CN115763625A

CN115763625A - 一种铜铟镓硒薄膜太阳能电池的制备装置及方法

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Publication number: CN115763625A
Application number: CN202211472343.9A
Authority: CN
Inventors: 夏申江; 葛治亮; 井治; 王贝; 王程; 邓君; 杨卫明; 陈阔新; 邱宏
Original assignee: Cnbm Optoelectronic Equipment Taicang Co ltd; China Triumph International Engineering Co Ltd; China Building Materials Glass New Materials Research Institute Group Co Ltd
Current assignee: Cnbm Optoelectronic Equipment Taicang Co ltd; China Triumph International Engineering Co Ltd; China National Building Material Group Co Ltd CNBM; China Building Materials Glass New Materials Research Institute Group Co Ltd
Priority date: 2022-11-23
Filing date: 2022-11-23
Publication date: 2023-03-07

Abstract

本发明涉及一种铜铟镓硒薄膜太阳能电池的制备装置及方法，所述制备装置包括依次相连的进口室（10）、进口缓冲室（10）和进口过渡室（30），进口过渡室（30）后依次连接两个磁控溅射镀膜室和一个蒸发沉积室，两个磁控溅射镀膜室和一个蒸发沉积室的设置重复3‑5次，最后一个蒸发沉积室后面依次连接热处理室、出口过渡室（60）、出口缓冲室（70）及出口室（80）。采用磁控溅射和蒸发沉积交替设置，制备包含铜、铟、镓、硒4种元素的多层结构，以及对多层结构进行热处理，最终得到满足配比要求的CuIn_1‑XGa_XSe₂铜铟镓硒光吸收层。本发明具有能源消耗低、设备投资小、操作简单、更适合于工业化生产的优点。

Description

一种铜铟镓硒薄膜太阳能电池的制备装置及方法

技术领域

本发明涉及薄膜太阳能电池技术领域，特别是涉及一种制备铜铟镓硒薄膜太阳能电池光吸收层的装置和方法。

技术背景

薄膜太阳能电池具有弱光性能好、温度系数低、无光斑效应、颜色靓丽、发电效率高等优点，适合于在玻璃基板和柔性衬底上制备，同时便于大规模生产，在光伏建筑一体化应用中具有很大潜力。传统的铜铟镓硒薄膜电池的制备方法一般包括如下步骤：在衬底的一侧形成金属钼背电极层；在金属钼背电极层上形成铜铟镓硒光吸收层；在铜铟镓硒光吸收层上形成硫化镉窗口层；在硫化镉窗口层上形成本征氧化锌层；最后在本征氧化层表面上形成透明导电氧化物AZO。

传统的铜铟镓硒光吸收层形成方法有共蒸发法和预制层磁控溅射后硒化法，共蒸发法形成铜铟镓硒光吸收层，是在真空中分别加热铜、铟、镓和硒单质源，或Cu+Se、In+Se、Ga+Se等合金源，使铜、铟、镓、和硒元素同时沉积到衬底上，并使其充分发生化学反应形成优质的铜铟镓硒光吸收层，其不足之处是共蒸发法要求每种元素的蒸发速率和在衬底上的沉积量都要求精确控制，才能得到均匀的薄膜。预制层磁控溅射后硒化法形成铜铟镓硒光吸收层，是先在衬底上采用磁控溅射技术按配比沉积Cu、In、Ga层，再采用固态硒源蒸发沉积一层Se层然后硒化炉中进行硒化或在硒化氢气氛中硒化，最终形成满足配比要求的CuIn_1-XGa_XSe₂多晶薄膜，这种采用单质或合金靶材溅射金属预制膜Cu-In-Ga，而后采用硒化氢或固态硒源硒化的二步法制备铜铟镓硒光吸收层的方法，工艺简单，但由于硒沉积在预制层表面，在后硒化过程中硒进入预制层从而获得满足配比要求的CuIn_1-XGa_XSe₂多晶薄膜。相比共蒸发法，需要更高的衬底温度和更长的硒化反应时间，另外，流程多，需要至少三台不同的设备，预制层磁控溅射设备、硒蒸发沉积设备和硒化炉，投资大，能耗高，使得铜铟镓硒薄膜太阳能电池制造成本居高不下，不利于铜铟镓硒薄膜太阳能电池的推广应用。

