以及对两路蒸汽的快速切换，以提高铜锌锡硫硒太阳能电池吸收层薄膜的蒸镀效率。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池技术领域，特别涉及一种铜锌锡硫硒太阳能电池吸收层薄膜的制备装置与制备方法。
背景技术
太阳能电池，是一种利用太阳光直接发电的光电半导体薄片，它只要被满足一定照度条件的光照度，瞬间就可输出电压及在有回路的情况下产生电流。
根据申请号为CN201810742484.5的专利文献所提供的铜锌锡硫硒薄膜太阳能电池及其制备方法可知，该太阳能电池的制备方法包括Mo玻璃基底以及依次沉积在所述Mo玻璃基底上的铜锌锡硫硒膜层、CdS缓冲层、ZnO窗口层、ITO透明电极层和Ag栅电极。其中，CZTSSe薄膜是由CZTS前驱膜经硒化处理获得的。该发明采用超声喷雾法制备CZTS前驱膜，与目前普遍采用的旋涂法制备的CZTSSe薄膜太阳能电池相比，对薄膜厚度、均匀性、结晶性的调控更加精确，有利于降低复合、提升电池的转换效率。
上述太阳能电池制备方法采用超声喷雾法制备CZTS前驱膜，对薄膜厚度、均匀性、结晶性的调控更加精确。然而，传统的太阳能电池薄膜的制备往往需要设置许多相互交错的气孔，才能蒸镀多种材料，交错的气孔容易影响气体的发散方向，从而影响基板上形成的膜层的均一性。
发明内容
基于此，本发明的目的在于提出一种铜锌锡硫硒太阳能电池吸收层薄膜的制备装置与制备方法用以解决上述背景技术中提出的技术问题。
本发明提出一种铜锌锡硫硒太阳能电池吸收层薄膜的制备装置，包括真空箱，所述真空箱的内部由上至下依次设有衬底加热器、传送架、蒸镀机构以及辅助加热器；
所述蒸镀机构包括设于所述辅助加热器与传送架之间的第一蒸发壳，以及设于所述第一蒸发壳与传送架之间的第二蒸发壳，所述第一蒸发壳和第二蒸发壳均安装于所述真空箱内部，所述第一蒸发壳的顶端安装有呈阵列排布的多个第一出气管，所述第一出气管贯穿所述第二蒸发壳，所述第二蒸发壳的上表面安装有呈阵列排布的多个第二出气管，所述第二出气管与所述第一出气管交错设置；
所述蒸镀机构还包括与所述第一蒸发壳顶端转动连接的多个出气盘，以及与多个所述出气盘相连接的连杆调节组件。
进一步的，所述真空箱的内部固定有位于多个所述出气盘顶端的分隔板。在本发明中，通过分隔板分隔真空箱的内部空间，防止蒸镀时所产生的蒸汽与分隔板底端的元件相接触，对元件造成侵蚀。
进一步的，所述出气盘包括通过转轴与所述第二蒸发壳的上表面转动连接的转盘，穿插于所述转盘壳体上的第三出气管，以及穿插于所述第三出气管底端的出气头，所述出气头的进气端连接有多个输气管。
进一步的，所述蒸镀机构还包括设于所述第二蒸发壳上表面、且用于封堵所述输气管的多个封堵块。在本发明中，通过封堵块与第三出气管相对齐，从而防止第三出气管内的蒸汽经过第三出气管流出。
进一步的，所述输气管远离所述出气头的一端连接有第一支撑环，所述第一支撑环的下表面安装有折叠式补偿节，所述折叠式补偿节的下表面安装有第二支撑环。在本发明中，通过折叠式补偿节的伸缩，从而为第二支撑环提供升降空间，使得第二支撑环能够到达第一出气管和第二出气管的上表面。
进一步的，所述连杆调节组件包括安装于所述第二蒸发壳上表面的气缸，与所述气缸的活塞杆相连接的平移杆，以及通过转轴与所述平移杆相连接的多个第一连杆，所述第一连杆远离所述平移杆的一端通过转轴与所述转盘相连接。在本发明中，通过气缸推动平移杆，通过平移杆推动第一连杆，通过第一连杆推动转盘以其上转轴为旋转中心进行旋转，以使转盘进行旋转。
进一步的，所述连杆调节组件还包括连接相邻所述转盘的第二连杆，所述第二连杆通过转轴与所述转盘相连接。
本发明还提出一种铜锌锡硫硒太阳能电池吸收层薄膜的制备方法，应用如上所述的铜锌锡硫硒太阳能电池吸收层薄膜的制备装置进行制备，包括以下步骤：
步骤一，将玻璃衬底置于传送架上，通过传送臂将传送架装载玻璃衬底的一端输送至真空箱的内部；
步骤二，通过真空泵组对真空箱抽真空，真空度至5*10-4pa；
步骤三，通过衬底加热器和辅助加热器将玻璃衬底升温；
步骤四，通过载气管道输送铜蒸汽、锌蒸汽和锡蒸汽至第一蒸发壳，输送硫蒸气和硒蒸气至第二蒸发壳，将铜蒸汽、锌蒸汽、锡蒸汽、硫蒸气和硒蒸气同时沉积在玻璃衬底上；
