[發(fā)明專利]柔性CIGS太陽能電池的制備裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310740638.4
• 申請日: 2013-12-27
• 公開（公告）號: CN103710670A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳進中;莫經(jīng)耀;吳伯增;林東東;甘振英
• 申請（專利權(quán)）人: 柳州百韌特先進材料有限公司
• 主分類號: C23C14/34
• 分類號: C23C14/34;C23C14/06;H01L31/18
• 代理公司: 廣州凱東知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44259
• 代理人: 姚迎新

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及CIGS太陽能電池的制備，具體說是柔性CIGS太陽能電池的制備裝置。

背景技術(shù)

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(shù)能夠制備出轉(zhuǎn)換效率高的CIGS薄膜電池，但是精密的真空設(shè)備需要很大的設(shè)備投資，生產(chǎn)周期長，這使得電池的生產(chǎn)成本較高。

現(xiàn)有的CIGS(銅銦鎵硒)太陽能電池包括基板，基板材料可包括玻璃、鋁、不銹鋼、聚合物或任何具相似可撓性的金屬及塑料，在基板表面沉積有數(shù)層薄膜。首先，基板上沉積有堿硅酸鹽層。一般而言，來自堿硅酸鹽層的鈉穿過底部電極層至吸收層，增加電池效率；接著，含有鉬(Mo)的底部電極層濺射至堿硅酸鹽層上，在底部電極層上沉積有吸收層，吸收層上沉積有緩沖層，緩沖層是由硫化鎘(CdS)組成。硫化鎘具有毒性。由氧化鋅(ZnO)組成的快閃層濺鍍形成于緩沖層上。快閃層用于防止太陽能電池在進行發(fā)電過程中，因Shunting及薄膜針孔(pinhole)的問題導致CIGS薄膜效能下降；最后，由鋁摻雜氧化鋅所構(gòu)成的頂部電極層是濺射于快閃層上。

其中，CIGS吸收層是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。共蒸法由于采用四種不同的元素各具有不同的熔點，使得要控制整比化合物在大型基板上的形成是很困難的。目前，市場上出現(xiàn)有一種通過濺射法直接制備吸收層和緩沖層的方法，其采用的方法是使基板圓周運行，在圓周外通過濺射法使基板上形成吸收層和緩沖層。這種方法由于采用的是水平濺射，由于重力的作用，其在基板上沉積的吸收層和緩沖層不夠均勻，影響電池的質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種沉積均勻的柔性CIGS太陽能電池的制備裝置。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是：柔性CIGS太陽能電池的制備裝置，包括真空室，真空室內(nèi)設(shè)置有工作臺，工作臺外側(cè)設(shè)置有將柔性CIGS太陽能電池基板輸送至該工作臺的推進收納機構(gòu)，工作臺上安裝有加熱器，在工作臺上側(cè)設(shè)置有濺射源和與濺射源對應(yīng)的兩靶材，濺射源通過分別轟擊兩靶材使工作臺的基板上沉積形成吸收層和緩沖層。

進一步地，在工作臺上側(cè)水平設(shè)置有可旋轉(zhuǎn)的空心筒，空心筒內(nèi)置所述濺射源，在空心筒外壁沿周向間隔對應(yīng)設(shè)置有吸收層靶材和緩沖層靶材，所述空心筒旋轉(zhuǎn)帶動靶材轉(zhuǎn)動

作為一種方式，所述工作臺為可旋轉(zhuǎn)的水平設(shè)置的輥筒，輥筒內(nèi)安裝有所述加熱器，在輥筒的一側(cè)設(shè)置有所述推進收納機構(gòu)，該推進收納機構(gòu)將基板推送至輥筒外周壁使其纏繞在輥筒上，并收納纏繞后的基板；基板隨著輥筒轉(zhuǎn)動時，濺射源通過轟擊吸收層靶材使基板上沉積形成吸收層；形成吸收層的基板隨著輥筒反向轉(zhuǎn)動時，濺射源通過轟擊緩沖層靶材使吸收層上沉積形成緩沖層。

作為一種方式，所述工作臺為水平設(shè)置的平臺，平臺兩端安裝有所述推進收納機構(gòu)，在平臺下側(cè)安裝有所述加熱器；當推進收納機構(gòu)將基板從平臺上側(cè)一端輸送至另一端時，濺射源通過轟擊吸收層靶材使基板上沉積形成吸收層；當推進收納機構(gòu)將沉積有吸收層的基板從平臺上側(cè)所述另一端輸送至所述一端時，濺射源通過轟擊緩沖層靶材使吸收層上沉積形成緩沖層。

進一步地，所述吸收層靶材通過CIGS粉末壓制而成。

進一步地，所述推進收納機構(gòu)包括兩滾子，當沉積吸收層時，其中一個滾子裝載卷筒基板，并將基板片段推進至工作臺，另一個滾子載出基板并將其收成卷；當沉積緩沖層時，所述另一個滾子裝載卷筒基板，并將基板片段推進至工作臺，所述其中一個滾子載出基板并將其收成卷。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點：

1、本發(fā)明采用向由上向下的濺射法沉積吸收層與緩沖層，避免了因重力的影響使得沉積不夠均勻的現(xiàn)象。

2、本發(fā)明采用基板的正向運動，沉積吸收層；反向運動，沉積緩沖層，從而提高了生產(chǎn)效率。

3、將吸收層靶材和緩沖層靶材設(shè)置在同一個旋轉(zhuǎn)的空心筒周壁，使得設(shè)備的體積較小，節(jié)約了空間。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一種優(yōu)選方式的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1的側(cè)面示意圖；

圖3是本發(fā)明另一種優(yōu)選方式的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖詳細介紹本發(fā)明：