发明内容

本发明的目就是提供一种硒化时间短、操作简单、投资少、能耗低的铜铟镓硒薄膜太阳能电池的制备装置及铜铟镓硒薄膜太阳能电池的制备方法。

本发明采用的技术方案如下：

一、本发明提供一种铜铟镓硒薄膜太阳能电池的制备装置，所述制备装置包括依次相连的进口室、进口缓冲室和进口过渡室，进口过渡室后依次连接两个磁控溅射镀膜室和一个蒸发沉积室，两个磁控溅射镀膜室和一个蒸发沉积室的设置重复3-5次，最后一个蒸发沉积室后面依次连接热处理室、出口过渡室、出口缓冲室及出口室，上述各腔室都设置真空系统以及衬底传动系统。

进一步的，所述的热处理室为在蒸发沉积室后面依次连接的加热室和恒温硒化室。

进一步的，所述的两个磁控溅射镀膜室和一个蒸发沉积室的设置重复4次，具体为过渡室后依次连接的第一磁控溅射镀膜室、第二磁控溅射镀膜室、第一蒸发沉积室、第三磁控溅射镀膜室、第四磁控溅射镀膜室、第二蒸发沉积室、第五磁控溅射镀膜室、第六磁控溅射镀膜室、第三蒸发沉积室、第七磁控溅射镀膜室、第八磁控溅射镀膜室、第四蒸发沉积室。

二、本发明还提供了一种铜铟镓硒薄膜太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：

S101、采用前述的一种铜铟镓硒薄膜太阳能电池的制备装置；

S102、衬底3依次由传动系统从大气中送入进口室后，再送入进口缓冲室，在进口缓冲室来回摆动升温至200-300℃，然后将衬底由传动系统送入进口过渡室，衬底再由进口过渡室送入第一磁控溅射镀膜室，传动系统以一定本领域常规镀膜速度匀速前行，各腔室真空度为本领域常规参数，所述衬底是镀有钼电极的玻璃基板或柔性不锈钢箔；

S103、衬底匀速进入第一磁控溅射镀膜室，采用磁控溅射技术在衬底表面溅射沉淀第一层铜镓合金薄膜，厚度为56 - 68nm，铜镓靶铜镓原子百分比为75 ：25，接着进入第二磁控溅射镀膜室；

S104、衬底进入第二磁控溅射镀膜室，在第一层铜镓合金表面溅射沉积第一层铟，厚度为70 -84nm，接着进入第一蒸发沉积室；

S105、衬底进入第一蒸发沉积室，在第一层铟表面蒸发沉积第一层硒，厚度为180- 220nm，接着进入第三磁控溅射镀膜室；

S106、衬底进入第三磁控溅射镀膜室，在第一层硒表面溅射沉淀第二层铜镓合金，厚度为56 - 68nm，铜镓合金靶铜镓原子百分比为75：25，接着进入第四磁控溅射镀膜室；

S107、衬底进入第四磁控溅射镀膜室，在第二层铜镓合金表面溅射沉积第二层铟，厚度为70 - 84nm，接着进入第二蒸发沉积室；

S108、衬底进入第二蒸发沉积室，在第二层铟表面蒸发沉积第二层硒，硒蒸发源温度为250℃，蒸发沉积得到的第二层硒厚度为180 - 220nm，接着进入第五磁控溅射镀膜室；

S109、衬底进入第五磁控溅射镀膜室，在第二层硒表面溅射沉淀第三层铜镓合金薄膜，厚度为56 - 68nm，铜镓靶铜镓原子百分比为75：25，接着进入第六磁控溅射镀膜室；