步骤五，依次停止铜蒸汽、锌蒸汽、锡蒸汽、硫蒸气和硒蒸气的蒸镀，得到铜锌锡硫硒太阳能电池吸收层薄膜。
进一步的，衬底加热器和辅助加热器均为红外热辐射加热器。
进一步的，所述步骤五得到的铜锌锡硫硒太阳能电池吸收层薄膜的厚度为1400～2000nm。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明提出一种铜锌锡硫硒太阳能电池吸收层薄膜的制备装置，能够同时输送两路蒸汽的同时，使得两路蒸汽能够从固定、且单一的位置出气，以及对两路蒸汽的快速切换，以提高铜锌锡硫硒太阳能电池吸收层薄膜的蒸镀效率；
具体为：通过转盘的转动，带动第三出气管转动，通过第三出气管带动出气头转动，通过出气头转动带动第三出气管转动，以切换排气效果。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者，部分特征和优点可以从说明书推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本发明的上述技术即可得知。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
图1为本发明提出的铜锌锡硫硒太阳能电池吸收层薄膜的制备装置的结构示意图；
图2为本发明提出的铜锌锡硫硒太阳能电池吸收层薄膜的制备装置的俯视图；
图3为图2中沿A-A线的剖视图；
图4为图2中沿B-B线的剖视图；
图5为本发明中出气盘和连杆调节组件的结构示意图；
图6为本发明中蒸镀机构的结构示意图；
图7为本发明中出气盘的结构示意图；
图8为本发明中分隔板和蒸镀机构的结构示意图。
主要符号说明：
| 真空箱 | 10 | 出气头 | 453 |
| 分隔板 | 11 | 输气管 | 454 |
| 衬底加热器 | 20 | 第一支撑环 | 4541 |
| 传送架 | 30 | 折叠式补偿节 | 4542 |
| 蒸镀机构 | 40 | 第二支撑环 | 4543 |
| 第一蒸发壳 | 41 | 连杆调节组件 | 46 |
| 第二蒸发壳 | 42 | 气缸 | 461 |
| 第一出气管 | 43 | 平移杆 | 462 |
| 第二出气管 | 44 | 第一连杆 | 463 |
| 出气盘 | 45 | 第二连杆 | 464 |
| 转盘 | 451 | 辅助加热器 | 50 |
| 第三出气管 | 452 |
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的首选实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请参阅图1至图8，在本发明一优选的实施例中，本发明提出一种铜锌锡硫硒太阳能电池吸收层薄膜的制备装置，包括真空箱10，所述真空箱10的内部由上至下依次设有衬底加热器20、传送架30、蒸镀机构40以及辅助加热器50。
所述蒸镀机构40包括设于所述辅助加热器50与传送架30之间的第一蒸发壳41，以及设于所述第一蒸发壳41与传送架30之间的第二蒸发壳42。其中，所述第一蒸发壳41和第二蒸发壳42均安装于所述真空箱10内部。所述第一蒸发壳41的顶端安装有呈阵列排布的多个第一出气管43，所述第一出气管43贯穿所述第二蒸发壳42。所述第二蒸发壳42的上表面安装有呈阵列排布的多个第二出气管44，所述第二出气管44与所述第一出气管43交错设置。
所述蒸镀机构40还包括与所述第一蒸发壳41顶端转动连接的多个出气盘45，以及与多个所述出气盘45相连接的连杆调节组件46。
具体的，请着重参照附图3与图4，在本发明另一优选的实施例中，所述真空箱10的内部固定有位于多个所述出气盘45顶端的分隔板11。
所述出气盘45包括通过转轴与所述第二蒸发壳42的上表面转动连接的转盘451，穿插于所述转盘451壳体上的第三出气管452，以及穿插于所述第三出气管452底端的出气头453。其中，所述出气头453的进气端连接有多个输气管454。
在本实施例中，所述蒸镀机构40还包括设于所述第二蒸发壳42上表面、且用于封堵所述输气管454的多个封堵块47。需要说明的是，在本实施例中，通过分隔板11分隔真空箱10的内部空间，防止蒸镀时所产生的蒸汽与分隔板11底端的元件相接触，对元件造成侵蚀。
