CN202221754U - CdTe多晶薄膜后处理用的层叠式石墨舟 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种CdTe多晶薄膜后处理用的层叠式石墨舟，包括：用于涂覆有CdCl₂无水颗粒的凹槽形石墨底座，石墨底座侧面有一用于插入热电偶的孔，石墨底座上嵌套有多个相互嵌套的石墨支撑框，各石墨支撑框之间从下往上依次放置有石墨多孔限流薄片、待后处理的CdTe多晶薄膜片。它最大优点在于：可根据需要相互嵌套多个石墨支撑框，同时对多片CdTe多晶薄膜片进行后处理。CdTe多晶薄膜片固定性好、不易移动、便于控制、重复性好。本实用新型结构合理、方便实用。

Description

CdTe多晶薄膜后处理用的层叠式石墨舟

技术领域

本实用新型涉及一种薄膜光伏电池退火用石墨舟，特别指利用CdCl₂气相升华法对多片CdTe多晶薄膜同时进行后处理用的层叠式石墨舟。

背景技术

CdTe是一种化合物半导体，在太阳电池中一般作吸收层。由于它的直接带隙为1.45eV，接近太阳光辐射光谱峰值的能量范围，性能稳定，光吸收系数极大，厚度为1um的薄膜，足以吸收大于CdTe禁带能量的辐射能量的99％以上。CdTe容易沉积成大面积的薄膜，沉积速率也高。因此，CdTe薄膜光伏电池的制造成本较低，是应用前景较好的一种太阳电池。

对CdTe薄膜进行退火可直接影响薄膜和器件的性能，如促进晶粒长大，钝化晶界缺陷等。CdTe薄膜的后处理通常用CdCl₂在空气气氛中或氮气气氛中进行。一般来说，CdTe薄膜的后处理有三种方式：

(1)CdCl₂溶液处理法：把在衬底生长了CdTe薄膜的样品浸入CdCl₂甲醇溶液中，然后让甲醇挥发，CdCl₂保留在薄膜表面，然后退火。这是一种实验室方法，不适合产业化生产，由于使用了含有Cd离子的溶液，热处理后，CdTe薄膜表面有CdCl₂残留，需要增加额外的去除CdCl₂残留工艺。

(2)CdCl₂蒸发处理法：将4N的CdCl₂颗粒放入石墨或石英舟中，上面加盖一个多孔的盖子，以让CdCl₂蒸气均匀到达衬底上沉积，衬底和源舟之间的距离为15cm，沉积需要在真空条件下，不锈钢腔体内。该工艺过程中衬底不需要加热，沉积好后，把样品放在退火炉中，在390℃温度下退火25min。

(3)CdCl₂气相升华处理法：该方法利用空气将CdCl₂分子输运到CdTe薄膜表面，不需要方法(2)的CdCl₂沉积过程。由于CdCl₂制备和CdTe退火可以同时进行，所以该方法只需要一个腔。

目前CdCl₂气相升华退火法一般先在石英片上涂覆CdCl₂，制成CdCl₂源片；然后再在石英源片上放置两根互相平行的石英垫条，并将需处理的薄膜膜面朝下倒扣于垫条上；最后将石英源片连同薄膜一起放入退火炉中进行热处理。该方法每次只能退火一个片子，不仅效率低，且由于石英垫条不能固定在石英源片上，所以在操作中，放置在垫条上的薄膜很容易移动，不便于控制，且重复性差。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种CdCl₂气相升华法用的可对多片CdTe多晶薄膜同时后处理用的层叠式石墨舟。

本实用新型的层叠式石墨舟，包括：一石墨箱体，位于石墨箱体底部侧面有一用于插入热电偶的凹槽，石墨箱体内放置有石墨矩形底圈，石墨矩形底圈上有多个相互嵌套的石墨矩形支撑圈，底圈和支撑圈的四周与石墨箱体内壁之间留有1-2mm间隙，石墨箱体上盖有石墨顶盖。石墨矩形底圈和石墨矩形支撑圈的内壁上部有一“L”形台阶，石墨矩形支撑圈的外壁下部有一倒“L”形台阶用于石墨矩形支撑圈的相互嵌套及石墨矩形底圈的嵌套。底圈与支撑圈、支撑圈与支撑圈的内壁相互嵌套之间留有间隙，用于依次放置石墨源片、石墨多孔限流薄片、待后处理的CdTe多晶薄膜片。如需多片CdTe多晶薄膜片同时处理，再依次往上嵌套石墨支撑圈，各石墨支撑圈之间的间隙依次放置涂覆有CdCl₂无水颗粒的石墨源片、石墨多孔限流薄片、待后处理的CdTe多晶薄膜片。如此往复。同时处理CdTe多晶薄膜片的数量由管式炉内的高度决定。