S110、衬底进入第六磁控溅射镀膜室，在第三层铜镓合金表面溅射沉积第三层铟，厚度为70 - 84nm，接着进入第三蒸发沉积室；

S111、衬底进入第三蒸发沉积室，在第三层铟表面蒸发沉积第三层硒，厚度为180- 220nm，接着进入第七磁控溅射镀膜室；

S112、衬底进入第七磁控溅射镀膜室，在第三层硒表面溅射沉淀第四层铜镓合金，厚度为56 - 68nm，铜镓靶铜镓原子百分比为75：25，接着进入第八磁控溅射镀膜室；

S113、衬底进入第八磁控溅射镀膜室，在第四层铜镓合金表面溅射沉积第四层铟，厚度为70 - 84nm，接着进入第四蒸发沉积室；

S114、衬底进入第四蒸发沉积室，在第四层铟表面蒸发沉积第四层硒，硒蒸发源温度为300^oC，通过第四蒸发沉积室时，溅射沉积得到的第四层硒厚度为252 - 380nm，至此，在衬底上形成总厚度为1044 - 1268nm的铜镓合金、铟和硒层相互交叉叠加的预制层；

S115、覆盖有上述预制层的衬底进入热处理室的加热室，在匀速传送的同时，从200-300^oC升温到400-590^oC，然后进入热处理室的硒化反应区；

S116、衬底在硒化反应室保持400-590^oC，离开硒化反应区时，沉积在衬底表面的预制层完全转变为CuIn_1-xGa_xSe₂化合物半导体薄膜，该CuIn_1-xGa_xSe₂化合物半导体薄膜即为光吸收层；

S117、上述硒化后的衬底随即匀速进入出口过渡室，出口过渡室温度设定在50-100^oC，上述衬底温度逐渐下降进入出口缓冲室；

S118、上述衬底到达出口缓冲室，然后上述衬底在出口室经破空进入大气。

进一步的，所述CuIn_1-XGa_XSe₂ 铜铟镓硒光吸收层，x在0.1 – 0.5之间。

进一步的，所述溅射沉积铜合金为铜镓合金或铜铟镓合金，以铜镓合金优选，铜镓合金靶中铜、镓原子比为3.0：1.0，铜铟镓合金靶中铜、铟与镓的原子比为2.5～3.0 ：0～2.0 ：1。

本发明与现有技术相比具有以下优点：本发明结合共蒸发制备铜铟镓硒光吸收层工艺和磁控溅射预制层加后硒化制备铜铟镓硒光吸收层工艺的优点，在同一真空装置内，采用磁控溅射技术和蒸发沉积技术，制备包含铜、铟、镓、硒4种元素的多层结构，以及对多层结构进行热处理，最终得到满足配比要求的CuIn_1-XGa_XSe₂ 铜铟镓硒光吸收层，能源消耗低，设备投资小，操作简单，更适合于工业化生产。

附图说明

图1为本发明实施例一制备铜铟镓硒光吸收层的装置平面示意图；

图2为本发明实施例二制备铜铟镓硒光吸收层的方法流程图；

图3为本发明本实施例二在衬底3上制得的铜铟镓硒光吸收层的结构图。

具体实施方式：

下面结合附图，对制备铜铟镓硒光吸收层的装置和方法作进一步的详细说明。

实施例一，本发明提供的一种铜铟镓硒薄膜太阳能电池的制备装置100，包括进口室10、进口缓冲室10、进口过渡室30，其后一次连接重复设置两个磁控溅射镀膜室和一个蒸发沉积室，最后连接热处理室、出口过渡室60、出口缓冲室70及出口室80；上述各腔室都设置真空系统（图未示意）和由真空系统维持真空的，这部分为现有技术，不在熬述。