进一步的，通过转盘451的转动，带动第三出气管452转动，通过第三出气管452带动出气头453转动，通过出气头453转动带动第三出气管452转动，以使第一蒸发壳41排出铜蒸汽、锌蒸汽、锡蒸汽时，第二蒸发壳42排出硫蒸气和硒蒸气时，第三出气管452与第一出气管43和第二出气管44相对齐，以使铜蒸汽、锌蒸汽、锡蒸汽、硫蒸气和硒蒸气。当仅需要第二蒸发壳42排出硫蒸气和硒蒸气时，通过转盘451的转动，仅使得第三出气管452与第二出气管44相连通，从而仅仅排放硫蒸气和硒蒸气。
进一步的，仅需要第二蒸发壳42排出硫蒸气和硒蒸气时，通过转盘451的转动，仅使得第三出气管452与第二出气管44相连通，从而仅仅排放硫蒸气和硒蒸气时。通过封堵块47与第三出气管452相对齐，从而防止第三出气管452内的蒸汽经过第三出气管452流出。
具体的，请着重参照附图5、图6与图7，在本发明另一优选的实施例中，所述输气管454远离所述出气头453的一端连接有第一支撑环4541，所述第一支撑环4541的下表面安装有折叠式补偿节4542，所述折叠式补偿节4542的下表面安装有第二支撑环4543。
所述连杆调节组件46包括安装于所述第二蒸发壳42上表面的气缸461，与所述气缸461的活塞杆相连接的平移杆462，以及通过转轴与所述平移杆462相连接的多个第一连杆463，所述第一连杆463远离所述平移杆462的一端通过转轴与所述转盘451相连接。
所述连杆调节组件46还包括连接相邻所述转盘451的第二连杆464，所述第二连杆464通过转轴与所述转盘451相连接。
需要说明的是，在本实施例中，通过第二支撑环4543下表面倒角所形成的斜面在第一出气管43和第二出气管44的上表面上滑动，以使第二支撑环4543滑动至第一出气管43和第二出气管44的上表面。
此外，通过折叠式补偿节4542的伸缩，从而为第二支撑环4543提供升降空间，使得第二支撑环4543能够到达第一出气管43和第二出气管44的上表面。且通过折叠式补偿节4542的弹性，推动第二支撑环4543抵接在第一出气管43和第二出气管44的上表面，提高气密性。在第一支撑环4541和第二支撑环4543之间设置弹簧，以辅助折叠式补偿节4542推动第二支撑环4543。
进一步的，通过气缸461推动平移杆462，通过平移杆462推动第一连杆463，通过第一连杆463推动转盘451以其上转轴为旋转中心进行旋转，以使转盘451进行旋转。
进一步的，相邻两个转盘451之间通过第二连杆464进行联动，以使其中一个转盘451进行旋转时，其相邻转盘451也进行旋转。
请参阅图1至图8所示，根据上述实施例还将提供铜锌锡硫硒太阳能电池吸收层薄膜的制备装置的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，将玻璃衬底置于传送架30上，通过传送臂将传送架30装载玻璃衬底的一端输送至真空箱10的内部；
步骤二，通过真空泵组对真空箱10抽真空，真空度至5*10-4pa；
步骤三，通过衬底加热器20和辅助加热器50将玻璃衬底升温；
步骤四，通过载气管道输送铜蒸汽、锌蒸汽和锡蒸汽至第一蒸发壳41，输送硫蒸气和硒蒸气至第二蒸发壳42，将铜蒸汽、锌蒸汽、锡蒸汽、硫蒸气和硒蒸气同时沉积在玻璃衬底上；
步骤五，依次停止铜蒸汽、锌蒸汽、锡蒸汽、硫蒸气和硒蒸气的蒸镀，得到铜锌锡硫硒太阳能电池吸收层薄膜；
需要说明的是，在本实施例中，当沉积所得薄膜的厚度达所需厚度的80％-90％时，停止输入所述铜蒸汽；
当薄膜表面材料转变为贫铜状态时，停止输入锌蒸汽，硫蒸汽与所述硒蒸汽的摩尔比值不变，并停止对玻璃衬底加热，形成入光面；
当所述玻璃衬底温度下降到400～450℃时，停止输入锡蒸汽；及当玻璃衬底温度下降到250～400℃时，停止输入所述硫蒸汽及所述硒蒸汽，制得铜锌锡硫硒太阳能电池吸收层薄膜；
进一步的，所述步骤一和步骤三至步骤五中的衬底加热器20和辅助加热器50均为红外热辐射加热器；
进一步的，所述步骤五得到的铜锌锡硫硒太阳能电池吸收层薄膜的厚度为1400-2000nm。
本发明的具体操作方式如下：
将玻璃衬底置于传送架30上，通过传送臂将传送架30装载玻璃衬底的一端输送至真空箱10的内部，通过真空泵组对真空箱10抽真空，真空度至5*10-4pa；
