[發(fā)明專利]薄膜太陽能電池退火裝置、銅銦鎵硒薄膜電池及銅鋅錫硫薄膜電池吸收層的制備方法

無效

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• 申請日: 2012-12-17
• 公開（公告）號: CN103014651A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅海林;顧光一;楊春雷;鐘國華;肖旭東
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳先進(jìn)技術(shù)研究院;香港中文大學(xué)
• 主分類號: C23C14/58
• 分類號: C23C14/58;C23C14/06;H01L31/18
• 代理公司: 廣州華進(jìn)聯(lián)合專利商標(biāo)代理有限公司 44224
• 代理人: 吳平

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及薄膜太陽能電池制備技術(shù)，特別是涉及一種薄膜太陽能電池退火裝置、銅銦鎵硒薄膜電池及銅鋅錫硫薄膜電池吸收層的制備方法。?

背景技術(shù)

薄膜太陽能電池包括銅銦鎵硒薄膜電池及銅鋅錫硫薄膜電池等。銅銦鎵硒薄膜電池是一種兼具高效率和低成本優(yōu)勢的新型綠色能源，在實(shí)驗(yàn)室中其光伏轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)超過20%。和現(xiàn)有硅基光伏太陽能電池相比，銅銦鎵硒薄膜電池的大規(guī)模生產(chǎn)會(huì)帶來較大的成本優(yōu)勢。?

銅鋅錫硫薄膜電池是正在研究中的具有較大潛力的新能源，它的優(yōu)點(diǎn)是原材料所需的各種元素的地球礦產(chǎn)豐度高，易于獲得，因而可以進(jìn)一步降低成本。?

制造銅銦鎵硒薄膜電池的關(guān)鍵工藝是制備銅銦鎵硒光吸收層，在大規(guī)模生產(chǎn)中，一般采用濺射法。一種濺射法的具體做法包括：首先采用磁控濺射法制備金屬薄膜預(yù)制層，分別多次交替濺射獲得多層結(jié)構(gòu)的銅、銦、鎵，然后在金屬薄膜預(yù)制層上蒸鍍一層硒，得到基片，再對基片進(jìn)行高溫退火生成銅銦鎵硒薄膜。硒化過程要求溫度比較高，以保證銅銦鎵硒薄膜的結(jié)晶質(zhì)量比較好，晶體顆粒比較大。?

與制造銅銦鎵硒薄膜電池相類似，銅鋅錫硫薄膜電池也需要在金屬薄膜預(yù)制層上蒸鍍一層硫，得到基片，再對基片進(jìn)行高溫退火生成銅鋅錫硫薄膜。?

在傳統(tǒng)的薄膜太陽能電池退火裝置中，待硒化或者硫化的基片置于石墨盒內(nèi)，多個(gè)加熱燈管分布于石墨盒的外表面。但由于其熱量需經(jīng)過石墨盒傳遞至基片上，整個(gè)薄膜太陽能電池退火裝置的升溫能力不足，從而導(dǎo)致退火效率不高。?

發(fā)明內(nèi)容

基于此，有必要提供一種快速升溫能力較強(qiáng)的薄膜太陽能電池退火裝置。?

一種薄膜太陽能電池退火裝置，用于對基片上的金屬薄膜預(yù)制層進(jìn)行硒化或者硫化，包括：?

退火爐，為中空結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部為密閉的退火腔；?

基片架，設(shè)置于所述退火腔側(cè)壁上，所述基片可裝載于所述基片架上；?

第一加熱燈管，其一端設(shè)置于所述退火腔側(cè)壁上，所述第一加熱燈管位于所述基片設(shè)置有金屬薄膜預(yù)制層的一側(cè)，所述第一加熱燈管與所述基片相互間隔，且所述第一加熱燈管與所述基片架所在平面平行，所述第一加熱燈管與所述基片架之間可相對運(yùn)動(dòng)。?

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述第一加熱燈管與所述基片間的間隔小于5毫米。?

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述第一加熱燈管一端固定于所述退火腔側(cè)壁上；所述薄膜太陽能電池退火裝置還包括水平滑軌及傳動(dòng)裝置，所述水平滑軌固定于所述退火腔側(cè)壁上，所述傳動(dòng)裝置可滑動(dòng)地設(shè)置于所述水平滑軌中，所述基片架設(shè)置于所述傳動(dòng)裝置上，所述傳動(dòng)裝置可帶動(dòng)所述基片架在水平方向上運(yùn)動(dòng)。?

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述傳動(dòng)裝置帶動(dòng)所述基片架以0.3毫米/秒的速度在所述水平滑軌上運(yùn)動(dòng)。?

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述基片架固定于所述退火腔側(cè)壁上；所述薄膜太陽能電池退火裝置還包括水平滑軌及傳動(dòng)裝置，所述水平滑軌固定于所述退火腔側(cè)壁上，所述傳動(dòng)裝置可滑動(dòng)地設(shè)置于所述水平滑軌中，所述第一加熱燈管的一端設(shè)置于所述傳動(dòng)裝置上，所述傳動(dòng)裝置可帶動(dòng)所述第一加熱燈管在水平方向上運(yùn)動(dòng)。?

在其中一個(gè)實(shí)施例中，還包括第二加熱燈管，其一端設(shè)置于所述退火腔側(cè)壁上，所述第二加熱燈管位于所述基片遠(yuǎn)離所述第一加熱燈管的一側(cè)，所述第二加熱燈管與所述基片相互間隔，且所述第二加熱燈管與所述基片架所在平面平行。?

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述第二加熱燈管為多個(gè)，且所述多個(gè)第二加熱燈管在同一水平面上均勻分布。?

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述第一加熱燈管為鹵素?zé)簦涔β蕿?kW。?

上述薄膜太陽能電池退火裝置中，第一加熱燈管設(shè)置于退火腔中。相比于傳統(tǒng)的薄膜太陽能電池退火裝置，第一加熱燈管更靠近基片。第一加熱燈管發(fā)出的熱量直接輻射至基片表面，從而增大了薄膜太陽能電池退火裝置的快速升溫能力。?

此外，還有必要提供一種銅銦鎵硒薄膜電池吸收層的制備方法。?

一種銅銦鎵硒薄膜電池吸收層制備方法，包括以下步驟：?

提供沉積有背電極層的襯底；?

采用蒸鍍法或者濺射法，在所述背電極層上沉積銅、銦、鎵組成的金屬薄膜預(yù)制層；?

在所述金屬薄膜預(yù)制層上蒸鍍一層硒，得到基片；?

提供權(quán)利要求1至權(quán)利要求7任意一項(xiàng)所述的薄膜太陽能電池退火裝置，將所述基片裝載于基片架上；?