具体的，缓冲室20内安装有预加热装置，加热衬底到200-300^oC，过渡室30内安装有恒温加热丝，维持衬底温度。过渡室30后连接的磁控溅射镀膜室和蒸发沉积室依次交叉排列，分别为第一磁控溅射镀膜室40、第二磁控溅射镀膜室41、第一蒸发沉积室50、第三磁控溅射镀膜室42、第四磁控溅射镀膜室43、第二蒸发沉积室51、第五磁控溅射镀膜室44、第六磁控溅射镀膜室45、第三蒸发沉积室52、第七磁控溅射镀膜室46、第八磁控溅射镀膜室47、第四蒸发沉积室53；在蒸发沉积室53后面依次排列由加热室54和硒化室55组成的热处理室；出口过渡室60和出口缓冲室70内安装有预热加热丝和冷却装置；接着出口缓冲室70的是出口室80。

由于图面幅度的关系，第五磁控溅射镀膜室44、第六磁控溅射镀膜室45示意性的为圆弧转弯结构，根据实际生产空间可以采用其他腔室转弯或一字直线设置。

真空系统（属于常规技术，图未示意）包括用于抽气和维持从进口室到出口室的所有腔体真空度的分子泵、罗茨泵、真空规和配套的真空管路等。

各腔室设有衬底传动系统（属于常规技术），如图1中进口室10所示，包括衬底传动装置1和衬底装载装置2，置于从进口室到出口室的所有腔体内，衬底传动装置包含传送衬底所需要的各种机械配件，如步进机和同步带等，以及用于控制衬底行程的光电开关，衬底装载装置包含辊子、轴承、托盘架等，用于支撑需要制备铜铟镓硒光吸收层的衬底3，衬底传动装置带动衬底装载装置运动，如辊子以一定的速度作匀速转动，辊子之间的间距为200 –350mm，随着辊子的匀速转动，放置在辊子上的衬底依次从大气进入进口室、进口缓冲室、进口过渡室、磁控溅射镀膜室、蒸发沉积室、热处理室、出口过渡室、出口缓冲室及出口室，最终达到大气。

磁控溅射系统（属于常规技术，图未示意）包括溅射阴极体、电源、工艺气体分布器、靶材等，置于磁控溅射镀膜室，用于铜镓合金、铟或铜铟镓合金薄膜的溅射沉积；蒸发沉积系统（属于常规技术，图未示意）包括蒸发源、坩埚、气体分布器和加热器等，置于蒸发沉积室，用于硒蒸气的产生以及在衬底表面的沉积。

实施例二：本发明提供的一种铜铟镓硒薄膜太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：

S101、采用上述的一种铜铟镓硒薄膜太阳能电池的制备装置100，包括真空系统（图未示意）和由真空系统维持真空的进口室、进口缓冲室、进口过渡室、磁控溅射镀膜室、蒸发沉积室、热处理室、出口过渡室、出口缓冲室及出口室；衬底在磁控溅射镀膜室、蒸发沉积室、热处理室内作匀速传送；缓冲室20内安装有预加热装置，加热衬底到200-300^oC，过渡室30内安装有恒温加热丝，维持衬底温度，磁控溅射镀膜室和蒸发沉积室依次交叉排列，分别为第一磁控溅射镀膜室40、第二磁控溅射镀膜室41、第一蒸发沉积室50、第三磁控溅射镀膜室42、第四磁控溅射镀膜室43、第二蒸发沉积室51、第五磁控溅射镀膜室44、第六磁控溅射镀膜室45、第三蒸发沉积室52、第七磁控溅射镀膜室46、第八磁控溅射镀膜室47、第四蒸发沉积室53；在蒸发沉积室53后面依次排列加热室60和恒温硒化室70，构成热处理室；出口过渡室和出口缓冲室内安装有预热加热丝和冷却装置。衬底3表面沉积有钼金属薄膜，厚度为300-500nm。

S102、衬底3依次由传动系统传送从大气中快速送入进口室10后，关闭大气和进口室10之间的翻板阀，开启进口室10的真空泵，待真空度达到一定要求后，开启进口室10和进口缓冲室20之间的翻板阀，衬底由传动系统传送快速送入进口缓冲室20，在进口缓冲室来回摆动升温至200-300^oC，然后开启进口缓冲室20和进口过渡室30之间的翻板阀，衬底由传动系统送入进口过渡室30，衬底在进口过渡室30送入至进口过渡室30和第一磁控溅射镀膜室40，传动系统以一定镀膜速度匀速前行，衬底之间的间距为20-60mm。