通过衬底加热器20和辅助加热器50将玻璃衬底升温，通过载气管道输送铜蒸汽、锌蒸汽和锡蒸汽至第一蒸发壳41，输送硫蒸气和硒蒸气至第二蒸发壳42，将铜蒸汽、锌蒸汽、锡蒸汽、硫蒸气和硒蒸气同时沉积在玻璃衬底上；
依次停止铜蒸汽、锌蒸汽、锡蒸汽、硫蒸气和硒蒸气的蒸镀，得到铜锌锡硫硒太阳能电池吸收层薄膜。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种铜锌锡硫硒太阳能电池吸收层薄膜的制备装置，包括真空箱(10)，其特征在于，所述真空箱(10)的内部由上至下依次设有衬底加热器(20)、传送架(30)、蒸镀机构(40)以及辅助加热器(50)；
所述蒸镀机构(40)包括设于所述辅助加热器(50)与传送架(30)之间的第一蒸发壳(41)，以及设于所述第一蒸发壳(41)与传送架(30)之间的第二蒸发壳(42)，所述第一蒸发壳(41)和第二蒸发壳(42)均安装于所述真空箱(10)内部，所述第一蒸发壳(41)的顶端安装有呈阵列排布的多个第一出气管(43)，所述第一出气管(43)贯穿所述第二蒸发壳(42)，所述第二蒸发壳(42)的上表面安装有呈阵列排布的多个第二出气管(44)，所述第二出气管(44)与所述第一出气管(43)交错设置；
所述蒸镀机构(40)还包括与所述第一蒸发壳(41)顶端转动连接的多个出气盘(45)，以及与多个所述出气盘(45)相连接的连杆调节组件(46)。
2.根据权利要求1所述的铜锌锡硫硒太阳能电池吸收层薄膜的制备装置，其特征在于，所述真空箱(10)的内部固定有位于多个所述出气盘(45)顶端的分隔板(11)。
3.根据权利要求1所述的铜锌锡硫硒太阳能电池吸收层薄膜的制备装置，其特征在于，所述出气盘(45)包括通过转轴与所述第二蒸发壳(42)的上表面转动连接的转盘(451)，穿插于所述转盘(451)壳体上的第三出气管(452)，以及穿插于所述第三出气管(452)底端的出气头(453)，所述出气头(453)的进气端连接有多个输气管(454)。
4.根据权利要求3所述的铜锌锡硫硒太阳能电池吸收层薄膜的制备装置，其特征在于，所述蒸镀机构(40)还包括设于所述第二蒸发壳(42)上表面、且用于封堵所述输气管(454)的多个封堵块(47)。
5.根据权利要求3所述的铜锌锡硫硒太阳能电池吸收层薄膜的制备装置，其特征在于，所述输气管(454)远离所述出气头(453)的一端连接有第一支撑环(4541)，所述第一支撑环(4541)的下表面安装有折叠式补偿节(4542)，所述折叠式补偿节(4542)的下表面安装有第二支撑环(4543)。
6.根据权利要求3所述的铜锌锡硫硒太阳能电池吸收层薄膜的制备装置，其特征在于，所述连杆调节组件(46)包括安装于所述第二蒸发壳(42)上表面的气缸(461)，与所述气缸(461)的活塞杆相连接的平移杆(462)，以及通过转轴与所述平移杆(462)相连接的多个第一连杆(463)，所述第一连杆(463)远离所述平移杆(462)的一端通过转轴与所述转盘(451)相连接。
7.根据权利要求4所述的铜锌锡硫硒太阳能电池吸收层薄膜的制备装置，其特征在于，所述连杆调节组件(46)还包括连接相邻所述转盘(451)的第二连杆(464)，所述第二连杆(464)通过转轴与所述转盘(451)相连接。
8.一种铜锌锡硫硒太阳能电池吸收层薄膜的制备方法，其特征在于，应用如上述权利要求1至7任意一项所述的铜锌锡硫硒太阳能电池吸收层薄膜的制备装置进行制备，所述方法包括如下步骤：
步骤一，将玻璃衬底置于传送架(30)上，通过传送臂将传送架(30)装载玻璃衬底的一端输送至真空箱(10)的内部；
步骤二，通过真空泵组对真空箱(10)抽真空，真空度至5*10-4pa；
步骤三，通过衬底加热器(20)和辅助加热器(50)将玻璃衬底升温；
步骤四，通过载气管道输送铜蒸汽、锌蒸汽和锡蒸汽至第一蒸发壳(41)，输送硫蒸气和硒蒸气至第二蒸发壳(42)，将铜蒸汽、锌蒸汽、锡蒸汽、硫蒸气和硒蒸气同时沉积在玻璃衬底上；
步骤五，依次停止铜蒸汽、锌蒸汽、锡蒸汽、硫蒸气和硒蒸气的蒸镀，以得到铜锌锡硫硒太阳能电池吸收层薄膜。
9.根据权利要求8所述的一种铜锌锡硫硒太阳能电池吸收层薄膜的制备方法，其特征在于，所述衬底加热器(20)与所述辅助加热器(50)均为红外热辐射加热器。
