[實用新型]CdCl2氣相升華后處理CdTe多晶薄膜用的石墨舟

有效

• 申請號: 201120218487.2
• 申請日: 2011-06-23
• 公開（公告）號: CN202202020U
• 公開（公告）日: 2012-04-25
• 發明（設計）人: 褚君浩;趙守仁;王善力;曹鴻;張傳軍;鄔云華;潘建亮
• 申請（專利權）人: 上海太陽能電池研究與發展中心
• 主分類號: C30B33/02
• 分類號: C30B33/02;H01L31/18
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 郭英

技術領域

本實用新型涉及一種薄膜光伏電池退火用的石墨舟，特別是指利用CdCl₂氣相升華法對CdTe多晶薄膜進行后處理用的石墨舟。

背景技術

CdTe是一種化合物半導體，在太陽電池中一般作吸收層。由于它的直接帶隙為1.45eV，接近太陽光輻射光譜峰值的能量范圍，光吸收系數極大，厚度為1um的薄膜，足以吸收大于CdTe禁帶能量的輻射能量的99％以上，允許的最高理論轉換效率在大氣質量AM1.5條件下高達27％。CdTe容易沉積成大面積的薄膜，沉積速率也高。因此，CdTe薄膜光伏電池的制造成本較低，是應用前景較好的一種太陽電池。

對CdTe薄膜進行退火可直接影響薄膜和器件的性能，如促進晶粒長大，鈍化晶界缺陷等。CdTe薄膜的后處理通常用采用在CdCl₂空氣氣氛中或氮氣氣氛中進行。一般來說，CdTe薄膜的后處理有三種方式：(1)CdCl₂溶液處理法：把生長了CdTe薄膜的襯底浸入CdCl₂甲醇溶液中，然后讓甲醇揮發，CdCl₂保留在其表面，然后退火。這是一種實驗室方法，不適合產業化生產。缺點是使用了含有Cd離子的溶液；熱處理后，CdTe表面有CdCl₂殘留，這增加了額外的去CdCl₂殘留工藝。(2)蒸發CdCl₂處理法：采用不銹鋼腔體，4N的CdCl₂顆粒放入石墨(或石英舟)中，上面加一個多孔的蓋子，以讓CdCl₂蒸氣均勻到達襯底。襯底和源舟之間的距離為15cm。沉積需要真空，該工藝過程中襯底不需要加熱。沉積了大約厚度的CdCl₂后，把樣品放在退火爐中，在390℃溫度下退火25min。(3)CdCl₂氣相升華處理法：該方法利用空氣將CdCl₂分子輸運到CdTe薄膜表面，不需要方法(2)的CdCl₂沉積過程，該方法簡單，方便控制，節約原料。

目前CdCl₂氣相升華退火法一般先在石英片上涂覆CdCl₂，制成CdCl₂源片；然后再在CdCl₂源片上放置兩根互相平行的石英墊條，并將薄膜膜面朝下倒扣于墊條上，最后將CdCl₂源片連同薄膜一起放入退火爐中進行熱處理。由于石英墊條不能固定，所以在操作中，放置在墊條上的薄膜很容易移動，另外由于石英材料導熱性的限制，涂覆在石英片上的CdCl₂被加熱后難以均勻的到達薄膜表面，從而影響了退火的效果。

發明內容

本實用新型的目的在于提供一種利用CdCl₂氣相升華法對CdTe多晶薄膜進行后處理用的石墨舟，該石墨舟更適合臥式管式退火爐，可同時對多片CdTe多晶薄膜進行后處理。

本實用新型的石墨舟，包括：一矩形底座，矩形底座外側面有一用于插入熱電偶的凹槽，矩形底座上嵌套有與矩形底座同樣大小的叁個依次往上相互嵌套的矩形支撐圈，在第一個相互嵌套的兩個矩形支撐圈之間留有的間隙用于放置石墨多孔限流薄片，在第二個相互嵌套的兩個矩形支撐圈之間留有的間隙用于放置待退火的CdTe多晶薄膜片，最上面的矩形支撐圈上蓋有頂蓋。矩形底座和矩形支撐圈的內壁上部有一“L”形臺階，矩形支撐圈的外壁下部有一倒“L”形臺階用于矩形支撐圈的相互嵌套及矩形底圈的嵌套。矩形底座的內底面涂覆有CdCl₂，該CdCl₂層命名為CdCl₂源層，相互嵌套的矩形支撐圈和矩形底座的高度要保持CdCl₂源層與多孔限流薄片之間的距離為1～10mm，多孔限流薄片和待后處理的CdTe多晶薄膜片之間的距離為1～10mm。

本實用新型的優點是：舟體采用全石墨材料，可使石墨舟腔體內部溫場更均勻。在CdCl₂源片和待退火CdTe多晶薄膜片間增加多孔限流薄片，可保證CdCl₂分子均勻到達待退火樣品表面。便于移動的石墨頂蓋，可使石墨舟實現封閉式或開放式工作的任意轉換。熱電偶置于石墨底座凹槽內，可更精確地反映石墨舟腔體內溫度。

附圖說明

圖1為本實用新型的石墨舟的剖面結構示意圖。

圖2為本實用新型的矩形底座的剖面結構示意圖。

圖3為本實用新型的矩形支撐圈的剖面結構示意圖。

具體實施方式