S103、衬底匀速进入第一磁控溅射镀膜室40，采用磁控溅射技术在衬底表面溅射沉淀第一层铜镓合金薄膜，通过第一磁控溅射镀膜室40时，溅射沉积得到的第一层铜镓合金101厚度为56 - 68nm，铜镓靶铜镓原子百分比为75 ：25，接着进入第二磁控溅射镀膜室41；

S104、衬底进入第二磁控溅射镀膜室41，在第一层铜镓合金101表面溅射沉积第一层铟，通过第二磁控溅射镀膜室41时，溅射沉积得到的第一层铟102厚度为70 -84nm，接着进入第一蒸发沉积室50；

S105、衬底进入第一蒸发沉积室50，在第一层铟102表面蒸发沉积第一层硒，硒蒸发源温度为250^oC，通过第一蒸发沉积室50蒸发沉积得到的第一层硒103厚度为180 -220nm，接着进入第三磁控溅射镀膜室42；

S106、衬底进入第三磁控溅射镀膜室42，在第一层硒103表面溅射沉淀第二层铜镓合金，通过第三磁控溅射镀膜室40时，溅射沉积得到的第二层铜镓合金104厚度为56 -68nm，铜镓合金靶铜镓原子百分比为75：25，接着进入第四磁控溅射镀膜室43；

S107、衬底进入第四磁控溅射镀膜室43，在第二层铜镓合金104表面溅射沉积第二层铟，通过第四磁控溅射镀膜室43时，溅射沉积得到的第二层铟105厚度为70 - 84nm，接着进入第二蒸发沉积室51；

S108、衬底进入第二蒸发沉积室51，在第二层铟105表面蒸发沉积第二层硒，硒蒸发源温度为250^oC，通过第二蒸发沉积室51时，蒸发沉积得到的第二层硒106厚度为180 -220nm，接着进入第五磁控溅射镀膜室44；

S109、衬底进入第五磁控溅射镀膜室44，在第二层硒106表面溅射沉淀第三层铜镓合金薄膜，通过第五磁控溅射镀膜室44时，溅射沉积得到的第三层铜镓合金107厚度为56 -68nm，铜镓靶铜镓原子百分比为75：25，接着进入第六磁控溅射镀膜室；

S110、衬底进入第六磁控溅射镀膜室45，在第三层铜镓合金107表面溅射沉积第三层铟，通过第六磁控溅射镀膜室45时，溅射沉积得到的第三层铟108厚度为70 - 84nm，接着进入第三蒸发沉积室52；

S111、衬底进入第三蒸发沉积室52，在第三层铟108表面蒸发沉积第三层硒，硒蒸发源温度为250^oC，通过第三蒸发沉积室52时，溅射沉积得到的第三层硒109厚度为180 -220nm，接着进入第七磁控溅射镀膜室46；

S112、衬底进入第七磁控溅射镀膜室46，在第三层硒109表面溅射沉淀第四层铜镓合金，通过第七磁控溅射镀膜室46时，溅射沉积得到的第四层铜镓合金110厚度为56 -68nm，铜镓靶铜镓原子百分比为75：25，接着进入第八磁控溅射镀膜室47；

S113、衬底进入第八磁控溅射镀膜室47，在第四层铜镓合金110表面溅射沉积第四层铟，通过第八磁控溅射镀膜室47时，溅射沉积得到的第四层铟111厚度为70 - 84nm，接着进入第四蒸发沉积室53，至此，形成总厚度为1044 - 1268nm的铜镓合金、铟和硒层相互交叉叠加的预制层；

S114、衬底进入第四蒸发沉积室53，在第四层铟111表面蒸发沉积第四层硒112，硒蒸发源温度为300^oC，通过第四蒸发沉积室53时，溅射沉积得到的第四层硒112厚度为252 -380nm，接着进入热处理室；

