[發明專利]一種制備CIGS太陽能電池吸收層的硒化爐

有效

• 申請號: 201310627444.3
• 申請日: 2013-11-29
• 公開（公告）號: CN103594563A
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發明（設計）人: 伍祥武;陳進中;莫經耀;吳伯增;林東東;甘振英
• 申請（專利權）人: 柳州百韌特先進材料有限公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18;C23C14/58
• 代理公司: 廣州凱東知識產權代理有限公司 44259
• 代理人: 姚迎新

技術領域

本發明涉及CIGS太陽能電池吸收層的制備，具體說是用于制備吸收層的硒化爐。

背景技術

太陽能電池是一種將太陽能轉換為電能的裝置，其中CIGS(銅銦鎵硒)?薄膜被看作是所有薄膜太陽電池技術中最有希望實現低價、高效、性能穩定的光伏材料。原因主要有以下幾點：1)CIGS?的帶隙可以調控，達到與太陽光譜相匹配的數值；2)CIGS?薄膜太陽電池的性能非常穩定，具有很強的抗輻射能力，非常適合作為空間衛星的發電部件；3)CIGS?薄膜是一種直接帶隙化合物半導體材料，對太陽光的吸收系數很高；4)?CIGS?薄膜太陽電池的轉換效率高。

吸收層銅銦鎵硒薄膜是CIGS?太陽能電池的核心部分，吸收層的制備方法如多元共蒸法和磁控濺射后硒化法。雖然這些真空沉積技術能夠制備出轉換效率高的CIGS?薄膜電池，但是精密的真空設備需要很大的設備投資，生產周期長，這使得電池的生產成本較高。用于硒化處理的裝置稱為硒化爐，現有的硒化爐都是基于玻璃襯底CIGS?太陽能電池分批式封閉熱處理爐。在該方案中，數片表面沉積有前驅膜的襯底分層置于硒化爐中，然后在低于1℃?/s?升溫速率下加熱到450?～?600℃在H2Se?或Se?氣氛中反應30?分鐘到數小時之間。該分批式封閉硒化爐的問題是，每批次都要經過抽真空、加熱、保溫、降溫過程，周期長、能耗大，對于提高生產效率降低生產成本不利。

目前還公開了一種硒化爐，如公告號為CN?102185024?B的中國專利，其將爐腔分為四段對襯底進行硒化，但是由于其采用中間進氣、兩端排氣的方式，使得反應段的排氣不夠徹底；且其采用夾層加小孔的方式對襯底硒化，噴涂不夠均勻。

發明內容

針對上述技術問題，本發明提供一種噴涂更均勻、排氣較徹底的CIGS太陽能電池吸收層硒化爐。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為：一種制備CIGS太陽能電池吸收層的硒化爐，包括硒化CIGS太陽能電池襯底的爐膛和穿過該爐膛兩端傳送襯底的輸送帶，爐膛整個外壁包覆有溫控加熱裝置，所述爐膛通過四對上、下擋板依次分隔為噴涂區、反應區和進氣區，上、下擋板之間留有供輸送帶移動的間隙，所述噴涂區內安裝有向移動的所述襯底噴射硒蒸氣的噴射裝置；在爐膛反應區一端設有惰性氣體進氣孔，爐膛另一端設有排氣孔，所述噴涂區與反應區之間、反應區和進氣區之間均設有氣體通孔。

進一步地，所述進氣孔、通孔、排氣孔交錯設置于對應的上、下擋板上。

作為優選，所述進氣孔設置于爐膛所述一端的下擋板上。

作為優選，所述噴涂區下側設有支撐輸送帶的透氣墊。

作為優選，所述噴射裝置包括數個噴嘴，數個噴嘴分布成與輸送帶運動方向垂直的一列。

作為優選，所述噴射裝置包括一硒蒸氣管，該硒蒸氣管上開具有至少一排噴射孔，每一排噴射孔與輸送帶運動方向垂直。

本發明與現有技術相比具有如下優點：

1、本發明采用向勻速移動的襯底噴射硒蒸氣的方式，不僅噴涂均勻，有利于提高硒化效果，而且效率高。

2、采用爐膛一端進氣，另一端排氣的方式，且氣流方向與襯底運動方向相反，不僅避免輸送帶運動時攜帶一部分空氣進入反應區，而且反應區的排氣非常徹底。

3、通過將進氣孔、通孔、排氣孔上、下交錯設置，使得反應區的排氣更加徹底。

附圖說明

圖1是本發明優選方式的結構示意圖；

圖2是本發明噴射區截面放大示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖詳細介紹本發明：

?圖1示出本發明的硒化爐，其包括硒化CIGS太陽能電池襯底的爐膛1和穿過該爐膛兩端傳送襯底2的輸送帶3，爐膛整個外壁包覆有溫控加熱裝置4，從而保證噴涂區、反應區和進氣區的溫度一致；所述爐膛通過四對上、下擋板11、12依次分隔為噴涂區5、反應區6和進氣區7，上、下擋板之間留有供輸送帶移動的間隙，所述噴涂區內安裝有向移動的所述襯底噴射硒蒸氣的噴射裝置8，其中噴射裝置與產生硒蒸氣的裝置連通。在實施過程中應保證襯底勻速運動，并控制噴射裝置的流量恒定，有利于提高吸收層硒化質量；由于采用向勻速運動的襯底上噴射定量的硒蒸氣，因此，噴射非常均勻。硒蒸氣噴射完成后，襯底通過輸送帶完全輸送至反應區進行反應。