本实用新型采用全石墨材料，可使石墨舟腔体内部温场更均匀。在CdCl₂石墨源片和待处理的CdTe多晶薄膜片间增加石墨多孔限流薄片，可保证CdCl₂分子均匀到达待处理的CdTe多晶薄膜片表面。便于移动的石墨顶盖，可使石墨舟实现封闭式或开放式工作的任意转换。待处理的CdTe多晶薄膜片、石墨限流多孔薄片和CdCl₂源片之间距离根据设计要求而定。将热电偶插入石墨底座内孔，可更精确地反映石墨舟腔体内温度。

本实用新型的最大优点在于：可同时对多片CdTe多晶薄膜片进行CdCl₂气相升华退火。CdTe多晶薄膜片固定性好、不易移动、便于控制、重复性好。

附图说明

图1为本实用新型的层叠式石墨舟的剖面结构示意图。

图2为本实用新型的石墨底圈的剖面结构示意图。

图3为本实用新型的石墨支撑圈的剖面结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步的详细说明。

见图1，包括：一石墨箱体1，位于石墨箱体底部侧面有一用于插入热电偶的凹槽2，石墨箱体内放置有石墨矩形底圈3，石墨矩形底圈上有多个相互嵌套的石墨矩形支撑圈4，底圈和支撑圈的四周与石墨箱体内壁之间留有1-2mm间隙，留有间隙主要是为了方便取放底圈3和支撑圈4，石墨箱体上盖有石墨顶盖8。石墨矩形底圈和石墨矩形支撑圈的内壁上部有一“L”形台阶9，石墨矩形支撑圈的外壁下部有一倒“L”形台阶10，用于石墨矩形支撑圈的相互嵌套及石墨矩形底圈的嵌套。底圈与支撑圈、支撑圈与支撑圈的内壁相互嵌套之间留有间隙，用于放置石墨源片或石墨多孔限流薄片或待后处理的CdTe多晶薄膜片。如需多片CdTe多晶薄膜片同时处理，再依次往上嵌套石墨矩形支撑圈4，各石墨矩形支撑圈4之间依次放置涂覆有CdCl₂无水颗粒的石墨源片7、石墨多孔限流薄片5、待后处理的CdTe多晶薄膜片6。如此往复，最后盖上石墨顶盖8。同时处理CdTe多晶薄膜片的数量由管式炉内的高度决定。

将上述放置有CdCl₂源片7、石墨多孔限流薄片5、待后处理的CdTe多晶薄膜片6的层叠式石墨舟放在管式炉内进行后处理，热电偶用于监测层叠式石墨舟的温度。本实用新型采用全石墨材料，可使石墨舟腔体内部温场更均匀。相互嵌套的石墨矩形支撑圈4和石墨矩形底圈3的高度要保持放置好的CdCl₂源片7与石墨多孔限流薄片5之间的距离为1～10mm，石墨多孔限流薄片5和待后处理的CdTe多晶薄膜片6之间的距离为1～10mm。

石墨顶盖8可根据需要是否要盖，实现封闭式处理和开放式处理的任意转换。

Claims (2)

1.一种CdTe多晶薄膜后处理用的层叠式石墨舟，其特征在于包括：一石墨箱体(1)，位于石墨箱体底部侧面有一用于插入热电偶的凹槽(2)，石墨箱体内放置有石墨矩形底圈(3)，石墨矩形底圈(3)上有多个相互嵌套的石墨矩形支撑圈(4)，底圈(3)和支撑圈(4)的四周与石墨箱体内壁之间留有1-2mm间隙，石墨箱体上盖有石墨顶盖(8)；

所说的石墨矩形底圈(3)和石墨矩形支撑圈(4)的内壁上部有一“L”形台阶(9)，石墨矩形支撑圈(4)的外壁下部有一倒“L”形台阶(10)，用于石墨矩形支撑圈(4)的相互嵌套及石墨矩形底圈(3)的嵌套；底圈(3)与支撑圈(4)、支撑圈(4)与支撑圈(4)的内壁相互嵌套之间留有间隙，用于依次放置石墨源片(7)、石墨多孔限流薄片(5)、待后处理的CdTe多晶薄膜片(6)；如需多片CdTe多晶薄膜片同时处理，再依次往上嵌套石墨支撑圈(4)，各石墨支撑圈之间依次放置石墨源片(7)、石墨多孔限流薄片(5)、待后处理的CdTe多晶薄膜片(6)，如此往复，同时处理CdTe多晶薄膜片的数量由管式炉内的高度决定。

2.根据权利要求1的一种CdTe多晶薄膜后处理用的层叠式石墨舟，其特征在于：所说的相互嵌套的石墨矩形支撑圈(4)和石墨矩形底圈(3)的高度要保持放置好的石墨源片(7)与石墨多孔限流薄片(5)与待后处理的CdTe多晶薄膜片(6)各之间的距离为1～10mm。

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