S115、覆盖有上述4层铜镓合金、4层铟和4层硒的衬底进入热处理室的加热升温区，在匀速传送的同时，从200-300^oC升温到400-590^oC，然后进入热处理室的硒化反应区；

S116、衬底在硒化反应区保持恒温，离开硒化反应区时，沉积在衬底表面的预制层完全转变为CuIn_1-xGa_xSe₂化合物半导体薄膜，该CuIn_1-xGa_xSe₂化合物半导体薄膜即为光吸收层。

S117、上述硒化后的衬底随即匀速进入出口过渡室，出口过渡室温度设定在50-100^oC，上述衬底温度逐渐下降，当光电开关感应到上述衬底时，开启出口过渡室和出口缓冲室之间的翻板阀，上述衬底快速进入出口缓冲室，随即关闭出口过渡室和出口缓冲室之间的翻板阀；

S118、上述衬底到达安装在出口缓冲室的光电开关时，开启出口缓冲室和出口室之间的翻板阀，上述衬底快速进入出口室，随即关闭出口过渡室和出口缓冲室之间的翻板阀，然后上述衬底在出口室经破空进入大气。

上述制备铜铟镓硒光吸收层的装置和方法中，铜镓合金层、铟层和硒层各自的总层数至少为3层，铜铟镓硒预制层的总层数至少为9层，最外层为硒，硒的总量高于最终形成的CuIn1-xGaxSe2化合物中硒的量，至少10%。

如图3所示，本实施例在衬底3上制得的铜铟镓硒光吸收层铜铟镓硒预制层的总层数至少为12层。

Claims

1.一种铜铟镓硒薄膜太阳能电池的制备装置，其特征在于：

所述制备装置（100）包括依次相连的进口室（10）、进口缓冲室（10）和进口过渡室（30），进口过渡室（30）后依次连接两个磁控溅射镀膜室和一个蒸发沉积室，两个磁控溅射镀膜室和一个蒸发沉积室的设置重复3-5次，最后一个蒸发沉积室后面依次连接热处理室、出口过渡室（60）、出口缓冲室（70）及出口室（80），上述各腔室都设置真空系统以及衬底传动系统。

2.根据权利要求1所述的一种铜铟镓硒薄膜太阳能电池的制备装置，其特征在于：

所述的热处理室为在蒸发沉积室（53）后面依次连接的加热室（54）和恒温硒化室（55）。

3.根据权利要求2所述的一种铜铟镓硒薄膜太阳能电池的制备装置，其特征在于：

所述的两个磁控溅射镀膜室和一个蒸发沉积室的设置重复4次，具体为过渡室（30）后依次连接的第一磁控溅射镀膜室（40）、第二磁控溅射镀膜室（41）、第一蒸发沉积室（50）、第三磁控溅射镀膜室（42）、第四磁控溅射镀膜室（43）、第二蒸发沉积室（51）、第五磁控溅射镀膜室（44）、第六磁控溅射镀膜室（45）、第三蒸发沉积室（52）、第七磁控溅射镀膜室（46）、第八磁控溅射镀膜室（47）、第四蒸发沉积室（53）。

4.一种铜铟镓硒薄膜太阳能电池的制备方法，采用权利要求书2所述的制备装置，其特征在于包括以下步骤：

S101、采用权利要求书2所述的的一种铜铟镓硒薄膜太阳能电池的制备装置（100）；

S102、衬底（3）依次由传动系统从大气中送入进口室（10）后，再送入进口缓冲室（20），在进口缓冲室来回摆动升温至200-300℃，然后将衬底由传动系统送入进口过渡室（30），衬底再由进口过渡室（30）送入第一磁控溅射镀膜室（40），传动系统以一定本领域常规镀膜速度匀速前行，各腔室真空度为本领域常规参数，所述衬底是镀有钼电极的玻璃基板或柔性不锈钢箔；