10.根据权利要求8所述的一种铜锌锡硫硒太阳能电池吸收层薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤五中得到的铜锌锡硫硒太阳能电池吸收层薄膜的厚度为1400～2000nm。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210511338.8A CN114892140A (zh) | 2022-05-11 | 2022-05-11 | 铜锌锡硫硒太阳能电池吸收层薄膜的制备装置与制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210511338.8A CN114892140A (zh) | 2022-05-11 | 2022-05-11 | 铜锌锡硫硒太阳能电池吸收层薄膜的制备装置与制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114892140A true CN114892140A (zh) | 2022-08-12 |
Family
ID=82722478
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210511338.8A Pending CN114892140A (zh) | 2022-05-11 | 2022-05-11 | 铜锌锡硫硒太阳能电池吸收层薄膜的制备装置与制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114892140A (zh) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000219959A (ja) * | 1999-01-29 | 2000-08-08 | Agency Of Ind Science & Technol | 真空蒸着装置 |
| KR20120097694A (ko) * | 2011-02-25 | 2012-09-05 | 영남대학교 산학협력단 | 태양전지 광흡수층 제조장치 |
| KR20140007035A (ko) * | 2012-07-04 | 2014-01-16 | 영남대학교 산학협력단 | 태양전지 광흡수층 제조장치 |
| KR101665380B1 (ko) * | 2015-05-26 | 2016-10-13 | 주식회사 선익시스템 | 기판 증착 챔버 및 그를 구비한 기판 증착 시스템 |
| KR20170036645A (ko) * | 2015-09-24 | 2017-04-03 | 재단법인대구경북과학기술원 | 박막 태양전지 제조 장치 및 이를 이용한 열처리 공정 방법 |
-
2022
- 2022-05-11 CN CN202210511338.8A patent/CN114892140A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000219959A (ja) * | 1999-01-29 | 2000-08-08 | Agency Of Ind Science & Technol | 真空蒸着装置 |
| KR20120097694A (ko) * | 2011-02-25 | 2012-09-05 | 영남대학교 산학협력단 | 태양전지 광흡수층 제조장치 |
| KR20140007035A (ko) * | 2012-07-04 | 2014-01-16 | 영남대학교 산학협력단 | 태양전지 광흡수층 제조장치 |
| KR101665380B1 (ko) * | 2015-05-26 | 2016-10-13 | 주식회사 선익시스템 | 기판 증착 챔버 및 그를 구비한 기판 증착 시스템 |
| KR20170036645A (ko) * | 2015-09-24 | 2017-04-03 | 재단법인대구경북과학기술원 | 박막 태양전지 제조 장치 및 이를 이용한 열처리 공정 방법 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Chen et al. | Progress in tandem solar cells based on hybrid organic–inorganic perovskites | |