S103、衬底匀速进入第一磁控溅射镀膜室（40），采用磁控溅射技术在衬底表面溅射沉淀第一层铜镓合金薄膜（101），厚度为56 - 68nm，铜镓靶铜镓原子百分比为75 ：25，接着进入第二磁控溅射镀膜室（41）；

S104、衬底进入第二磁控溅射镀膜室（41），在第一层铜镓合金（101）表面溅射沉积第一层铟（102），厚度为70 -84nm，接着进入第一蒸发沉积室（50）；

S105、衬底进入第一蒸发沉积室（50），在第一层铟（102）表面蒸发沉积第一层硒（103），厚度为180 - 220nm，接着进入第三磁控溅射镀膜室（42）；

S106、衬底进入第三磁控溅射镀膜室（42），在第一层硒（103）表面溅射沉淀第二层铜镓合金（104），厚度为56 - 68nm，铜镓合金靶铜镓原子百分比为75：25，接着进入第四磁控溅射镀膜室（43）；

S107、衬底进入第四磁控溅射镀膜室（43），在第二层铜镓合金（104）表面溅射沉积第二层铟（105），厚度为70 - 84nm，接着进入第二蒸发沉积室（51）；

S108、衬底进入第二蒸发沉积室（51），在第二层铟（105）表面蒸发沉积第二层硒（106），硒蒸发源温度为250℃，蒸发沉积得到的第二层硒（106）厚度为180 - 220nm，接着进入第五磁控溅射镀膜室（44）；

S109、衬底进入第五磁控溅射镀膜室（44），在第二层硒（106）表面溅射沉淀第三层铜镓合金薄膜（107），厚度为56 - 68nm，铜镓靶铜镓原子百分比为75：25，接着进入第六磁控溅射镀膜室（45）；

S110、衬底进入第六磁控溅射镀膜室（45），在第三层铜镓合金（107）表面溅射沉积第三层铟（108），厚度为70 - 84nm，接着进入第三蒸发沉积室（52）；

S111、衬底进入第三蒸发沉积室（52），在第三层铟（108）表面蒸发沉积第三层硒（109），厚度为180 - 220nm，接着进入第七磁控溅射镀膜室（46）；

S112、衬底进入第七磁控溅射镀膜室（46），在第三层硒（109）表面溅射沉淀第四层铜镓合金（110），厚度为56 - 68nm，铜镓靶铜镓原子百分比为75：25，接着进入第八磁控溅射镀膜室（47）；

S113、衬底进入第八磁控溅射镀膜室（47），在第四层铜镓合金（110）表面溅射沉积第四层铟（111），厚度为70 - 84nm，接着进入第四蒸发沉积室（53）；

S114、衬底进入第四蒸发沉积室（53），在第四层铟（111）表面蒸发沉积第四层硒（112），硒蒸发源温度为300^oC，通过第四蒸发沉积室（53）时，溅射沉积得到的第四层硒（112）厚度为252 - 380nm，至此，在衬底上形成总厚度为1044 - 1268nm的铜镓合金、铟和硒层相互交叉叠加的预制层；

S115、覆盖有上述预制层的衬底进入热处理室的加热室（54），在匀速传送的同时，从200-300^oC升温到400-590^oC，然后进入热处理室的硒化反应区；

S116、衬底在硒化反应室（55）保持400-590^oC，离开硒化反应区时，沉积在衬底表面的预制层完全转变为CuIn_1-xGa_xSe₂化合物半导体薄膜，该CuIn_1-xGa_xSe₂化合物半导体薄膜即为光吸收层；

5.根据权利要求4所述的一种铜铟镓硒薄膜太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述CuIn_1-XGa_XSe₂ 铜铟镓硒光吸收层，x在0.1 – 0.5之间。

6.根据权利要求5所述的一种铜铟镓硒薄膜太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述溅射沉积铜合金为铜镓合金或铜铟镓合金，以铜镓合金优选，铜镓合金靶中铜、镓原子比为3.0：1.0，铜铟镓合金靶中铜、铟与镓的原子比为2.5～3.0 ：0～2.0 ：1。