| US8071421B2 (en) | Thermal management and method for large scale processing of CIS and/or CIGS based thin films overlying glass substrates | |
| CN101521249B (zh) | 薄膜太阳能电池大规模生产的制造装置与方法 | |
| WO2005098968A1 (ja) | カルコパイライト型薄膜太陽電池用光吸収層の製造方法 | |
| CN101958371B (zh) | 铜铟镓硒薄膜太阳能电池制备装置 | |
| WO2005109525A1 (ja) | カルコパイライト型薄膜太陽電池の製造方法 | |
| CN105591032A (zh) | 一种钙钛矿光吸收复合层、钙钛矿太阳电池及其制备方法 | |
| JP4549193B2 (ja) | カルコパイライト型薄膜太陽電池及びその製造方法 | |
| JP2010225829A (ja) | 薄膜太陽電池の光吸収層の形成方法 | |
| Youngman et al. | Semitransparent selenium solar cells as a top cell for tandem photovoltaics | |
| CN103053008A (zh) | 用于对多个多层本体进行热处理的装置和方法 | |
| US20170155005A1 (en) | Selenization/sulfurization process apparatus for use with single-piece glass substrate | |
| Aqoma et al. | Simultaneous improvement of charge generation and extraction in colloidal quantum dot photovoltaics through optical management | |
| CN102292817A (zh) | 包括铜铟镓硒的光伏器件 | |
| CN114892140A (zh) | 铜锌锡硫硒太阳能电池吸收层薄膜的制备装置与制备方法 | |
| ES2841067T3 (es) | Caja de procesamiento, disposiciones y procedimientos para procesar sustratos revestidos | |
| KR100995394B1 (ko) | 박막 태양전지의 박막 형성장치 | |
| CN210956716U (zh) | 一种持续提供活性硒的装置 | |
| Devaney et al. | Vacuum deposition processes for CuInSe2 and CuInGaSe2 based solar cells | |
| KR20130040303A (ko) | 태양전지용 광흡수층 박막 급속 열처리장치 | |
| Liu et al. | Organic/amorphous silicon hybrid tandem solar cell with PDPP3T as organic active layer | |
| US20220158022A1 (en) | Arrangement, device, and method for heat treating a multilayer body | |
| KR101270440B1 (ko) | 박막 제조 장치 | |
| CN102369307A (zh) | 用于制造太阳能电池的设备 | |
| KR101577906B1 (ko) | Cigs 박막 급속 열처리 장치 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |